西宁市暴雨内涝灾害特征和等级分析研究

摘 要：利用西宁市暴雨内涝灾情、积水深度和降水数据资料，采用统计学等分析方法，研究西宁市暴雨内涝灾害时空分布特征和暴雨内涝灾害等级，得出以下结论：（1）1986—2022年西宁市共计出现暴雨内涝灾害106次，出现次数以1.147次/10年的速度波动增长。西宁市暴雨内涝灾害的多发区是湟中区，西宁市区的多发区域是城北区。（2）西宁市严重内涝气候临界降水量阈值为1 h 7.3 mm、3 h 13.4 mm、6 h 18.8 mm、24 h 34.7 mm。采用积水深度的百分位点的数值0.021、0.055、0.226、0.683 m

将西宁市内涝灾害划分为没有内涝、轻度内涝、中等内涝、较重内涝、严重内涝5级。（3）西宁市易出现严重内涝的地点为怡心园、盐庄柴达木上行、市委党校下行和盐庄柴达木下行，易出现较重内涝的地点为东稍门公交车站、圣银酒店东南角，易出现中度内涝的地点为市委党校上行、圣银酒店西南角，易出现轻度内涝的地点为天津路。

关键词：内涝灾害；气象灾害；西宁市；轻度内涝

中图分类号：P426.62 文献标志码：B 文章编号：2095–3305（2024）10–0-03

近年来，我国城市化快速发展，而城市排水设施建设落后于城市发展速度，城市极端洪涝灾害发生的频次增加，对经济社会造成了严重的影响，城市内涝灾害已经成为制约城市发展的重要因子。气象工作者对城市内涝灾害开展了大量研究。周宏等[1]对我国城市内涝防治现状及问题进行了分析；侯精明等[2]对西安市暴雨致涝成因进行了研究；冯嘉宝、张维等[3-4]对广州城市内涝成因进行了分析并提出了防治对策；尤凤春等[5]深入研究了北京市暴雨积涝风险等级预警方法。对暴雨内涝的研究多集中于北京、广州、西安等发达城市，而针对西宁市的内涝灾害研究较少[6-9]。西宁位于青藏高原东北部，夏季强对流天气频发，且其地处黄河支流湟水上游，北、西、南三面环山，市区呈十字状分布在山谷中，若遇强降水天气，极易造成城市内涝。因此，对西宁市内涝灾害开展研究，为城市管理决策提供数据支撑很有必要。

1 资料与方法

1.1 数据来源

（1）暴雨内涝灾情数据：通过青海省气象灾情数据库、气象灾害普查数据库、气象灾害大典等收集了西宁市1986—2022年暴雨内涝灾害信息106次。

（2）气象监测数据：选取2013年1月1日—2022年12月31日西宁市区31个气象监测站的逐日和逐小时降水资料。

（3）积水深度数据：选取2022年5月1日—2023年12月31日西宁市9个积水深度监测站的逐日和逐小时积水深度资料。

1.2 方法

（1）采用统计学方法，分析西宁市城市暴雨内涝灾害的发生发展规律和时空分布特征。

（2）采用百分位数法，对西宁市城市暴雨内涝灾害进行等级划分，并找出不同等级易发区域。

2 暴雨内涝气象灾害的分布特征

2.1 时间分布特征

2.1.1 年分布特征

由西宁市（包括西宁市区、大通、湟中、湟源）

1986—2022年暴雨内涝灾害年分布特征（图1）可见，西宁市暴雨内涝灾害出现次数以1.147次/10年的速度波动增长。37年中暴雨内涝灾害共出现106次，其中2022年、2007年、2020年最为严重，分别出现了9、8和7次，共计占总次数的22.6%；其次是2018年和2019年；1988年、1990年、1996年、2001年和2014年西宁未出现暴雨内涝灾害。

图1" 西宁市暴雨内涝灾害的年分布特征

2.1.2 月分布特征

西宁市多年平均（1991—2020年）年降水量为480.5 mm，其中月降水量大于50 mm的为5—9月，该时段累计降水量为404.8 mm，占全年总降雨量的84.2%。月降雨量最多的是8月，降水量为99.0 mm；7月93.79 mm次之；6月、9月，降水量均为75.2 mm；5月61.8 mm，为5个月中最少。

