廣州城市暴雨內(nèi)澇模型模擬效果評(píng)估

李海燕，吳曉絢，王婷，潘蔚娟，肖婷，葉?，?/p>

(1.廣州市氣候與農(nóng)業(yè)氣象中心，廣東 廣州 511430；2.廣州市氣象臺(tái)，廣東 廣州 511430)

1 引 言

隨著河南鄭州遭遇“7·20”特大暴雨之后，我國(guó)的城市內(nèi)澇問題，再度成為熱點(diǎn)難題。鄭州市因城市內(nèi)澇導(dǎo)致地下室、車庫(kù)、地下管網(wǎng)等地下空間多人溺亡。廣州市是粵港澳大灣區(qū)的核心城市之一，也是暴雨多發(fā)城市，暴雨具有發(fā)生頻率高、強(qiáng)度大、分布集中的特征，導(dǎo)致城市地面雨水不能及時(shí)排出產(chǎn)生的內(nèi)澇和城市河涌行洪能力不足導(dǎo)致的河水漫溢淹城，帶來不可估量的生命和財(cái)產(chǎn)損失[1-6]。譬如，2020年“5·22”特大暴雨過程，廣州全市共410 處積水，多地出現(xiàn)水淹，增城官湖地鐵站、新沙地鐵站嚴(yán)重浸水導(dǎo)致地鐵13號(hào)線停運(yùn)，全市死亡4 人。另外，我國(guó)隨著城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，城市暴雨內(nèi)澇災(zāi)害難以完全避免，也是各個(gè)地區(qū)面臨的共同問題；因此深入分析城市內(nèi)澇問題，防患于未然是各地政府必不可少的基礎(chǔ)公共課。

當(dāng)前，應(yīng)對(duì)城市內(nèi)澇災(zāi)害問題，我國(guó)各地相關(guān)單位開展內(nèi)澇影響預(yù)報(bào)和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警[7-17]。早期，天津市氣象科學(xué)研究所建立了天津市城區(qū)內(nèi)澇仿真模型[8-9]，該內(nèi)澇仿真模型對(duì)瀝澇動(dòng)態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)，在南京、深圳、西安等十幾個(gè)城市得到推廣應(yīng)用。此后，張萍萍等[11]設(shè)計(jì)了適合武漢市的城市積澇仿真模型。楊辰等[15]研究采用概化方法針對(duì)外環(huán)內(nèi)中心城區(qū)構(gòu)建上海暴雨內(nèi)澇評(píng)估模型，該模型可較好地模擬本市中心城區(qū)的內(nèi)澇積水狀況?？梢姡瑯?gòu)建城市內(nèi)澇數(shù)值模擬模型，實(shí)現(xiàn)城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警是可行的，為城市防澇救災(zāi)和城市發(fā)展規(guī)劃提供決策依據(jù)。

城市內(nèi)澇模型一般采用水動(dòng)力模型方法，模擬城市內(nèi)澇形成和演進(jìn)過程，該方法通過計(jì)算水流的流速、流向和水深，能真實(shí)地反映城市復(fù)雜條件下的水流現(xiàn)象。仇勁衛(wèi)等[18]以二維非恒定水力學(xué)模型為基礎(chǔ)，采用無結(jié)構(gòu)不規(guī)則網(wǎng)格，直接利用降雨信息進(jìn)行城區(qū)瀝澇仿真模擬。解以揚(yáng)等[8-9]對(duì)該模型進(jìn)行了改進(jìn)，模型以平面二維非恒定流的基本方程和無結(jié)構(gòu)不規(guī)則網(wǎng)格劃分技術(shù)為骨架，根據(jù)天津、南京及南昌不同的地形地貌特征分別設(shè)計(jì)了不同計(jì)算網(wǎng)格。何文華[19]構(gòu)建基于無結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的水動(dòng)力模型，對(duì)2007 年7 月18 日濟(jì)南市突發(fā)強(qiáng)暴雨洪水進(jìn)行數(shù)值模擬，研究區(qū)域內(nèi)的水流情況及洪水淹沒范圍。喻海軍[20]基于水動(dòng)力學(xué)方法，研究了城市洪澇數(shù)值模擬計(jì)算方法，將模型應(yīng)用于深圳市區(qū)民治水庫(kù)潰壩洪水風(fēng)險(xiǎn)分析和廣州市新河浦社區(qū)暴雨洪水計(jì)算，并得出了較合理的結(jié)果。尹志聰?shù)萚14]根據(jù)北京城市地表、河道溝渠及排水管網(wǎng)等水文水動(dòng)力學(xué)過程，建立了北京城市內(nèi)澇數(shù)值模擬，主要模擬北京積水深度特征。黃清雨等[21]采用局部等體積法和水動(dòng)力模型模擬上海城區(qū)內(nèi)澇變化情況。苑希民等[22]采用小尺寸結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格構(gòu)建石家莊市暴雨內(nèi)澇水動(dòng)力模型。我國(guó)在城市洪澇數(shù)值模擬技術(shù)方面研究不斷深入[23-27]，為城市洪澇災(zāi)害管理提供有效的支持。

