龙岩市永定区近30年暴雨特征及其致灾性分析

苏慧君 赖巧珍 许庆文

(1.永定区气象局，福建 龙岩 364100; 2.龙岩市气象局，福建 龙岩 364000;3.三明市气象局，福建 三明 365000)

0 引言

暴雨天气常常伴随着极端强降水事件，降水突发性强、降水集中、预测难度大、发生频率高等诸多因素共同导致暴雨灾害的出现，暴雨洪涝灾害居各类气象灾害首位。暴雨造成的直接经济损失逐年增多，受灾人口也呈增加趋势[1]。在不同地形条件下，暴雨造成的灾害也不相同。短时强降水在山地易诱发滑坡和泥石流等灾害[2]，而持续性暴雨在平原易引发城市内涝、河流洪涝、农田渍涝等灾害[3]。永定区位于福建西南山区，其地质条件极易引发山体滑坡和泥石流等灾害，而当地救灾、抗灾能力极度有限，人民的生命财产安全受到了严重威胁。

多年来，许多专家学者对暴雨洪涝灾害进行了不同角度的分析，刘玉林等[4]运用冯利华[5]提出的灾级概念研究了池州市2007—2016 年暴雨灾害，发现池州市主要暴雨灾害特征与短历时强降水分布特征具有明显关联性；朱宇蓉等[6]对同仁县1990—2019 年致灾暴雨进行研究，得到了在较强降水情况下容易出现暴雨灾情，而出现超强降水时一定会发生暴雨灾情的结论。陶玮等[7]基于安徽省1961—2016年81个地面气象观测站雨量、灾情及227个暴雨过程灾情数据，建立暴雨预警降水量阈值和灾情的对应关系，其中安徽山区Ⅳ级(轻度)预警日降水量达55mm。王晓东等[8]以吉林市9 个市(县)气象台站的降水资料和对应市(县)旱涝灾害的致灾率为数据源，利用数学统计等方法，指出洪涝灾害的发生受到当地气象条件的影响，降水是其中最主要的诱发因素。许金镜等[9]对旱涝灾害最重的暴雨频数进行分析探讨，发现随着气候的增暖，福建暴雨频数存在增多的趋势。陈香等[10]指出福建非台风暴雨洪涝灾害主要集中在3—7月，尤其是4—6月最多。

关于永定区暴雨的研究多集中于单次暴雨成因的天气学分析，鲜有致灾暴雨特征统计、暴雨的气候学统计分析。因此，本文基于1991—2020年永定区暴雨洪涝灾害及暴雨过程数据，建立永定区暴雨灾情及强降水数据库，分析降雨强度与致灾暴雨之间的相关性，促进永定区的短时临近天气监测预警、灾情上报等工作，更好地为地方政府和社会提供良好的气象服务。

1 资料与方法

1.1 研究区域概况

龙岩市永定区位于福建省西南山区，属亚热带海洋性季风气候，区域地势东北高西南低，从西北和东南向永定河谷倾斜,土地面积2223km2，辖区内共24个乡镇，受地形和季风等影响，降水发生快、雨量大，平均年降水量约1606.6mm。

1.2 资料来源

气象资料：暴雨过程降水资料采用1991—2020年永定国家基本气象站资料，以日降水量≥50 mm为一个暴雨日，小时降水量≥30mm为一次短时强降水。

社会资料：永定区各乡镇人口密度、农作物播种面积、收入占全区比值，分别来自《龙岩市永定区统计年鉴》、永定区农业局和永定区统计局。

灾情资料：龙岩市永定区1991—2020年暴雨洪涝灾情资料来源于永定区应急管理局编制的《永定国家基本气象站年报》。

1.3 方法及标准

灾情资料的分级办法参考冯利华[5]提出的灾级概念，d为人员死伤人数、h为农田受灾面积、e为直接经济损失，利用线性函数关系换算成规范化指数，其数学表达式为：Id=d/10，Ih=h/10000，Ie=e/10000，根据式(1)计算灾害指数G:

G=Id+Ih+Ie

(1)

根据永定本地受灾情况，增加受灾人口p，Ip=p/100000，根据式(2)计算灾害指数G2:

G2=Id+Ih+Ie+Ip

(2)

2 结果与分析

2.1 永定区1991—2020年暴雨日数特征

2.1.1 暴雨月际分布特征

对1991—2020年永定本站暴雨月分布进行统计(见图1)，30年期间共有173d暴雨，年均暴雨日数为5.8d。其中，5—6月暴雨日数为75d，占全年暴雨日数43.4%；7—9月台风季暴雨，暴雨日数为56d，占全年暴雨日数32.0%。5—6月由于南海夏季风暴发，西南急流强盛，热带辐合带北抬，华南地区的季风槽强烈发展，暴雨也更加频发[11]。冬季(12月至次年2月)暴雨日数为9d，仅占全年暴雨日数4.6%。

图1 1991—2020年永定区本站暴雨日数月分布

2.1.2 暴雨年分布特征

对1991—2020年永定本站暴雨年变化进行统计(见图2)，年暴雨日数具有一定波动性，且伴有较明显增长趋势，气候增率约为 1.2d/10a，出现暴雨日数最多的是2013 年，共11d暴雨；出现暴雨天数最少的是1991年，仅1d暴雨。