由暴雨内涝灾害月分布特征（图2）可知，西宁市的暴雨内涝灾害主要发生在5—9月，其他月份未出现，这与降水量集中时段有很好的对应关系。8月是暴雨内涝灾害发生最为集中的月份，共计出现53次，占暴雨内涝灾害发生总次数的50.0%；其次是7月，出现24次；6月出现15次；5月和9月西宁市暴雨内涝灾害出现次数相同，均为7次。从暴雨内涝灾害的季节变化统计发现，西宁市暴雨内涝灾害主要出现在夏季（6—8月），共出现暴雨内涝灾害92次，占总次数的86.8%；其次春季和秋季，共出现14次，占西宁市暴雨内涝灾害总次数的13.2%。

图2" 西宁市暴雨内涝灾害的月分布特征

2.2 暴雨内涝灾害的空间分布特征

从1986—2022年西宁市暴雨内涝灾害空间统计表（表1）可见，暴雨内涝灾害空间分布极不均匀，西宁市出现的106次灾害中，湟中发生最多，达39次，湟中是西宁市最容易出现暴雨内涝灾害的地区；大通次之，为28次；湟源、西宁市区分别出现21、18次。湟中、湟源和大通暴雨内涝灾害均在县城出现得最多，其他乡镇相对分散。在西宁市区暴雨内涝灾害中，城北区出现最多，为7次；城西区最少，出现了3次。由此可见，城北区是西宁市区暴雨内涝灾害的多发区域，城西区则是相对少发区域。

3 暴雨内涝气候的极端降水特征

利用百分位数法对西宁气象监测站2004—2022年5—9月降水小时数据进行统计分析，将不同百分位对应的降水量作为城市内涝指标的临界值，可将西宁市城市暴雨内涝灾害的等级设定分为5级：降水量介于60%～80%为渍涝，80%～90%为轻涝，90%～95%为一般内涝，95%～99%为较重内涝，＞99%为严重内涝。分析确定西宁市暴雨严重内涝气候临界降水量阈值为1 h7.3 mm、3 h13.4 mm、6 h18.8 mm、24 h34.7 mm。

4 城市暴雨内涝灾害的等级划分

根据西宁市积水深度监测站实际情况，选取2022年5月1日—2023年12月31日市委党校上行、市委党校下行、圣银酒店西南角、圣银酒店东南角、东稍门公交车站、盐庄柴达木上行、盐庄柴达木下行、怡心园和天津路9个积水深度监测站的逐小时积水深度资料。采用积水深度不同的百分位点的数值对城市内涝灾害等级进行划分（表2），将西宁市城市暴雨内涝灾害等级划分为5级，等级分别为没有内涝、轻度内涝、中等内涝、较重内涝、严重内涝。当积水深度小于

0.021 m，为没有内涝；积水深度在0.021～0.054 m，为轻度内涝；积水深度为0.055～0.225 m，为中等内涝；积水深度在0.226～0.682 m，为较重内涝；积水深度大于0.683 m，为严重内涝。由于西宁市城市内涝灾害主要是对城市交通的影响，以上基于积水深度的内涝风险等级划分在本地具有一定的合理性。

5 城市暴雨内涝等级的分布特征

依据西宁市城市暴雨内涝等级划分标准，对市委党校上行、圣银酒店西南角等9个积水深度监测站积水深度等级进行分析（表3）发现，西宁市严重内涝5级共计出现样本数258个，占积水深度总样本的1.32%，主要出现在怡心园、市委党校下行、盐庄柴达木下行和盐庄柴达木上行。较重内涝4级共计出现样本数946个，占积水深度总样本的4.82%，在怡心园、市委党校下行、盐庄柴达木下行和盐庄柴达木上行出现频次较高，东稍门公交车站、圣银酒店东南角频次略低。中等内涝3级共计出现样本数1 303个，占积水深度总样本的6.64%，按出现次数从多到少排列依次为市委党校上行、圣银酒店西南角、盐庄柴达木上行、圣银酒店东南角、东稍门公交车站、怡心园、盐庄柴达木下行、市委党校下行。轻度内涝2级共计出现样本数17 112个，占积水深度总样本的87.22%，在各监测点均有出现。

表2" 西宁市城市暴雨内涝灾害的等级划分

内涝等级 降水深度h/m 等级含义 预警颜色 居民社区 车库 交通影响程度

1 h＜0.021 没有内涝 无 影响居民生活，没有造成财产损失 对停放车辆排气管无影响 车辆可以通行，对交通没有影响。低洼路段没有积水

2 0.021≤h＜0.055 轻度内涝 蓝 影响居民生活，不太可能造成财产损失 对停放车辆排气管几乎无影响 车辆可以通行，对交通几乎没有影响。低洼路段几乎没有积水