廣州是經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的城市，尤其是，地下停車場(chǎng)、下凹式立交橋和地鐵的大量修建，快速增加了新的城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，因此，為更深入研究廣州城市暴雨內(nèi)澇特征，廣州市氣象局基于廣州地形數(shù)據(jù)，采用水動(dòng)力方法，結(jié)合精細(xì)化降水預(yù)報(bào)，建立了廣州城市暴雨內(nèi)澇模型[28-29]，模型考慮不同土地利用類型，賦予城市建筑一定高度。模型可連續(xù)模擬城市內(nèi)澇24 h 內(nèi)逐6 min 的積水深度及對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

本文擬利用災(zāi)情資料和內(nèi)澇點(diǎn)積水深度數(shù)據(jù)對(duì)模型模擬結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，以期為廣州暴雨內(nèi)澇的影響預(yù)報(bào)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供技術(shù)支撐。

2 資料與方法

2.1 資 料

(1) 廣州市全市416 個(gè)雨量站的降水觀測(cè)資料，(2) 廣州市中心城區(qū)內(nèi)澇信息來源主要是廣州市排水管理中心，郊區(qū)的內(nèi)澇信息由各區(qū)氣象局從當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門獲取。通過整理廣州市排水中心的暴雨防御簡(jiǎn)報(bào)和一雨一報(bào)表，得到廣州市內(nèi)澇過程中對(duì)應(yīng)的內(nèi)澇隱患點(diǎn)及內(nèi)澇過程(開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、積水深度及內(nèi)澇原因等)的信息。

為了更好地描述廣州市積水內(nèi)澇災(zāi)害范圍和程度，參考廣州市歷年積水資料和受災(zāi)情況，將暴雨內(nèi)澇預(yù)報(bào)劃分為四個(gè)等級(jí)(表1)，分別是Ⅳ級(jí)對(duì)應(yīng)的積水深度為5.0～19.9 cm，Ⅲ級(jí)對(duì)應(yīng)的積水深度為20.0～59.9 cm，Ⅱ級(jí)對(duì)應(yīng)的積水深度為60.0～119.9 cm，Ⅰ級(jí)對(duì)應(yīng)的積水深度為≥120.0 cm。

表1 廣州市暴雨內(nèi)澇預(yù)報(bào)等級(jí)劃分

此外，文中提到的重現(xiàn)期暴雨是指在一定年代的雨量記錄資料統(tǒng)計(jì)期間內(nèi)，大于或等于某暴雨強(qiáng)度的降雨出現(xiàn)一次的平均間隔時(shí)間，為該暴雨發(fā)生頻率的倒數(shù)；模型模擬的命中率是指模型能模擬出實(shí)況內(nèi)澇點(diǎn)的概率，即模擬出的實(shí)況內(nèi)澇點(diǎn)與總實(shí)況內(nèi)澇點(diǎn)之比。

2.2 廣州城市內(nèi)澇模型

廣州市城市暴雨內(nèi)澇模型就是模擬雨水落到地表之后，形成徑流，到排出的過程。該模型理論基礎(chǔ)是在水動(dòng)力學(xué)理論上構(gòu)建的，是基于水動(dòng)力學(xué)方程的內(nèi)澇模型，具體是把城市地表劃分為一定分辨率柵格，然后在單個(gè)柵格及柵格之間計(jì)算產(chǎn)匯流，通過柵格產(chǎn)匯流計(jì)算后的水量進(jìn)入城市排水管網(wǎng)進(jìn)行傳輸，在排水管網(wǎng)中按照水動(dòng)力學(xué)的方法進(jìn)行流量的推演?；谒畡?dòng)力模型的內(nèi)澇模型最大優(yōu)勢(shì)可詳細(xì)體現(xiàn)城市內(nèi)澇形成的整個(gè)過程，數(shù)據(jù)精度要求高[30]。因此，廣州市城市暴雨內(nèi)澇模型雨水整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程可分為四個(gè)模塊：(1) 降雨模塊，主要是指時(shí)空分布有差異的降雨過程；(2) 產(chǎn)流模塊，為雨水在地表的產(chǎn)流過程；(3) 地表匯流模塊，對(duì)應(yīng)雨水徑流匯集到雨水口的過程；(4) 管網(wǎng)匯流模塊，為排水管網(wǎng)的將雨水輸送到受納水體的過程。下面分別介紹四個(gè)模塊的特征。

