柳州市短歷時(shí)暴雨變化特征分析

謝東，李煜，袁馬強(qiáng)

（柳州市氣象局，廣西柳州 545001）

柳州市短歷時(shí)暴雨變化特征分析

謝東，李煜，袁馬強(qiáng)

（柳州市氣象局，廣西柳州 545001）

通過對(duì)柳州市的短歷時(shí)暴雨變化特征進(jìn)行分析得出：柳州市區(qū)短歷時(shí)暴雨的強(qiáng)度和分布特征均發(fā)生顯著變化，增強(qiáng)、增多的趨勢明顯；高強(qiáng)度降水是造成城市內(nèi)澇的主要外因，而暴雨強(qiáng)度公式是科學(xué)、合理地制定城市排水專業(yè)規(guī)劃和排水工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，建議每隔10年對(duì)柳州市暴雨強(qiáng)度公式進(jìn)行修編。

柳州市；短歷時(shí)暴雨；變化特征；分析

1 前言

柳州市地處華南，位于廣西壯族自治區(qū)北部，屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，是中國明顯季風(fēng)區(qū)之一，冬季受西北和東北季風(fēng)影響，夏季受東南、西南季風(fēng)和南海夏季風(fēng)影響，氣候溫暖、多雨，是暴雨多發(fā)區(qū)。本區(qū)域氣候復(fù)雜多變，災(zāi)害性天氣頻繁。暴雨、洪澇、大風(fēng)、雷暴、冰雹、大霧等氣象災(zāi)害時(shí)常發(fā)生。［1］柳州市雨量充沛，年降雨量1440.7mm，年暴雨日數(shù)（一年內(nèi)日降雨量達(dá)到或超過50mm的天數(shù)）平均6.3d（1960～2014年平均值）。柳州市各年代平均暴雨日數(shù)為52.5d，其中最多的是2000年代，暴雨日數(shù)為77d；其次是1960年代和1990年代，暴雨日數(shù)分別為67d和63d，1970年代暴雨日數(shù)為60d，1980年代暴雨日數(shù)最少，為48d，2010至2014年的暴雨日數(shù)為30d?？梢?，柳州市暴雨日數(shù)年代變化大，近幾十年來暴雨日數(shù)大體呈上升趨勢，特別是1990年代以后暴雨日數(shù)增長趨勢明顯。

2 柳州市區(qū)短歷時(shí)暴雨的變化特征

2.1 柳州市區(qū)短歷時(shí)暴雨時(shí)間變化特征

2.1.1 暴雨樣本極值的時(shí)間分布

柳州國家氣象站是目前柳州市主城區(qū)唯一的國家氣象站，該站具有30年以上的自記降水雨量資料，資料的一致性較好，觀測資料的可靠性較高。因此選定柳州國家氣象站作為本項(xiàng)目的代表站。把1980～2014年分為兩個(gè)時(shí)段，以1980～1999年為第1個(gè)時(shí)段，以2000～2014年為第2個(gè)時(shí)段，分別統(tǒng)計(jì)柳州國家氣象站這兩個(gè)時(shí)段5、10、15、20、30、45、60、90、120、150、180分鐘11個(gè)歷時(shí)最大的10個(gè)降水極值的分布情況，可以看出，2000～2014年15年間降水極值出現(xiàn)次數(shù)均大于1980～1999年20年間的發(fā)生次數(shù)。11個(gè)歷時(shí)的極大值全部出現(xiàn)在2000年后，其中60min、90min、120min歷時(shí)的極端最大值出現(xiàn)在2012年［2－4］。

2.1.2 暴雨樣本均值的時(shí)間分布

統(tǒng)計(jì)和比較柳州1980～2014年、1990～2014年、與2000～2014年三個(gè)時(shí)段各歷時(shí)暴雨樣本的平均值發(fā)現(xiàn)（表1），基本以2000～2014年時(shí)段為最大，1990～2014年時(shí)段次之，1980～2014年為最小。說明近十多年以來柳州市的短歷時(shí)強(qiáng)降水明顯大于2000年以前的時(shí)段，極端降水事件呈增加趨勢。

