池州市近10 a主要暴雨灾害及致灾性分析

刘玉林，吴照宪，蔡茶花，宣 普

(安徽省池州市气象局，安徽 池州 247000)

0 引言

暴雨灾害主要是指因暴雨洪涝造成的受灾人口、农作物受灾面积、直接经济损失等。暴雨灾害的产生必须是由致灾因子、孕灾环境、承灾体三方面共同作用、相互影响的结果。相同的致灾因子，在不同的孕灾环境和承灾体中，所产生的灾害大小截然不同。暴雨灾害的发生和大小具有地域性、环境性、空间性、时代性的差别。承灾体本身的能力、人文能力综合反映为灾害，灾害大小与人口密度、经济发展状况有关。在不同的历史时代、不同的地区，相同的致灾因子所产生的灾害大小也不尽相同。王伟等[1]将九江市洪涝灾害发生后计算的实测性灾害指数与致灾的主要气象因子建立回归方程，计算气象灾害指数，以此来评估灾害的大小，通过与实测性指数对比，较好的反映灾级；王静等[2]分析了山东省主要气象灾害时空分布特征，指出山东省各县气象灾情以南部和东北部地区分布较多。通过以上气象灾情特征可以发现，暴雨灾害与短历时强降水关系密不可分，同时还受降水持续时间和地形等因素的影响。陈贝等一些学者[3-4]通过研究发现短时强降水主要发生时段在傍晚至上半夜，相比白天更容易引发暴雨灾害；昌立伟[5]等以偏东风和地形的相互作用分析其对湖南极端强降水的影响，指出异常强的短时强降水出现在喇叭口地形附近或迎风坡处。池州市位于安徽省西南部，其西北部沿江地带为洲圩区、东南部为山区、中部为丘陵区，年均降水量1 584 mm，尤其是每年春末夏初的梅雨期，降水强度大、持续时间长，容易造成暴雨灾害。目前池州市对暴雨灾害特征及其致灾性研究较少，为了更好的指导强降水天气的预报预警工作，有必要统计近10 a池州主要暴雨灾害，并分析其致灾性。

1 资料与方法

1.1 资料来源

本文统计的池州市近10 a主要暴雨灾害资料来源于池州市应急管理局，所用短时强降水资料采取池州市2007—2016年140个区域雨量站和贵池、东至、石台、青阳4个国家基本站资料，按站点逐小时统计，资料来源于安徽省气象信息中心。

1.2 方法及标准

文中对暴雨灾害的分级参考冯利华提出的灾级概念[7]。当人员死伤人数d≥10人、农田受灾面积h≥10 000 hm2、直接经济损失e≥10 000万元时，利用对数函数换算成规范化指数，其数学表达式为：

Id=logd，Ih=logh-2，Ie=loge-2

(1)

当d<10 人、h<10 000 hm2、e<10 000万元时，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/10 000，Ie=e/10 000

(2)

然后计算灾害指数 G：

G=Id+Ih+Ie

(3)

短时强降水个例选取标准为至少2个国家基本站24 h(国家站日降水取00—23时累计降水量)出现暴雨且至少有15个站点出现小时降水量20 mm/h以上或30 mm/h以上或40 mm/h以上或50 mm/以上时，则记为1次短时强降水天气个例，若2个降水个例日期相连，合算为1个短时强降水个例。以此为标准选取的历史个例如表1。

表1 池州市近10 a主要短时强降水个例

2 结果与分析

2.1 池州市近10 a主要暴雨灾害特征

2.1.1 池州市近10 a主要暴雨灾害及其分级 统计池州市2007—2016年主要暴雨灾害所造成的受灾人口、因灾死亡人口、农作物受灾面积、倒塌房屋间数、直接经济损失等资料(见表2)。

将历年暴雨灾害引发的人员死伤、农田受灾、直接经济损失3项指标代入(1)、(2)式和(3)式，通过计算得到规范化指数(见表2)。为了更具体的反映灾害的轻重等级，将灾害指数客观合理地划为 4 个等级，即：灾害指数≥6.00，定为重灾；灾害指数在5.01～6.00 之间，定为大灾；灾害指数在4.01～5.00之间，定为中灾；灾害指数≤4.0，定为小灾(见表2)。

表2 2007—2016年暴雨灾害造成的损失、暴雨灾害指数和等级

2.1.2 池州市近10 a暴雨灾害致灾性分析 由池州市近10 a暴雨灾害分级指数看出，2007年7月10日过程和2016年7月3日过程暴雨灾害指数最高，达到重灾程度。因此，本文重点分析这两次强降水天气过程。

统计2007年7月9日08—10日08时和2016年7月2日08时—3日08时逐小时降水(见图1)看出：2007年7月10日过程，降水从9日20时开始，一直持续到10日08时，夜雨特征明显，其12 h内降雨量高达321.6 mm(九华山站)，有5个时次的小时雨强超过30 mm/h，最大小时雨强为58.3 mm/h，具有持续性的短历时强降水特征，同时又因为九华山特殊的地形，短时期内造成山洪暴发、引发山体滑坡、泥石流等地质灾害。2016年7月3日过程的降水落区主要位于池州北部沿江地区，其24 h降水量达224.2 mm(池州站)，但只有1个时次降水量达到短时强降水标准；另外，由于在2日前已经有持续2 d的强降水发生，累积降水量大，造成了城市内涝、河流超警戒甚至发生溃堤。由此可知，作为暴雨灾害的致灾因子，短历时强降水尤其是持续性的短时强降水具有很强的致灾性，但承灾体受灾害的程度，除与致灾因子的强度有关外，很大程度上取决于承灾体自身的脆弱性。因此，地形分布特征也能决定暴雨灾害的影响方式和程度。

