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xpj8856.com:暴雨“千年一遇”是怎么认定的?市政规划专家给了个算法

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第一财经 2021-07-21 21:02:31

作者:吴斯旻 ? 邵海鹏    责编:胥会云

“重现期”和“千年一遇”,都是概率学上的提法,并非确指实际发生。

根据河南省水利厅官网信息,7月18日8时至21日02:00分,河南省部分地区普降暴雨、特大暴雨,最大点雨量荥阳环翠峪雨量站854mm,尖岗818mm,寺沟756mm,重现期均超5000年一遇。据气象预测,河南省强降雨过程仍将持续。

按照《河南省水利厅水旱灾害防御应急预案》有关规定,河南省水利厅决定于7月21日02时30分起,将水旱灾害防御Ⅱ级应急响应提升为I级应急响应。

这是河南省水利厅水旱灾害防御应急响应的最高等级。只有出现以下情况之一者,才能启动I级响应:主要防洪河道重要河段出现超标准洪水;主要防洪河道重要河段堤防发生决口;需要启用蓄滞洪区;大型水库发生重大险情或位置重要的中小型水库发生垮坝;干旱等级为特大干旱。

不过,相较于“启动I级应急响应”的说法,“重现期均超5000年一遇”的说法更是让人印象深刻,也更为广泛传播。但这是怎么测算出来的?

从事市政规划设计的工程师赵鹏城向第一财经记者解释称,“重现期超5000年一遇”可以理解为在有降雨记录以来,出现的历史最大降雨。在水文统计中,重现期即在一定年代的雨量记录资料统计期间内,大于或等于某暴雨强度的降雨出现一次的平均间隔时间,一般以年表示。

“ ‘重现期’和‘千年一遇’的表述一致,都是概率学上的提法,后者具体指同规模的降雨量每年有千分之一的概率发生,而非绝对数值意义上的一千年有且只发生一次。在现实中,该强度暴雨或许千年出现多次,又或许不会出现。”中国城市规划设计研究院生态市政院副院长吕红亮在接受第一财经记者采访时表示。

7月20日,郑州市民涉水骑行。新华社图。

吕红亮说,从建模原理来看,暴雨和雨水径流计算模型运用了统计学三大相关系数之皮尔森(pearson)相关系数,即通过有限的统计数据去推算一个年份发生某种强度的洪水概率。

“换言之,是通过统计数据加趋势外推。由于大多数城市从上世纪50年代中期才开始有统计数据,数据存量不足以涵盖百年乃至千年,也难以剔除偶然项,故而选取了模型推理的方式,这样才具有可行性。”吕红亮称。

由于数据样本不足,将概率学运用于水文水利行业,不仅见于暴雨和雨水径流计算工作上,还见于许多水利工程。一名水利行业从业人员告诉第一财经记者,在做工程项目时,很难找到300年以上的水文数据。

具体到暴雨和雨水径流计算方式,第一财经记者从某国家重点实验室的一名工程师处了解到,目前,中国城市普遍采用《室外排水设计规范》的暴雨强度按式,并将其作为判断城市降雨规律的主要依据和指导城市排水防涝系统规划建设的基础。

《室外排水设计规范》中的暴雨强度按式

该工程师运用上述按式对第一财经记者推演了此次郑州的强降雨,“本次降雨按3天算,t=3天,降雨强度972.8L/hm2.s(升/每秒每公顷),根据公式反算出降雨重现期P=5000。而不同的地区因为蓄洪、行洪、排洪条件不同,有一个降雨强度和洪水等级(以重现期表示)的对应关系,忽略这个关系不计,暂且认为降雨重现期P=5000对应洪水频率是5000年一遇。这就是媒体上说‘洪水5000年一遇’的由来。不过以上数据仅为举例,以972.8L/hm2.s作为降雨强度并非与实际雨量完全匹配。”

这里提到的“降雨重现期”,既是近年来学界研究的重点,也是业界正在不断完善的地方。“暴雨强度按式虽然一直在使用,但是各地的指标参数大都有所不同。近年来,在海绵城市建设的推动下,各地的暴雨强度公式在参数上逐渐呈差异化态势。” 吕红亮说。

根据中国气象局消息,早于2014年,中国气象局、住建部就曾联合发布《城市暴雨强度公式编制和设计暴雨雨型确定技术导则》,要求做好暴雨强度公式修订工作。截至2015年5月,全国102个城市暴雨强度公式修订完成。

除了通过引入暴雨和雨水径流计算模式来设计、规划、管理城市雨水排水系统,以减少内涝之外,根据住建部2014年印发的《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》,在海绵城市的建设中,还有一个控制径流峰值的重要指标:年径流总量控制率。

对于“年径流总量控制率”这个概念,赵鹏城解释称,这个指标指的是,根据当地城市30~50年的降雨量,按照从小到大所排列的序列,依据《指南》对应的控制率要求,得到应对该要求的设计降雨量。

“百年一遇、千年一遇的降雨,已远远超过该指标的受纳范围。以深圳市为例,70%的年径流总量控制率所对应的日降雨量是31.3毫米,但是郑州此次暴雨一个小时降雨量最高达到201.9毫米,这完全不是一个量级的。”他说。

(受被采访者要求,文中赵鹏城为化名)

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郑州内涝降水量海绵城市水文气象

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