图2 1991—2020年永定区本站暴雨日数年分布

2.2 永定区本站1991—2020年短时强降水特征

短时强降水由于其局地性、突发性等特征，往往造成城市内涝、滑坡、泥石流等灾害，而造成的灾害程度与降水的强度、出现时间有很大关系。因此，对永定本站短时强降水进行日变化统计(见图3)，1991—2020年短时强降水共出现75次，平均2.5次/a，平均雨强为38.1mm。最大雨强为66.6mm，出现在2012年8月20日17时。日变化特征呈双峰值分布，5时存在次峰值，17时达到顶峰，且顶峰值明显大于次峰值，16—17时累计发生短时强降水31次，占比41.3%。周旋[12]指出，南方傍晚17时前后，由于近地面气温高导致对流层低层不稳定性增强，这样的大气环境条件有利于触发对流；10—12时及3—4时为短时强降水相较低发时段。

图3 1991—2020年永定区本站短时强降水日变化

2.3 永定区1991—2020年暴雨洪涝灾害特征及其致灾性分析

2.3.1 暴雨洪涝灾害年分布特征

据统计，1991—2020年永定区共发生26次暴雨洪涝灾害(见图4)，在灾害发生期间，永定本站日雨量平均值为77.1mm，最大值为171.7mm，最大降雨发生在2013年5月19日。年平均次数为0.9次，受灾总人次71.7万人，直接经济损失12.3亿元，因灾死亡29人。2006年6月1日后，因灾死亡人数为0。年灾害次数随时间呈缓慢上升趋势，增率为0.4次/10a，主要原因一是暴雨日数逐年增加，短历时强降水雨强极端值增大，致灾因子危险性大幅度提升；二是灾害信息来源更为广泛，网络应用使得灾情整理更加及时和完整。

图4 1991—2020年永定区暴雨洪涝灾害次数年分布

2.3.2 主要暴雨洪涝灾害特征及其致灾性分析

1991—2020年，永定区暴雨洪涝灾害主要集中在5—6月，共发生19次，占全年73.1%，与暴雨月际分布特征相吻合。将受灾人口、因灾死亡人口、农作物受灾面积及直接经济损失等数据代入式(2)，得到灾害指数G2。

由于永定区属偏远山区，受灾人口、因灾经济损失远不及国家规定的标准，无法对其极端性进行制定，因此，按灾害指数进行排序(见表1)。

表1 永定区1991—2020年暴雨洪涝灾害致灾情况

从表1可见，5—6月不仅发生灾害次数多，而且灾害程度也较为严重，其中2006年6月18 日过程暴雨洪涝灾害指数最高(以下简称“6·18”过程)。据气象年报记载，“6·18”过程全区出现大暴雨，局地特大暴雨，全县19个乡镇受灾，受灾人口19.5万人，19人死亡(失踪)，直接经济损失达3.6亿元。因此，本文重点分析这次强降水过程的致灾因子。

对“6·18”过程的永定区本站降水进行统计，6月18日8—10时，累计降水量133.2mm，表现为持续性、强致灾性的降水特征(见图5)。

图5 2006年6月18日5—16时永定本站逐时降水分布

结合本站短时强降水小时数据和暴雨洪涝灾情信息分析，当本站连续2h发生短时强降水，一定会有暴雨洪涝灾害，前者为后者充分条件，考虑原因是本站位于永定城区，与城市内涝有一定的关系。

“6·18”过程之前永定区已出现3场暴雨洪涝灾害，分别发生在5月23日、6月1日和6月8日，承灾体抵御灾害能力急剧下降。随后对短时强降水发生日期和灾害信息进行统计，发现当连续出现短时强降水日期在5d或以内时，暴雨洪涝灾害发生概率达66.7%。

“6·18”过程共有6个乡镇6h累计雨量达到100mm，其中抚市镇6—7时雨量达124mm，验证了连续2h发生短时强降水一定发生暴雨洪涝灾害。

地形分布特征也决定了暴雨灾害的影响方式和程度，抚市镇三面环山，由于山脉的阻挡，回波移动缓慢，同时由于强降水发生于清晨，民众没有充足的反应时间寻求救助，加剧了灾害的严重性，共同导致“6·18”过程成为近30年永定区致灾最严重的一次洪涝灾害。

3 结论

本文对 1991—2020年永定区暴雨的年(月)分布、短时强降水的日分布、强度分布进行了统计分析，同时对洪涝灾害进行统计并根据相关办法进行分级，针对2006年6月18日灾害进行了重点分析，得到以下结论。

①永定区暴雨呈逐年增多的趋势，增率为1.2d/10a，年均暴雨日数为5.8d，高发期为5—6月；永定区本站短时强降水在17时和5时段存在顶峰值和次峰值，其中最大小时雨强为66.6mm，出现在2012年。

②永定区暴雨洪涝灾情数据库显示，暴雨洪涝灾害次数随时间呈缓慢增长趋势，年平均次数为0.9次，其中5—6月灾害次数占比高达73.1%；灾害发生时，永定本站日雨量均值为77.1mm，最大值为171.1mm。

③对2006年6月18日的一次洪涝灾害进行重点分析发现，发生短时强降水的连续性、承灾体抵御灾害能力和强降水发生时间是暴雨洪涝灾害发生的重要影响因子。当连续2h发生强降水，永定本站暴雨洪涝灾害发生概率为100%，若5d及以内连续发生短时强降水，暴雨洪涝灾害发生概率达66.7%。