中山市暴雨重现期的淹没分布

杨一秋 莫丽

摘要：在沿海城市中，每年均有暴雨内涝灾害，严重的影响了人们的生活，甚至造成财产的损失和人员的伤亡。本文以中山市为研究对象，借助所在城市的暴雨强度公式和径流量模型，通过提取4种重现期下的暴雨淹没情形，模拟不同暴雨重现期的淹没分布，实现暴雨内涝的危险性评估。

关键词：暴雨；重现期；积水量；淹没高程

中图分类号： P426.62 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2016.13.072

1 研究区概况

中山市位于广东省中南部，珠江沿海偏南的西、北江下游三角洲出海处，北接广州市番禺区和顺德区，西邻江门市逢江区和珠海市斗门区，东南连接珠海市，东隔珠江口伶仃洋与深圳市和香港特别行政区相望。

全境均在北回归线以南，处于低纬度地带，属亚热带季风气候类型，光热照射时间充足，降雨充沛。每年由夏季风带来大量水汽，是主要的降水来源，年平均降水量为1875.3毫米，降水量共达29.18亿立方米，西江和北江流经该市的磨刀门、横门、洪奇沥总水量1497亿立方米。

2 研究方法

2.1中山市暴雨强度公式

中山市的暴雨强度公式根据2010年1月1日公布实施的《中山市城市规划标准与准则》，对城市排水系统和防洪工程中，所采用中山市暴雨强度公式[4]。公式如下：

该强度公式中，q代表暴雨强度（L/S·ha），t表示降雨历时（min），p为设计重现期（年），利用该公式，可以计算研究区域各个重现期下的暴雨强度。但暴雨强度公式q的单位是L/S·ha，i的单位是mm/min ，通过计算转换，两者间的关系如下：

2.2径流量模型

其中：A为综合径流系数，在中山市设计标准中取值为0.3；q为设计暴雨强度，其单位为L/S·ha；F代表汇水区的面积，其单位为ha。通过该径流模型，获取中山市的径流量数据。

3不同重现期下的积水深度

本文主要根据不同重现期的降水情况，计算出各个重现期的淹没高程，模拟中山市暴雨内涝的淹没情形。城市内涝主要是因短时间内降水无法及时排出，造成地面的积水，也就是说，相同降水量的情况下，暴雨历时越长，给予雨水排出的时间就越充足，暴雨的危险性就小；暴雨历时越短，雨水排出的时间就越少，暴雨的危险性越大。为了统一度量暴雨内涝的危险程度，需要对暴雨的历时进行限定。考虑到较短历时的降水，发生内涝的可能性较大，本文对所有重现期的时长，均设定为1小时，即1小时的降雨时长下，推算出3年、5年、10年、50年四种暴雨重现期下的淹没分布。

对重现期的降水数据一般通过两种途径获取，即历史数据的获取或暴雨公式的推断。对历史数据的获取，由于记录数据样本少和统计的口径不一，所以对重现期的确定有较大的困难。而暴雨公式推断方面，中山市根据历年的降水情况，设计了暴雨强度公式，根据该公式可以推断出不同重期期下的降雨量，在1小时降雨时长下（见图1），中山市面临1年一遇的时暴雨量为46.93毫米，10年一遇的时暴雨量为70.23毫米，暴雨量随着重现期的加长而增加，当斜率为1时，重现期为10.149，所以可以近似认为，暴雨重现10年（含）以下的，暴雨量随着重现期的增加而增加，其暴雨量增长的速率是递增的，重现期10年以上的，暴雨量随着重现期的增加而增加，其暴雨量增长的速率呈递减的态势。

4不同重现期暴雨淹没分布

通过对中山市地理高程进行水流方向、汇、分水岭三种水文分析工具的提取，获得较为符合实际的淹没地形。基于无源淹没的思路，即相同的降雨量下，地势低洼的地方，危险性大，提取各个重现期的淹没分布。主要考虑暴雨历时和降水强度两个影响因子，为了统一量纲，假定在1小时的降水历时下，通过中山市的暴雨强度公式，计算出不同重现期下的总降水量。在获得总降水量后，对降水流出部分，则是根据中山市径流量模型，即总降水量减去流出量后，获得积水量。根据总积水量为：

获得总的积水量后，对单位进行转换后，采用Arcgis的3D分析工具“等体积法”，模拟内涝淹没深度。凡是高程低于水值的栅格，都看成是受淹没的区域，所有低于高程的洼地都可能发生内涝。为此，运用3D分析中的AREA AND VOLUME 工具，对经过分水岭处理的高程图进行计算，倒推各重现期下的淹没面积和淹没高程，凡低于高程值的，均可能淹没。由此得出不同重现期下的淹没分布。将不同重现期下的积水深度，进行叠加，按各个重现期时行分类，生成了暴雨重现期分级图（见图2），同时也反映了中山市暴雨内涝的风险情况。风险颜色最浅呈片状分布的为主河道或水系。总的来说，呈点状分布的为淹没区域。主要淹没区集中在西南部的板芙、神湾地带，北部片区的民众、港口、阜沙、开发区地带，中部的主城区、沙溪、横栏等地带。随着重现期的增加，南部的坦洲地带也出现了积水现象，但中南部由于地势较高，发生内涝积水的可能性不大。

5结语

中山市由于地势较低，常年受暴雨的影响明显，一旦发生较大的暴雨（重现期10年以上），整个区域将出现大面积的内涝，各个镇区应加强暴雨内涝的排水应急工作，特别是三大易水浸区域，在暴雨多发季节，要密切关注各个水浸洼地，防止出现因内涝造成的大量厂房设备损失和道路水浸车损失。

参考文献

[1]固央.侨商创业成为经济建设的一支劲旅 中山：伟人故里 侨乡旗帜[J].新商务周刊，2013（22）：84-85.

[2]姚国伟，林本海， 刘军.中山市区的地质构造与岩土工程特性分析[J].广州建筑， 2011，39（01）：17-26.

[3]中山市近56年降水的时空变化特征[J].广东气象， 2013，35（5）：24-28.

[4] 张宗彩. 中山市中心城区雨污分流工程规划污水量预测方法[J]. 世界华商经济年鉴·城乡建设， 2013，（05）.

[5]张犁.城市洪水分析与模拟的GIS方法研究[J].地理学报，1995，地理学报，1995（S1）：76-84.

作者简介：杨一秋，北京师范大学，在读硕士研究生，研究方向：自然灾害管理。