1流域概况1.1基本情况(1)地理位置及水系情况。龙岗河位于深圳龙岗区的北部,属东江水系,为淡水河一级支流,发源于梧桐山北麓,流经龙岗区横岗、园山、龙城、龙岗、坪地五个街道及坪山区坑梓街道,在坑梓街道吓陂村附近进入惠州市境内,为深圳市和惠州市的界河。流域总面积约408 km2,深圳境内流域面积约302 km2,惠州境内约106 km2。流域内共有流域面积大于1 km2的河流43条,其中干流1条(即龙岗河),一级支流18条,二、三、四级支流共计24条。(2)地形和地貌。龙岗河流域地势西南高东北低,水系分布在低山丘陵地带和台地地区,干流河谷地貌以宽窄相间的串珠状为特色,宽处形成盆地,窄处形成卡口。蒲芦陂以上为低山丘陵区,中下游属台地,地形相对平缓[1]。(3)气候条件及水资源特征。龙岗河流域位于北回归线以南,属于南亚热带季风气候区,夏长冬短,气候温和,光照充足,雨量丰沛。夏季多受季风低压、热带气旋所影响,高温多雨,降雨时空分布不均,易形成暴雨和洪涝灾害。据流域内的清林径雨量站多年观测统计结果,流域多年平均降雨量为2 122.29 mm,雨量年内分配不均,主要集中在4~9月,约占全年雨量83.63%,历史最丰年份为1994年,降雨量3 286.2 mm;最枯年份为1963年,降水量1 017.1 mm。(4)经济社会发展。龙岗河流域包括龙岗区的横岗、龙城、龙岗、坪地、园山和宝龙6个街道和坪山区的坑梓、龙田街道2个街道。根据《龙岗区2018年国民经济和社会发展统计公报》《坪山新区2018年国民经济和社会发展统计公报》和统计年鉴等数据,截至2018年末,龙岗河流域人口约140.56万,属于人口高度集中的地区。龙岗区作为深圳市重要经济增长极,已成长为计算机、通信和电子设备制造业先进工业生产基地。(5)水利工程概况。目前,龙岗河全河段按100年一遇防洪标准完成堤防的整治与加固,已实现100%旱季截污。按照7 mm/场、降雨历时1.5 h的截流标准,在沿河两岸行洪断面内修建设计流量26.38~32.07 m3/s,尺寸(5~5.5) m×3 m的箱涵19.9 km,确保深惠交接断面水质达标,在有条件的地方设置车行或人行通道共计35个,以满足日常巡河和市民汛期逃生需要。1.2流域洪水内涝概况(1)历史洪水情况。根据《94年防洪潮规划》对龙岗河1943年、1964年两次洪水的调查结果,吓陂站1964年实测洪峰流量为842 m3/s,对应水位为27.97 m;1943年调查洪峰流量为1 220 m3/s,调查水位为29.16 m。(2)近年来流域内涝情况。1997年7月19日龙岗河发生特大暴雨洪灾,梧桐山脉100 km2范围突然发生特大暴雨,导致山洪暴发,130多处山体滑坡;深惠、深汕高速公路中断10 h,横坪公路全线瘫痪;有144个自然村受灾,600多家工厂、商店受水浸;山洪摧毁多宗水利工程。2008年6月13~14日,深圳市普降暴雨,龙岗北部降雨量普遍在250 mm以上,暴雨重现期超过100年一遇,造成龙岗区多处水浸、房屋倒塌、人员被困,受灾群众达11万人,直接经济损失约4亿元。2014年,龙岗区连续遭受特大暴雨影响,龙岗区过程雨量达221 mm,造成平湖街道等多个社区受淹。2018年8月28日~9月1日,受8月罕见的季风低压影响,深圳市出现连续三天暴雨到大暴雨降雨过程,全市约150处内涝积水,分别集中在罗湖、宝安、龙岗、光明等区,积水水深0.1~0.6 m不等,发生局部河堤坍塌10起,大小山体滑坡37起,围墙倒塌3起。2数据来源与设计暴雨分析根据《水利水电工程设计洪水计算规范》(SL44—2006)选取清林径雨量观测点1978~2017年共35年的降水量序列资料,进行设计暴雨分析。2002年前资料来源为《深圳市水文年鉴》,2003~2016年降水数据由惠州水文分局提供,测站符合国家标准,资料可靠性、代表性和一致性较好。通过采用P-Ⅲ型理论曲线,计算得到清林径雨量站年最大10、20、30、45min和1、2、3、6 h雨量点设计暴雨参数。