川观新闻记者 王成栋

追踪暴雨11年,你会得到什么?成都市水务局、成都市气象局的答案是:新版的暴雨强度公式。

日前,这套新版公式正式发布。它的作用,是可以呈现成都各区(市)县城市开发边界内降雨规律,并计算出各建成区雨水排水设计流量。

花11年追暴雨,成都得到了一套全新的公式。而这套公式,不仅反映了城市的降雨规律,还会成为城市排水防涝系统规划、工程设计和相关设施建设的参照系。

800多个气象站为何只选了14个研究?

想要拿出公式,前提是要搞清雨型这个参考坐标。雨型是降雨发生的特点及规律,由历次降雨过程记录资料梳理而来。

对成都来说,这是一次前所未有的尝试。2015年版本的公式,参考坐标是暴雨峰值。但并未对非暴雨过程进行拆解。

尝试的难度不小。成都市域内,分布着855个地面气象站。2016年以来,成都经历了73场区域性暴雨。这也意味着,这些气象站累计记录了上万场(次)暴雨过程。如果挨个翻阅暴雨过程资料,工作量实在太大。有人算过,哪怕动用50个技术人员,把这些资料弄出眉目也至少需要4个月。

怎么办?

成都市水务局、成都市气象局特意找来技术团队——成都市市政工程设计研究院有限公司。在多次会商后,技术团队认为,查阅资料的工作必须有针对性。

关键是要精准遴选气象站点。综合考量雨型的实用性、针对性和典型性,技术人员把重点放在了成都各区(市)县城市开发边界内的14个国家级气象站上。因为,它们建站时间比较久、站点功能比较完善,暴雨过程的重现更为完整,记录暴雨发生的趋势变化也更为细致。

站点选好了,但工作难度依然很大。

“降雨的时长、雨量、强度变化趋势等数据,都需要挨个分析、梳理、归纳。”成都市气象台工作人员说,大家先从14个国家级气象站的5分钟、10分钟、15分钟等15个降雨历时(市场)资料开始分析,重点查阅了各气象站的一小时、三小时和24小时三种成都主流类型暴雨发生过程实录。在此基础上,为每一场暴雨精准画像,最终得出不同暴雨过程的特点。

单是这项工作,花了整整一个多月。但这项工作很值得。因为,只有拿出真实反映暴雨过程的雨型数据,才能最终把成都的防涝应对及工程设计理念,从过去的“峰值管理”转变成“全过程精细化防控”。

成都的暴雨更“暴躁”了

雨型刚刚出炉,技术团队就一致认为:成都的暴雨越来越“暴躁”了。

首先,是成都市建成区的暴雨发生频率越来越高、强度越来越大。

技术团队的研究发现,各站点的降雨数据分析结果显示,过去11年来,成都年度降雨总量缓慢增加的基础上,出现了降雨方式的变化。

具体来说,暴雨发生的时段明显拉长,区域越来越集中,降雨强度越来越高。在时段上,暴雨主要发生在每年7月至8月间,但发生的时间总体有提前和后延的趋势。在区域上,西部山区显著多过中东部地区。在强度上,过去11年,成都单点小时雨强极端值越来越多。例如,2015年之前,成都降雨强度的三年一遇标准是46毫米/小时。如今,已提升至50毫米/小时。

不少学者认为,这既有全球整体气候变化的影响,也有“雨岛效应”(城市建成区降雨时长、降雨量明显增长)的因素。

其次,是暴雨“性子”越来越急。

“一般刚落雨半个小时左右,城区河流水位就会上涨。”成都市水文中心有关负责人提到了一个现象:相较于10多年前,成都中心城区的雨水汇集速度越来越快。

在周边道路硬化率等地表物理形态没有根本变化的前提下,这个汇流速度说明了一件事:成都的暴雨越来越急,往往刚发生就强度拉满。

再者,是颠覆了既往的认知。

此前,大众认知中,简阳市、东部新区的年度总降雨量偏少,暴雨发生次数少、强度低。但本次研究显示,龙泉山以东的简阳市、东部新区,暴雨过程呈现“短而强”的特点。特别是,3小时以内的短时暴雨强度远高于成都其他地区。

根据暴雨过程资料,技术人员将成都各区(市)县城市开发边界内的降雨分成三个分区。

其中,第一降雨分区是都江堰市、邛崃市、大邑县和蒲江。第二降雨分区则包括锦江区等17个区(市)县。第三降雨分区,则是简阳市和东部新区。这些降雨分区的暴雨过程,存在着一定的差异。例如,第一降雨分区的暴雨发生频率较其他两个分区相对较高。

抽象的公式却能惠及每个市民

得出成都市域内建成区及开发边界内的暴雨特点、规律的雨型后,技术团队通过拟合参数,得出了新版的暴雨强度公式。

技术团队介绍,新版的公式共有三组,它们的计算方式各有不同,分别对应三个降雨分区。这也让新版公式跳出了旧版公式只聚焦中心城区、近郊区的藩篱,实现了成都市各区(市)县城市开发边界内区域全覆盖。

这套公式的直接作用,是能够表达暴雨强度、历时、重现期的关系。但要用好暴雨强度公式,还需要考虑另一个城市防洪排涝的关键参数:暴雨过程中的地表径流变化。

毕竟,更新暴雨强度公式的终极目的,是提高城市在暴雨天气下的韧性。地表径流生成的大小、速度,则直接关乎城市洪涝发生程度。

想要弄清暴雨与地表径流关系,同样不容易。哪怕是同等强度的暴雨,发生在地面硬化率、地形等不同的区域,地表径流转化率、汇集速度都不一样。对此,技术人员又提取了重点气象站附近的地面硬化、地下管网、河流的水文等相关数据。在一系列复杂的比对分析之下,找出了两者之间的拟合关系。

这,为新版暴雨强度公式的应用打开方便之门。特别是,在打通了“暴雨发生过程”推导链条后,暴雨强度公式在预测地表径流、生成气象预警预报、预判积水点位、指导防洪防涝和应急调度、服务市民出行等方面更有说服力。

例如,成都全市共准备了30多台套抽排水设备。强降雨带到来之际,这些设备如何调度,新版公式推导的结论将成为重要参考依据。同时,根据新版的公式推导结果,易淹、易积水点位老旧城区管网改造更新将会提速,拟建城区的防洪排涝规划将会被重新审视、修订。

“所以,我们认为这个新公式,是一条城市顺应气候变化、补齐城市防汛短板的隐形防线。”技术团队负责人说,作为一项常态化工作,接下来成都还将会继续“追暴雨”。