3 0.055≤h＜0.226 中等内涝 黄 影响居民生活，可能造成财产损失 对排气管较低的车型可能存在影响 车辆通行缓慢，对部分交通有影响。低洼路段积水较浅

4 0.226≤h＜0.683 较重内涝 橙 影响居民生活，造成部分财产损失 对发动机可能有影响，车厢可能进水 车辆通行很慢，对大部分交通有影响。低洼路段积水较深

5 h≥0.683 严重内涝 红 严重影响居民生活，造成较严重财产损失 发动机进水，车厢浸泡 车辆不能通行，对大部分交通有严重影响。低洼路段积水很深

表3" 西宁市城市暴雨内涝站点的等级分布

内涝点积水名称 2级 3级 4级 5级 样本数

市委党校上行 2 261 441 4 0 2 706

市委党校下行 1 841 61 191 64 2 157

圣银酒店西南角 3 513 215 16 0 3 744

圣银酒店东南角 5 176 135 54 0 5 365

东稍门公交车站 487 105 87 0 679

盐庄柴达木上行 440 191 190 57 878

盐庄柴达木下行 1 841 61 191 64 2 157

怡心园 183 68 212 73 536

天津路 1 370 26 1 0 1 397

合计 17 112 1 303 946 258 19 619

根据分析结果，将以上站点代表区域分别划分为易出现严重内涝（5级）、较重内涝（4级）、中等内涝（3级）、轻度内涝（2级）的区域，已在高级别出现的站点，不在低级别中重复出现。西宁市易出现严重内涝的地点为怡心园、盐庄柴达木上行、市委党校下行和盐庄柴达木下行，易出现较重内涝的地点为东稍门公交车站、圣银酒店东南角，易出现中度内涝的地点为市委党校上行、圣银酒店西南角，易出现轻度内涝的地点为天津路，这些地点易出现内涝既有城市建设发展的原因，还与地处低洼点有关，也与气象条件密不可分。

6 结论

（1）1986—2022年西宁市共出现暴雨内涝灾害106次，出现次数以1.147次/10年的速度波动增长。西宁市暴雨内涝灾害的多发区是湟中区，西宁市区的多发区域是城北区。

（2）西宁市严重内涝气候临界降水量阈值为1 h降水7.3 mm、3 h降水13.4 mm、6 h降水18.8 mm、24 h降水34.7 mm。采用积水深度的百分位点的数值0.021、0.055、0.226、0.683 m将西宁城市内涝灾害划分为没有内涝、轻度内涝、中等内涝、较重内涝、严重内涝5级。

（3）西宁市易出现严重内涝的地点为怡心园、盐庄柴达木上行、市委党校下行和盐庄柴达木下行，易出现较重内涝的地点为东稍门公交车站、圣银酒店东南角，易出现中度内涝的地点为市委党校上行、圣银酒店西南角，易出现轻度内涝的地点为天津路。

参考文献

[1] 周宏，刘俊，高成，等.我国城市内涝防治现状及问题分析[J].灾害学，2018，33（3）：147-151.

[2] 侯精明，康永德，李轩，等.西安市暴雨致涝成因分析及对策[J].西安理工大学学报，2020，36（3）：269-274.

[3] 冯嘉宝，许欢，王婷.广州城市内涝的分布特征及其模拟[J].广东气象，2023，45（3）：1-6.

[4] 张维，欧阳里程.广州城市内涝成因及防治对策[J].广东气象，2011，33（3）：49-50，53.

[5] 尤凤春，扈海波，郭丽霞.北京市暴雨积涝风险等级预警方法及应用[J].暴雨灾害，2013，32（3）：263-267.

[6] 张谱，张豪，孔锋，等.基于微博数据的暴雨洪涝灾害舆情特征研究：以2021年中国三场暴雨洪涝为例[J].水利水电技术（中英文），2023，54（2）：47-59.

[7] 岳江，范志宣，师莉红，等.基于Flood Area模型的山西山谷地区暴雨洪涝灾害风险特征分析[J].河南科学，2023，41 （9）：1309-1316.

[8] 乌达木，栾庆祖，窦银银，等.基于地表不透水特征的局地暴雨内涝灾害风险等级制图及分布特征分析：以天津主城区为例[J].遥感信息，2023，38（4）：153-160.

[9] 袁冯.北京市暴雨分布规律与洪涝灾害风险评估研究[D].北京：北京建筑大学，2020.

收稿日期：2024-08-23

基金项目：西宁市科学技术局民生科技专项（2023-M-06）。

作者简介：李京梅（1981—），女，河南卫辉人，高级工程师，研究方向为天气预报与服务。