3 柳州市區(qū)短歷時(shí)暴雨的空間變化特征

3.1 自動(dòng)氣象站資料來源及處理

針對(duì)暴雨明顯的局地特征，根據(jù)柳州市區(qū)21個(gè)自動(dòng)氣象站降雨資料，分析柳州市區(qū)短歷時(shí)暴雨數(shù)據(jù)區(qū)域代表性和分布特征：

（1）資料來源：根據(jù)廣西壯族自治區(qū)氣象局信息中心提供的J文件數(shù)據(jù)，獲取近5年（2010－2014年）柳州市區(qū)包括本站（59046）和沙塘站（59044）以及21個(gè)自動(dòng)氣象站分鐘降水資料。

（2）資料處理：由于自動(dòng)氣象站資料目前以原始資料存儲(chǔ)，首先對(duì)21個(gè)自動(dòng)氣象站資料進(jìn)行業(yè)務(wù)化質(zhì)量審核，根據(jù)本項(xiàng)目要求進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量檢驗(yàn)。從中挑選資料代表性、完整性、可靠性較好的站點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，降雨歷時(shí)按60、120分鐘，每年選取最大8場雨量記錄。

3.2 短歷時(shí)最大降水量分布特征

由于自動(dòng)氣象站的資料年限較短，同時(shí)考慮到數(shù)據(jù)的一致性和可比性，因此將自動(dòng)氣象站近5年來歷時(shí)為60、120分鐘的每年最大8場雨量作為基礎(chǔ)資料，計(jì)算每站歷時(shí)60、120分鐘的平均值，得出60、120分鐘的平均最大降水量分布圖情況：

柳州市區(qū)60分鐘和120分鐘的平均最大降水量分布趨勢基本一致，呈南多北少的趨勢。從站點(diǎn)看，市交通學(xué)校一帶和陽和新區(qū)，是柳州市60分鐘和120分鐘降雨的最大值區(qū)，次大值區(qū)在這兩個(gè)大值中心周圍；從大區(qū)域看，柳州的中部、南部除柳州醫(yī)專所在的東南角外，降雨量都普遍較大，分布的面積最廣（含柳州國家氣象站在內(nèi)）的絕大部分地區(qū)；從60分鐘降雨強(qiáng)度分布看，小村小學(xué)所在的西北部最小，分布的面積也較小，從120分鐘降雨強(qiáng)度分布看，包括小村小學(xué)和洛埠鎮(zhèn)的西北部和東北部均較小，所占區(qū)域也最小。

4 新編暴雨強(qiáng)度公式與原公式計(jì)算結(jié)果的比較及分析

柳州市區(qū)原暴雨強(qiáng)度公式有兩套，分別為：

表1 柳州市區(qū)不同階段統(tǒng)計(jì)樣本均值

表2 新編暴雨強(qiáng)度公式計(jì)算值與原公式（1）對(duì)比

表3 新編暴雨強(qiáng)度公式計(jì)算值與原公式

據(jù)了解，公式（1）是由廣西區(qū)建委綜合設(shè)計(jì)院于1973年編制，公式（2）是由同濟(jì)大學(xué)于1975年編制［5］。

2015年11月，柳州市新編暴雨強(qiáng)度公式由柳州市氣象局修訂完成并經(jīng)柳州市政府同意發(fā)布實(shí)施。新編公式總公式為：

以10、15、20、30、45和60分鐘6個(gè)歷時(shí)為例，利用新編的暴雨強(qiáng)度公式計(jì)算重現(xiàn)期為2、3、5年的暴雨強(qiáng)度值，并與原暴雨強(qiáng)度公式進(jìn)行分析比較。［6］比較結(jié)果如表2和表3所示。從表2可以看出，新編暴雨強(qiáng)度公式計(jì)算的暴雨強(qiáng)度值大于原公式（1），偏大的幅度在2.2%～5.1%之間。從表3可以看出，新編暴雨強(qiáng)度公式計(jì)算的暴雨強(qiáng)度值均大于原公式（2），偏大的幅度在11.0%～15.9%之間。雖然原公式的計(jì)算結(jié)果存在誤差，但新編公式計(jì)算結(jié)果均明顯大于原公式，這也印證了柳州短歷時(shí)暴雨特征的變化趨勢。