(1) 降雨模塊。

主要利用逐6 min的雷達(dá)定量降水估測(cè)(QPE)產(chǎn)品(插值成50 m×50 m)更新1 h、3 h累計(jì)降水。

(2) 產(chǎn)流模塊。

產(chǎn)流模型采用美國(guó)農(nóng)業(yè)部水土保持局開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)水文模型——SCS 模型(Soil Conservation Service，1972)。SCS計(jì)算公式：

其中，Q為徑流深度(mm)，P為一次降雨的總量(mm)，Ia為初損值，S為飽和儲(chǔ)水量(mm)。Ia計(jì)算引入下式：Ia=0.2S。S計(jì)算公式為：S=25 400/CN-254，CN(Curve Number)是反應(yīng)降雨前流域特征的綜合參數(shù)，與土壤濕潤(rùn)程度(AMC)、坡度、土壤類型、植被和土地利用類型有關(guān)。

(3) 匯流模塊。

DEM 數(shù)據(jù)是地理空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，本文使用30 m 分辨率數(shù)字高程數(shù)據(jù)，代表城市地形的高程變化。由于城市建筑對(duì)水體的阻擋，會(huì)改變水體在城市地表的分布，需要進(jìn)行城市建筑修正：Mi=Di+Hi，其中，M表示修正后柵格單位高程值，D表示原地形高程值；H表示城市建筑高度，將建筑當(dāng)作不可淹沒的柱體，高度取10 m。

匯流采用快速淹沒法：從邊界出發(fā)，搜索上游區(qū)域的操作所經(jīng)過的路徑是高程不減的，即后搜索到的格網(wǎng)高程大于等于先搜索到的格網(wǎng)，搜索操作在遇到較低的格網(wǎng)時(shí)停止。如果DEM 中存在洼地地形，完成所有邊界格網(wǎng)的上游搜索后，外部邊界將向內(nèi)部移動(dòng)，形成一個(gè)內(nèi)部邊界，內(nèi)部邊界格網(wǎng)至少要比其未處理的8 鄰域格網(wǎng)中的一個(gè)格網(wǎng)高。內(nèi)部邊界可在逐步搜索上游區(qū)域的過程中確定，保存在另一個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列中。如此往復(fù)地搜索上游區(qū)域和填平洼地，直到DEM 中的所有格網(wǎng)都已被處理。遍歷一次DEM 后，即可確定洼地區(qū)域的范圍和出口等特征。

(4) 排水模塊。

排水模塊忽略管網(wǎng)的計(jì)算，采用暴雨強(qiáng)度公式表征排水能力，由于現(xiàn)在只有廣州中心城區(qū)的暴雨強(qiáng)度公式，故采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。模擬計(jì)算時(shí)，除了排水，還要考慮上一時(shí)刻的積水情況。

3 廣州城市暴雨內(nèi)澇模型模擬

3.1 “5.22”暴雨內(nèi)澇過程的模擬

3.1.1 “5.22”降水和積水實(shí)況

2020 年5 月21—22 日(北京時(shí)間，下同)，廣州市出現(xiàn)暴雨到大暴雨，局部特大暴雨(圖1)。 此次暴雨過程的小時(shí)雨強(qiáng)強(qiáng)度和范圍均超歷史紀(jì)錄，全市有42 個(gè)測(cè)站的小時(shí)雨強(qiáng)超80 mm，破歷史記錄；超50 mm 的測(cè)站占82%，超100 mm 的測(cè)站占52%，250 mm 以上的雨量測(cè)站占5%；其中，黃埔區(qū)珠江街錄得全市最大小時(shí)雨量為167.8 mm，超百年一遇，錄得3 h 最大降水量288.5 mm，1 h 和3 h雨量都破黃埔區(qū)歷史極值。

圖1 2020年5月21日18時(shí)—22日07時(shí)廣州總降水量(mm)

