作者 |第一財經(jīng)吳斯旻 邵海鵬
根據(jù)河南省水利廳官網(wǎng)信息，7月18日8時至21日02:00分，河南省部分地區(qū)普降暴雨、特大暴雨，最大點(diǎn)雨量滎陽環(huán)翠峪雨量站854mm，尖崗818mm，寺溝756mm，重現(xiàn)期均超5000年一遇。據(jù)氣象預(yù)測，河南省強(qiáng)降雨過程仍將持續(xù)。
按照《河南省水利廳水旱災(zāi)害防御應(yīng)急預(yù)案》有關(guān)規(guī)定，河南省水利廳決定于7月21日02時30分起，將水旱災(zāi)害防御Ⅱ級應(yīng)急響應(yīng)提升為I級應(yīng)急響應(yīng)。
這是河南省水利廳水旱災(zāi)害防御應(yīng)急響應(yīng)的最高等級。只有出現(xiàn)以下情況之一者，才能啟動I級響應(yīng)：主要防洪河道重要河段出現(xiàn)超標(biāo)準(zhǔn)洪水；主要防洪河道重要河段堤防發(fā)生決口；需要啟用蓄滯洪區(qū)；大型水庫發(fā)生重大險情或位置重要的中小型水庫發(fā)生垮壩；干旱等級為特大干旱。
不過，相較于“啟動I級應(yīng)急響應(yīng)”的說法，“重現(xiàn)期均超5000年一遇”的說法更是讓人印象深刻，也更為廣泛傳播。但這是怎么測算出來的？
從事市政規(guī)劃設(shè)計的工程師趙鵬城向第一財經(jīng)記者解釋稱，“重現(xiàn)期超5000年一遇”可以理解為在有降雨記錄以來，出現(xiàn)的歷史最大降雨。在水文統(tǒng)計中，重現(xiàn)期即在一定年代的雨量記錄資料統(tǒng)計期間內(nèi)，大于或等于某暴雨強(qiáng)度的降雨出現(xiàn)一次的平均間隔時間，一般以年表示。
“ '重現(xiàn)期’和'千年一遇’的表述一致，都是概率學(xué)上的提法，后者具體指同規(guī)模的降雨量每年有千分之一的概率發(fā)生，而非絕對數(shù)值意義上的一千年有且只發(fā)生一次。在現(xiàn)實(shí)中，該強(qiáng)度暴雨或許千年出現(xiàn)多次，又或許不會出現(xiàn)?！敝袊鞘幸?guī)劃設(shè)計研究院生態(tài)市政院副院長呂紅亮在接受第一財經(jīng)記者采訪時表示。
呂紅亮說，從建模原理來看，暴雨和雨水徑流計算模型運(yùn)用了統(tǒng)計學(xué)三大相關(guān)系數(shù)之皮爾森（pearson）相關(guān)系數(shù)，即通過有限的統(tǒng)計數(shù)據(jù)去推算一個年份發(fā)生某種強(qiáng)度的洪水概率。
“換言之，是通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)加趨勢外推。由于大多數(shù)城市從上世紀(jì)50年代中期才開始有統(tǒng)計數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存量不足以涵蓋百年乃至千年，也難以剔除偶然項，故而選取了模型推理的方式，這樣才具有可行性?！眳渭t亮稱。
由于數(shù)據(jù)樣本不足，將概率學(xué)運(yùn)用于水文水利行業(yè)，不僅見于暴雨和雨水徑流計算工作上，還見于許多水利工程。一名水利行業(yè)從業(yè)人員告訴第一財經(jīng)記者，在做工程項目時，很難找到300年以上的水文數(shù)據(jù)。
具體到暴雨和雨水徑流計算方式，第一財經(jīng)記者從某國家重點(diǎn)實(shí)驗室的一名工程師處了解到，目前，中國城市普遍采用《室外排水設(shè)計規(guī)范》的暴雨強(qiáng)度按式，并將其作為判斷城市降雨規(guī)律的主要依據(jù)和指導(dǎo)城市排水防澇系統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)的基礎(chǔ)。
▲《室外排水設(shè)計規(guī)范》中的暴雨強(qiáng)度按式
該工程師運(yùn)用上述按式對第一財經(jīng)記者推演了此次鄭州的強(qiáng)降雨，“本次降雨按3天算，t=3天，降雨強(qiáng)度972.8L/hm2.s（升/每秒每公頃），根據(jù)公式反算出降雨重現(xiàn)期P=5000。而不同的地區(qū)因為蓄洪、行洪、排洪條件不同，有一個降雨強(qiáng)度和洪水等級（以重現(xiàn)期表示）的對應(yīng)關(guān)系，忽略這個關(guān)系不計，暫且認(rèn)為降雨重現(xiàn)期P=5000對應(yīng)洪水頻率是5000年一遇。這就是媒體上說'洪水5000年一遇’的由來。不過以上數(shù)據(jù)僅為舉例，以972.8L/hm2.s作為降雨強(qiáng)度并非與實(shí)際雨量完全匹配。”
這里提到的“降雨重現(xiàn)期”，既是近年來學(xué)界研究的重點(diǎn)，也是業(yè)界正在不斷完善的地方。“暴雨強(qiáng)度按式雖然一直在使用，但是各地的指標(biāo)參數(shù)大都有所不同。近年來，在海綿城市建設(shè)的推動下，各地的暴雨強(qiáng)度公式在參數(shù)上逐漸呈差異化態(tài)勢?！?呂紅亮說。
根據(jù)中國氣象局消息，早于2014年，中國氣象局、住建部就曾聯(lián)合發(fā)布《城市暴雨強(qiáng)度公式編制和設(shè)計暴雨雨型確定技術(shù)導(dǎo)則》，要求做好暴雨強(qiáng)度公式修訂工作。截至2015年5月，全國102個城市暴雨強(qiáng)度公式修訂完成。
除了通過引入暴雨和雨水徑流計算模式來設(shè)計、規(guī)劃、管理城市雨水排水系統(tǒng)，以減少內(nèi)澇之外，根據(jù)住建部2014年印發(fā)的《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建（試行）》，在海綿城市的建設(shè)中，還有一個控制徑流峰值的重要指標(biāo)：年徑流總量控制率。
對于“年徑流總量控制率”這個概念，趙鵬城解釋稱，這個指標(biāo)指的是，根據(jù)當(dāng)?shù)爻鞘?0~50年的降雨量，按照從小到大所排列的序列，依據(jù)《指南》對應(yīng)的控制率要求，得到應(yīng)對該要求的設(shè)計降雨量。
“百年一遇、千年一遇的降雨，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過該指標(biāo)的受納范圍。以深圳市為例，70%的年徑流總量控制率所對應(yīng)的日降雨量是31.3毫米，但是鄭州此次暴雨一個小時降雨量最高達(dá)到201.9毫米，這完全不是一個量級的?！彼f。
*受被采訪者要求，文中趙鵬城為化名
欄目主編：秦紅
文字編輯：盧曉川
圖片編輯：雍凱
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