用三組公式“算”出暴雨強度,成都跟暴雨說:
追了你11年 我知道該怎麼做了
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精准遴選
●技術人員從855個地面氣象站中選了14個進行研究,這些站站點功能較完善,暴雨過程的還原更為完整
●分析、梳理、歸納降雨時長、雨量、強度變化趨勢,並為每一場暴雨精准畫像,得出不同暴雨過程特點
雨型特點
●建成區的暴雨發生頻率越來越高,強度越來越大
●暴雨越來越急,往往剛發生就強度拉滿
●龍泉山以東的簡陽市、成都東部新區暴雨過程呈現“短而強”特點
惠及市民
●新版公式共分三組,呈現成都各區(市、縣)城市開發邊界內的降雨規律
●在打通“暴雨發生過程”推導鏈條后,公式在生成氣象預警預報、服務市民出行等方面更有說服力
追蹤暴雨11年,會得到什麼?成都市水務局、成都市氣象局的答案是:新版暴雨強度公式。
日前,這套新版公式正式發布。它的作用是可呈現成都各區(市、縣)城市開發邊界內降雨規律,並計算出各建成區雨水排水設計流量,不僅反映城市降雨規律,還會成為城市排水防澇系統規劃、工程設計和相關設施建設的依據。
精挑14個氣象站為暴雨精准畫像
想要拿出公式,前提是要搞清雨型。雨型是降雨發生的特點及規律,由歷次降雨過程記錄資料梳理而來。對成都來說,這是一次前所未有的嘗試。2015年版本的公式,參考坐標是暴雨峰值,但並未對非暴雨過程進行拆解。
成都市域內,分布著855個地面氣象站。2016年以來,成都經歷73場區域性暴雨。這也意味著,這些氣象站累計記錄了上萬場(次)暴雨過程。如果挨個翻閱暴雨過程資料,工作量太大。有人算過,哪怕動用50個技術人員,把這些資料弄出眉目也至少需4個月。
多次會商后,技術團隊認為,查閱資料必須有針對性,關鍵是要精准遴選氣象站點。綜合考量雨型實用性、針對性和典型性,技術人員把重點放在成都各區(市、縣)城市開發邊界內的14個國家級氣象站上。因為它們建站時間較久、站點功能較完善,暴雨過程的還原更為完整,記錄暴雨發生的趨勢變化也更為細致。
站點選好了,但工作難度依然很大。“降雨時長、雨量、強度變化趨勢等數據,都需要挨個分析、梳理、歸納。”成都市氣象台工作人員說,大家先從14個國家級氣象站的5分鐘、10分鐘、15分鐘等15個降雨歷時(時長)資料開始分析,重點查閱各氣象站的1小時、3小時和24小時三種成都主流類型暴雨發生過程實錄。在此基礎上,為每一場暴雨精准畫像,最終得出不同暴雨過程特點。
技術團隊認為,隻有拿出真實反映暴雨過程的雨型數據,才能把成都的防澇應對及工程設計理念,從過去的“峰值管理”轉變成“全過程精細化防控”。
成都的暴雨越來越“暴躁”了
雨型剛剛出爐,技術團隊就一致認為:成都的暴雨越來越“暴躁”了。
首先是成都市建成區的暴雨發生頻率越來越高,強度越來越大。各站點降雨數據分析結果顯示,過去11年,成都年度降雨總量緩慢增加,降雨方式也出現了變化。
具體來說,暴雨發生的時段明顯拉長,區域越來越集中,降雨強度越來越大。在時段上,暴雨主要發生在每年7月至8月間,但發生的時間總體有提前和后延趨勢﹔在區域上,西部山區顯著多於中東部地區﹔在強度上,過去11年,成都單點小時雨強極端值越來越多,如2015年之前,成都降雨強度的三年一遇標准是46毫米/小時,如今這一標准已提升至50毫米/小時。
不少學者認為,這既有全球整體氣候變化的影響,也有“雨島效應”(城市建成區降雨時長、降雨量明顯增長)的因素。
其次是暴雨“性子”越來越急。“一般剛落雨半小時左右,城區河流水位就會上漲。”成都水文中心相關負責人提到一個現象:相較於10多年前,成都中心城區的雨水匯集速度越來越快。在周邊道路硬化率等地表物理形態沒有根本變化的前提下,這個匯流速度說明一件事:成都的暴雨越來越急,往往剛發生就強度拉滿。
最后是改變既往認知。此前,在大眾認知中,簡陽市、成都東部新區的年度總降雨量偏少,暴雨發生次數少、強度低。但本次研究顯示,龍泉山以東的簡陽市、成都東部新區暴雨過程呈現“短而強”的特點,特別是3小時以內短時暴雨強度遠高於成都其他地區。
抽象公式能精准服務市民出行
根據暴雨過程資料,技術人員將成都各區(市、縣)城市開發邊界內的降雨分成三個分區。其中,第一降雨分區是都江堰市、邛崍市、大邑縣和蒲江縣﹔第二降雨分區包括錦江區等17個區(市、縣)﹔第三降雨分區是簡陽市和成都東部新區。這些降雨分區的暴雨過程,存在著一定差異,如第一降雨分區的暴雨發生頻率高於其他分區。
技術團隊介紹,新版公式共分三組,它們的計算方式各有不同,分別對應三個降雨分區,不再像舊版公式那樣,隻聚焦中心城區、近郊區,實現成都市各區(市、縣)城市開發邊界內區域全覆蓋。
這套公式的直接作用,是能表達暴雨強度、降雨歷時、重現期三者間的關系。但要用好暴雨強度公式,還需考慮另一個城市防洪排澇關鍵參數:暴雨過程中的地表徑流變化。因為更新暴雨強度公式的目的,是提高城市在暴雨天氣下的韌性。地表徑流生成的大小、速度,直接關乎城市洪澇的發生程度。
想要弄清暴雨與地表徑流的關系,同樣不容易。同等強度的暴雨,發生在地面硬化率、地形等不同的區域,地表徑流轉化率、匯集速度都不一樣。對此,技術人員提取重點氣象站附近的地面硬化、地下管網、河流水文等相關數據,經過比對分析,找出兩者之間的擬合關系。
這為新版暴雨強度公式應用打開方便之門。在打通“暴雨發生過程”推導鏈條后,暴雨強度公式在預測地表徑流、生成氣象預警預報、預判積水點位、指導防洪防澇和應急調度、服務市民出行等方面更有說服力。例如,強降雨到來之際,抽排水設備如何調度,新版公式推導的結論將成為重要參考依據。同時,根據新版公式推導結果,老舊城區易淹、易積水點位的管網改造更新將提速,防洪排澇規劃也將被重新審視、修訂。
“我們認為這個新公式,是一條城市順應氣候變化、補齊防汛短板的隱形防線。”技術團隊負責人說,作為一項常態化工作,接下來成都將會繼續“追暴雨”。(四川日報全媒體記者 王成棟)
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