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全廣州市共形成積水點(diǎn)410處，主要集中在廣州的中部地區(qū)(圖2a)。從總體看，廣州中北部積水比南部嚴(yán)重，東部積水比西部嚴(yán)重。積水最嚴(yán)重主要分布在增城西南部和黃埔南部地區(qū)，積水深度基本上都超過1 m，最大積水深度達(dá)4 m，出現(xiàn)在增城新塘沙埔市場(chǎng)；中心城區(qū)的天河、海珠積水深度也較大在0.5～1.0 m 之間。另外，圖2b 給出了“5.22”內(nèi)澇過程對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)空間分布特征，內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)一級(jí)主要分布在增城和黃埔的南部地區(qū)，與最大積水深度區(qū)對(duì)應(yīng)，二級(jí)、三級(jí)內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)主要分布在海珠、天河地區(qū)。此外，黃浦區(qū)南部地區(qū)積水深度大部分超多3 m，造成嚴(yán)重內(nèi)澇導(dǎo)致人員傷亡、車輛受損；例如，黃埔區(qū)南部的開源大道隧道(積水深度3 m)水浸嚴(yán)重造成2人溺亡；內(nèi)澇也引發(fā)山體滑坡等次生災(zāi)害，黃埔區(qū)發(fā)生3 起山體滑坡，導(dǎo)致4 間房屋倒塌，2人遇難。

圖2 “5.22”內(nèi)澇積水點(diǎn)的積水深度(a，cm)和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分布(b)

可見，此次過程雨量最大的黃埔南部、增城西南部地區(qū)對(duì)應(yīng)積水明顯，積水深度最大達(dá)4 m，大部分超3 m，特別是隧道、涵洞、橋底、地鐵等易澇風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，也易造成災(zāi)情，因此要特別關(guān)注這些地區(qū)做好相關(guān)措施。

3.1.2 模型模擬“5.22”積水情況

為了驗(yàn)證該模型的模擬效果，本文以廣州市自動(dòng)氣象站的降水觀測(cè)數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)條件，模型從5月21 日18 時(shí) 開 始模擬到22 日07 時(shí)，共13 小時(shí)。最大積水深度如圖3所示，模型能夠模擬出增城西南部和黃埔南部地區(qū)嚴(yán)重內(nèi)澇，積水深度為1.0～1.5 m，最大積水深度為1.5 m，位于黃埔區(qū)黃埔東路2 756 號(hào)，與積水實(shí)況對(duì)比(圖2)發(fā)現(xiàn)，盡管模型模擬出了該地區(qū)不少的積水，但和實(shí)況相比明顯偏弱。同時(shí)，模型對(duì)中心城區(qū)的天河、海珠及越秀區(qū)，尤其是天河部分地區(qū)的內(nèi)澇積水也有很好的模擬能力。天河區(qū)的華南師范大學(xué)周邊模擬出超過1m的積水，部分地區(qū)積水深度為0.5 m 左右，這和災(zāi)情分布是相符的。另外從內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警等級(jí)分布來看，預(yù)警發(fā)布與積水深度相對(duì)應(yīng)的，但是一級(jí)內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)比實(shí)況的少，特別是黃埔和增城南部的內(nèi)澇預(yù)警點(diǎn)明顯偏少，模型對(duì)番禺區(qū)的內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)預(yù)警偏高。具體看模型對(duì)各等級(jí)的模擬情況(圖4)，模型對(duì)一級(jí)、二級(jí)及四級(jí)內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)內(nèi)澇點(diǎn)的模擬明顯比實(shí)況偏少，對(duì)三級(jí)內(nèi)澇點(diǎn)模擬與實(shí)況相當(dāng)。

圖3 同圖2，但為模型模擬結(jié)果

圖4 模型模擬的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)與實(shí)況對(duì)比結(jié)果

本研究還采用內(nèi)澇點(diǎn)的實(shí)況積水深度與模型模擬結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，由表2 可見，模擬的積水深度與實(shí)測(cè)結(jié)果存在偏差，模擬的積水誤差小于20 cm 占40%，30 cm 以內(nèi)，大約占64%，誤差基本在30 cm 以下，但36%的內(nèi)澇點(diǎn)積水誤差大于30 cm。在大于30 cm 的誤差中，主要是模擬的積水深度結(jié)果偏小。總體來看，利用該模型得到的積水深度與實(shí)測(cè)結(jié)果大體吻合。

表2 廣州暴雨內(nèi)澇模型積水深度誤差統(tǒng)計(jì)