清林径雨量站年各雨量点设计暴雨参数如表1所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.15.023.T001表1清林径雨量站年各雨量点设计暴雨参数站点时段序列均值/mmCvCs/Cv年份长度/km清林径10 min1973~20164419.490.263.520 min31.190.263.530 min40.890.283.545 min51.890.313.51 h59.180.313.52 h79.590.343.53 h88.440.323.56 h110.70.343.53暴雨雨型分析降雨过程(降雨强度随时间的分配)称为降雨模式(暴雨雨型),不同的降雨模式对内涝的形成有重要影响。根据28场典型内涝事件的影响,分析引发28场典型内涝的暴雨雨型,分析暴雨雨型与内涝之间的关系。3.1雨型分类有国外学者研究了降雨强度突出的欧洲部分西北地区敖维尔气象站的降雨,将每场雨的总历时分为10等份(相当于降雨总历时的10%),求出每等份的降水量,以全部降雨总降雨量的百分数计。通过此方法分析800场以上的降雨以后,归纳出7种降雨进程,如图1所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.15.023.F001图1雨型分类模式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为单峰雨型,雨峰分别在前、后和中部;Ⅳ为大致均匀雨型;Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ为双峰雨型。本文根据以上降雨分类,采用模糊识别法对清林径雨量站附近引发内涝的降雨事件进行分析,得出其暴雨雨型分类情况。3.2模糊识别法模糊识别法根据时段雨量所占总雨量的百分比例,定量说明该场降雨的雨型指标,组建7种雨型的模式矩阵,根据每场实际降雨与7种模式相比较,采用择近原则,最终确定该场降雨的雨型。3.3雨型识别结果根据深圳市25场次典型内涝事件的发生时间及地点,有3次典型内涝事件附近雨量站为清林径雨量站,分析清林径雨量站当天的暴雨雨型模式,具体结果如表2所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.15.023.T002表2典型洪涝事件降雨模式降雨时间雨量站雨型模式2001年6月27日清林径雨量站Ⅲ2005年6月22日清林径雨量站Ⅰ2010年9月21日清林径雨量站Ⅵ由上表可知,雨型Ⅰ、Ⅲ、Ⅵ在清林径雨量站的各发生了一次,造成龙岗河内涝的降雨类型大多是单峰型,其次是均匀型。由于单峰降雨雨量集中,易引起较大量积水,对城市、机场等区域性排水影响较大。因此,在设计暴雨防御方案时,应重点考虑单峰雨型对内涝的影响。4结语本文对1973~2016年龙岗河流域短历时强降水资料进行统计,通过小波分析法和模糊识别法等统计学方法,分析得出其暴雨特性。(1)暴雨年际变化。深圳市龙岗河年10、20、30 min及6 h最大降雨量近年来变化不明显,年最大45 min、1 h、2 h、3 h降雨量增加趋势较为明显。(2)年内分布特点。龙岗河流域年最大30 min降雨量和年最大1 h降雨量均主要发生在5、6、8月。(3)短历时强降水周期性。清林径雨量站最大0.5 h降雨量存在2年、4年、6~8年、10~12年、14~16年五个不同时间尺度的周期;最大1 h降雨量存在2年、4~6年、8~11年两个周期;最大3 h降雨量存在4~6年、8~12年两个较为显著的周期。(4)暴雨雨型。造成龙岗河内涝的降雨类型大多是单峰型,其次是均匀型。单峰降雨雨量集中,易引起较大量积水,对城市、机场等区域性排水影响较大,在内涝防治方面应采取适当措施以规避此种降雨带来的内涝风险。

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