5 結(jié)論及建議

（1）隨著近年來柳州市城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷的加快，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，在此城市化快速發(fā)展的背景下，柳州區(qū)域短歷時(shí)強(qiáng)降水的強(qiáng)度和分布特征均發(fā)生顯著變化，增強(qiáng)、增多、增大的趨勢明顯，極端降水事件不斷增多。

（2）高強(qiáng)度降水是造成城市內(nèi)澇的主要外在原因，強(qiáng)降水頻率的增大加大了城市內(nèi)澇的自然風(fēng)險(xiǎn)。城市嚴(yán)重內(nèi)澇對(duì)城市工業(yè)、商業(yè)、及旅游業(yè)等產(chǎn)生日益重大的影響，使城市的生態(tài)環(huán)境遭到破壞，損壞城市的整體形象。柳州的城市綜合承災(zāi)能力面臨了更大的挑戰(zhàn)。暴雨強(qiáng)度公式是科學(xué)、合理地制定城市排水專業(yè)規(guī)劃和排水工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，它給市政建設(shè)、水務(wù)、規(guī)劃等部門提供了科學(xué)的理論依據(jù)和準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)參數(shù)［7－8］。因此，建議每隔10年對(duì)柳州市暴雨強(qiáng)度公式進(jìn)行修編。

［1］覃衛(wèi)堅(jiān)，李耀先，覃志年.廣西暴雨的區(qū)域性和連續(xù)性研究［J］.氣象研究與應(yīng)用，2012，33（4）.

［2］覃衛(wèi)堅(jiān)，李耀先，廖雪萍，陳思蓉.大氣低頻振蕩對(duì)廣西持續(xù)性區(qū)域性暴雨的可能影響［J］.氣象研究與應(yīng)用，2015，36（3）.

［3］黃麗康，韋彩色，趙玉紅.合浦縣暴雨氣候特征及成因分析［J］.氣象研究與應(yīng)用，2012，33（4）.

［4］黃翠銀，陳劍飛.2011年10月一次廣西區(qū)域性暴雨特征分析［J］.氣象研究與應(yīng)用，2012，33（4）.

［5］鄧培德.暴雨選樣與頻率分布模型及其應(yīng)用［J］.給水排水，1996，（2）.

［6］《給水排水設(shè)計(jì)手冊（第5冊）城鎮(zhèn)排水》［J］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003.

［7］國家住建部、中國氣象局.城市暴雨強(qiáng)度公式編制和設(shè)計(jì)暴雨雨型確定技術(shù)導(dǎo)則［S］.2014

［8］上海市建設(shè)和交通委員會(huì).室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50014－2006，2014年版）［S］.北京：中國計(jì)劃出版社，2014.

The Characteristics Analysis of Short Duration Rainstorm change in Liuzhou City

Xie Dong，Li Yu，Yuan Ma Qiang
（Liuzhou Municipal Meteorological Service,Guangxi Liuzhou 545001）

Based on the analysis of the variation characteristics of short duration storm Liuzhou,it is concluded that intensity and distribution of short duration storm were changed significantly,the trend of enhancing and increasing is obvious;high intensity precipitation is the main external cause of urban water logging,the rainstorm intensity formula is the foundation of setting up a scientific and rational urban drainage and drainage engineering planning,so it is suggested that every 10 years to revise the storm intensity formula in Liuzhou city.

Liuzhou city；short duration rainstorm；characteristic;analysis

P46

A

1673-8411（2016）03-0084-04

2016-06-10

柳州市2015年城鄉(xiāng)社區(qū)事務(wù)（城市建設(shè)—規(guī)劃編制及項(xiàng)目前期）項(xiàng)目

謝東（1969－），男，碩士研究生，高級(jí)工程師，現(xiàn)主要從事氣象服務(wù)和應(yīng)用氣象工作。