一般來說，下凹式隧道、橋底、地下車庫(kù)、地鐵站、低洼路面等極易成為周圍降雨的客水匯流區(qū)或產(chǎn)生地下涌出水，是城市內(nèi)澇的高風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。本研究針對(duì)這些內(nèi)澇高風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行了更細(xì)致的檢驗(yàn)分析，表3 中的內(nèi)澇點(diǎn)主要集中在廣州中部地區(qū)，少數(shù)位于廣州北部和南部地區(qū)。大部分內(nèi)澇點(diǎn)的模擬和實(shí)測(cè)值比較吻合，如車陂隧道北、萬洲大橋、天河客運(yùn)站、廣園路橋底、永寧街第一小學(xué)、東聯(lián)學(xué)校、白石瑤田市場(chǎng)等。這些內(nèi)澇點(diǎn)的積水一般在1m 以下，模型對(duì)這種量級(jí)的積水有不錯(cuò)的模擬能力?？茖W(xué)大道實(shí)測(cè)積水1.4 m，模擬值0.1 m，官湖地鐵站積水1.5 m，模擬值0.3 m，派潭小徑村實(shí)測(cè)積水1.0 m，模擬值0.0 m，其他積水達(dá)到2 m 或以上的內(nèi)澇點(diǎn)，模擬結(jié)果明顯偏小，大部分沒有超過1 m。說明，該模型對(duì)積水深度為2m 左右內(nèi)澇點(diǎn)模擬能力比較差，這可能是因?yàn)槟Ｐ椭袑?duì)大范圍降雨考慮不足的原因。

表3 “5.22”積水模擬和實(shí)況對(duì)比(m)

可見，通過“5.22”典型的內(nèi)澇實(shí)況對(duì)比發(fā)現(xiàn)，模型對(duì)嚴(yán)重內(nèi)澇點(diǎn)模擬效果比較差，因此要根據(jù)積水深度實(shí)況及災(zāi)情調(diào)查結(jié)果，調(diào)整模型的參數(shù)，比如在降雨模塊提高QPE 估測(cè)的累計(jì)降水量，以期實(shí)現(xiàn)模型能夠更真實(shí)地模擬內(nèi)澇積水過程。

3.2 不同重現(xiàn)期暴雨內(nèi)澇模擬

廣州城市化的高速發(fā)展，使大量人口涌入中心城區(qū)，居住環(huán)境受到影響，土地利用率提高，城市建筑等設(shè)施快速發(fā)展，使得廣州市中心城區(qū)內(nèi)澇頻發(fā)，因此基于構(gòu)建的廣州城市內(nèi)澇模型，分別模擬了1h和3 h重現(xiàn)期雨量下的廣州中心城區(qū)內(nèi)澇分布情況。

降水重現(xiàn)期計(jì)算采用皮爾遜Ⅲ型概率分布函數(shù)的推算結(jié)果，得到廣州中心城區(qū)(天河、越秀、荔灣、海珠)10 年、20 年、50 年、100 年一遇的1 h 重現(xiàn)期雨量分別為75 mm、83 mm、87 mm、92 mm、99 mm(表4)；3 h 重現(xiàn)期雨量分別為124 mm、143 mm、154 mm、167 mm、184 mm(表5)。1 h 重現(xiàn)期雨情下，積水深度一般在20 cm 以下，占總面積的50%左右，部分在20～59 cm。3h降雨情景下，積水面積繼續(xù)擴(kuò)大，積水明顯加深，積水深度一般在20～59 cm，占總面積的50%左右，部分在0～20 cm 和60～119 cm。6 h 和12 h 重現(xiàn)期雨情下的特征變化基本一致的(圖略)，積水面積隨著歷時(shí)的增加，積水面積擴(kuò)大，積水加深，積水深度一般在20～59 cm，占總面積的40%～50%，其次是在60～119 cm 之間，占總面積的30%～40%。從模擬的積水總面積看，基本上是隨著歷時(shí)的增加而增大的?？梢?，雨量越大，歷時(shí)越大，廣州中心地區(qū)就越容易遭受暴雨內(nèi)澇災(zāi)害。