图1 2007年7月10日过程和2016年7月3日过程逐时次降水分布

2.2 短历时强降水致灾性特征

2.2.1 短时强降水时间变化特征与暴雨灾害 短时强降水发生在白天时段和夜间时段所造成的灾害程度有所不同。如果夜间发生持续性短时强降水则更容易引发暴雨灾害，这主要是因为夜间对于抗洪救灾非常不利。池州市近10a短时强降水的日变化特征总体表现为05时前后和15时前后是短时强降水的高发时段(见图2)。由图2看出，降水≥20 mm/h在04—07时和14—17时分别有一个峰值，年平均站次总数在40次左右；降水≥30 mm/h在04—06时前后和13—19时前后分别有一个峰值，年平均站次总数10次左右；凌晨降水≥40 mm/h、≥50 mm/h短时强降水的变化趋势基本一致，10时、20时和00时是短时强降水低发时段，13—18时有一个小峰值。由此可知,05时前后是池州短时强降水最强致灾时段，一旦发生持续性短时强降水将会造成严重的暴雨灾害。

图2 池州市近10 a短时强降水日变化特征

2.2.2 短时强降水空间分布特征与暴雨灾害 通过研究池州市短时强降水空间分布特征发现，池州市近10 a汛期短时强降水样本数占全年近90%，短时强降水空间分布与全年基本一致，因此，本文重点分析汛期短时强降水空间分布特征。由图3看出，汛期短时强降水空间分布特征为：降水量≥20 mm/h、≥30 mm/h、≥40 mm/h和≥50 mm/h的短时强降水大值区基本分布在东至县中南部、贵池南部山区及九华山区域。由图3还可以看出，降水量≥20 mm/h短时强降水空间分布表现为东至县中西部和南部出现大值区，尤其东至县南部靠近黄山山脉区域出现年平均8次以上降水量≥20 mm/h的强降水；30 mm/h以上的短时强降水分布开始出现零散特点，尤其是降水量≥40 mm/h和50 mm/h以上的短时强降水空间分布零散特点更明显，但东至县的大部分地区和石台县的西北部为高值区，这可能与午后强对流天气有密切关系，由气象资料显示(表略)，上述区域是雷雨大风易发区域；其主要原因是池州位于副高西北侧，汛期西南气流比较强盛，容易出现强降水过程，同时汛期午后在太阳辐射作用下气块很容易被抬升到自由对流高度，触发强对流天气，造成暴雨灾害。

图3 汛期短时强降水年平均空间分布(a.≥20 mm/h，b.≥30 mm/h，c.≥40 mm/h，d.≥50 mm/h)

2.3 池州市地形分布特征与暴雨灾害

通过上述统计发现，短时强降水发生在不同的区域致灾性也不相同，尤其对于山区来说，若发生持续性短时强降水则容易造成山洪暴发、山体滑坡、泥石流等地质灾害，如2007年7月10日强降水过程；若强降水发生在平原地带或洲圩区则容易造成内涝、溃圩等灾害，如2016年7月3日的强降水过程。因此，地形对于暴雨灾害的影响方式和程度有很重要的作用。从池州市地形分布情况(图4)看出，池州市地形总体呈南高北低态势，其东南部以九华山、牯牛降为主体构成南部山区骨架，中部为丘陵区，西北部沿江地带为洲圩区。结合上述分析，发现池州市短时强降水空间分布与其地形走向(西南—东北向)及长江流向有很好的对应关系，且强降水基本位于南部山区的北面，即贵池南部山区及九华山周边；另外，降水量>40 mm/h以上和50 mm/h以上的短时强降水主要分布于东至县中南部区域，这与东至县中南部喇叭口地形有密切关系，喇叭口地形使水汽在东至县中南部上空积聚，有利于其上升运动增强，这与池再香等[11]研究结果一致，因此，池州市东至县亦是暴雨灾害的易发区域。

图4 池州市地形分布图

3 结论与讨论

①2007年7月10日过程和2016年7月3日过程暴雨灾害指数最高，达到重灾程度。2007年7月10日的短历时强降水特征非常明显，且由于降水发生时段主要在夜间，发生地位于山区，导致山洪等地质灾害；2016年7月3日的降水落区位于北部沿江地区，造成了城市内涝等灾害。

②作为暴雨灾害的致灾因子，短历时强降水尤其是持续性的短历时强降水有很强的致灾性；地形作为暴雨灾害的承灾体，其分布特征和脆弱性强弱能在很大程度上也能决定暴雨灾害的影响方式和程度。

③池州市近10 a短时强降水的时间变化特征，主要表现为05时前后是短时强降水的高发时期，一旦发生持续性短时强降水将会造成严重的暴雨灾害，这与很多学者的研究结果相似[3-6]，但由于本文所用的资料时间较短，统计数据的结论可能会有一定的偶然性，今后将选取较长时间尺度的暴雨灾害个例进行研究。

④池州市近10 a短时强降水空间分布与池州地形走向(西南—东北向)及长江流向有很好的对应关系，且强降水基本位于南部山区的北面，即东至县中南部、贵池南部山区及九华山周边是池州市暴雨灾害的高发区域；但位于池州南部山区的石台县除了其西北部外均属于暴雨灾害不易发区域，在今后的暴雨天气预报工作将加以重点关注。