表4 1 h重現(xiàn)期雨量下的積水模擬結(jié)果

表5 3 h重現(xiàn)期雨量下的積水模擬結(jié)果

4 業(yè)務(wù)應(yīng)用

2018年廣州城市暴雨內(nèi)澇模型開始在廣州城市暴雨內(nèi)澇監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)正式運(yùn)行，因此，對(duì)2019—2020 年廣州暴雨26 個(gè)內(nèi)澇過程的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)模擬結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)是按照表1中的積水深度劃分的等級(jí)，模型對(duì)近兩年內(nèi)澇過程內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的模擬命中率為65%(模擬出實(shí)測(cè)的內(nèi)澇點(diǎn)概率)，顯然，模型對(duì)暴雨內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的命中率可作為暴雨內(nèi)澇等級(jí)的參考；模型對(duì)不同總降水量量級(jí)的內(nèi)澇過程的命中率為24%～73%，具體的對(duì)總降水量為50～100 mm 的降水過程命中率最高為72.8%，對(duì)總降水量級(jí)大于250 mm 的降雨命中率最低為24.9%，即模型對(duì)量級(jí)小的降水過程模擬效果較好，可能與降水過程內(nèi)澇點(diǎn)較少有關(guān)，而嚴(yán)重降水過程范圍廣內(nèi)澇點(diǎn)多，命中概率較?。淮送?，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)模擬命中率最高的是三級(jí)為47.1%，而對(duì)一級(jí)內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的命中率最低為2.0%。在實(shí)際業(yè)務(wù)過程中通過與實(shí)況災(zāi)情調(diào)查對(duì)比之后，調(diào)整模型相關(guān)參數(shù)，特別是模型對(duì)嚴(yán)重內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)模擬不足的情況下，因此要在降雨模塊中提高QPE 累計(jì)降水量量級(jí)，以期提高對(duì)嚴(yán)重內(nèi)澇預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。當(dāng)然，目前模型準(zhǔn)確度可滿足一般的業(yè)務(wù)需要。

5 結(jié)論與討論

研究基于廣州城市暴雨內(nèi)澇模型，通過模擬內(nèi)澇個(gè)例得到對(duì)應(yīng)的內(nèi)澇點(diǎn)積水深度和內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。在此基礎(chǔ)上，充分利用“5.22”內(nèi)澇過程的內(nèi)澇點(diǎn)實(shí)測(cè)積水深度和內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)對(duì)模型模擬結(jié)果進(jìn)行了定量評(píng)估。結(jié)果表明，本研究所用暴雨內(nèi)澇模型對(duì)近兩年暴雨內(nèi)澇點(diǎn)內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)命中率達(dá)65%，對(duì)總降水量為50～100 mm 的降水過程命中率最高為72.8%，對(duì)三級(jí)內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)模擬命中率最高為47.1%。模型對(duì)“5.22”模擬的積水實(shí)況和實(shí)況相比偏弱，模擬的積水誤差主要分布在30 cm 以內(nèi)，大約占64%，大部分模型計(jì)算積水偏小，積水偏低的地區(qū)主要位于廣州中北部地區(qū)。模型對(duì)積水1m以下內(nèi)澇點(diǎn)的積水有不錯(cuò)的模擬能力，而對(duì)2m左右的深積水模擬能力還有限。此外，不同重現(xiàn)期雨情下，廣州中心城區(qū)的積水深度存在差異，降雨量和歷時(shí)增加時(shí)，積水面積也對(duì)應(yīng)擴(kuò)大，積水明顯加深。1 h 重現(xiàn)期雨情下，積水深度一般在20 cm 以下，部分在20～59 cm。3h降雨情景下，積水深度一般在20～59 cm，部分在0～20 cm和60～119 cm。

總體而言，模擬與實(shí)際內(nèi)澇積水情況基本吻合，模型的準(zhǔn)確度一般可滿足業(yè)務(wù)需求，同時(shí)也為廣州暴雨內(nèi)澇的影響預(yù)報(bào)和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)預(yù)報(bào)預(yù)警提供技術(shù)支撐。在實(shí)際業(yè)務(wù)過程中通過與實(shí)況災(zāi)情調(diào)查對(duì)比之后，根據(jù)積水深度和災(zāi)情實(shí)況來調(diào)整模型各個(gè)模塊的相關(guān)參數(shù)，特別是模型對(duì)嚴(yán)重內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)模擬不足的情況下，要根據(jù)實(shí)況一級(jí)、二級(jí)內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的分布區(qū)域在降雨模塊中提高該區(qū)域的QPE 累計(jì)降水量量級(jí)，以期提高對(duì)嚴(yán)重內(nèi)澇預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。當(dāng)然，目前模型準(zhǔn)確度可滿足一般的業(yè)務(wù)需要。