城市轨道交通工程气候可行性论证技术规范编制说明

《城市轨道交通工程气候可行性论证技术规范》编制说明编制组2025.10一、工作简况（一）任务来源根据《省气象局关于组织编制气候可行性论证技术规范的通知》（黔气函[2024]372号）要求，为做好气候可行性论证技术支撑工作，为气候可行性论证相应数据集和标准制定打下坚实基础，省局组织了31个专项编制组编制气候可行性论证技术规范，其中之一项目为“新建轻轨、地铁等城市轨道交通工程”，由省气象服务中心负责编制。本标准的主要起草单位及人员表1-SEQ表1-\*ARABIC1《城市轨道交通工程气候可行性论证技术规范》主要起草单位及人员一览表主要起草单位主要起草人员职称任务分工贵州省气象服务中心宋丹正高标准起草贵州省气象服务中心张蜜助工标准起草贵州省气象服务中心蔡露进工程师标准起草贵州省气象服务中心潘岑工程师标准起草贵州省气象服务中心罗阳欢工程师标准起草贵州省气象服务中心唐延婧副高技术研发（三）编制背景《中华人民共和国气象法》、《贵州省气象灾害防御条例》、《贵州省气候资源开发利用和保护条例》、《贵州省气候可行性论证管理办法》等的有关规定，大型工程建设之前需进行气候可行性论证。国家发展改革委和住房城乡建设部联合发布《城市适应气候变化行动方案》（发改气候[2016]245号），要求在项目规划、设计、审批时考虑气候变化中长期影响，提高城市基础设施设计和建设标准和城市建筑适应气候变化能力，减少城市建筑、交通、供排水、能源等重要生命线系统的风险暴露度。在城市新建轨道交通工程开展气候可行性论证，目的是为了科学、客观地给出工程所需的关键工程气象参数，在确保安全的前提下，科学、合理地控制工程造价和投资成本，为工程科学规划、生态环境保护以及防灾减灾决策提供可靠的基础依据。贵州目前只有贵阳市有城市轨道，且正处于快速发展阶段，已建成并运营了包括1号线、2号线、3号线、S1在内的多条线路，实现了贵阳所有城区的轨道交通全覆盖，在《贵阳市综合交通体系规划（2021-2035年）》中明确提出，持续推动T2线一期建设，研究启动S2线一期北段、T1线、T3线一期建设，气候可行性论证的需求量较大。贵州属于亚热带湿润季风气候，地理环境复杂，气候多样，暴雨、低温冻害等灾害性天气频发，致灾风险点多面广，对轨道交通工程可能造成较大影响。轨道交通工程建设和运行期间需要充分考虑极端天气期间的安全，及其对周边气候和环境影响。现行的气候可行性论证的国家标准1项《城市总体规划气候可行性论证技术》（GB/T37529-2019），气象行业标准《气候可行性论证规范》系列共14项，这些标准具有基础性和普适性的特点，但无法反映不同项目类型、不同区域应用，在技术指标体系以及实际操作等方面的差异性，对贵州省城市轨道交通工程气候可行性论证实际工作的适用性、指导性及可操作性有一定局限性，例如常规工业区气候可行性论证由于论证范围较小或集中，一般只需选择一个参证气象站用于代表区域气候背景，但轨道交通工程线路常常是跨多个行政区建设，评估对象周边地形地貌、水文地质等自然条件迥异，若简单选择一个参证气象站可能无法确保其气候代表性，进而影响报告结论可靠性。因此，特制定关于贵州本地的轨道交通工程气候可行性论证技术规范，以补充完善现有标准体系，以满足指导、规范和引领轨道交通工程气候可行性论证工作、提升论证水平、加强监督管理的需要。（四）编制过程2024年10月25日，贵州省气象局发布了《省气象局关于组织编制气候可行性论证技术规范的通知》，贵州省气象服务中心基于制定《轨道交通工程气候可行性论证技术规范》的业务服务迫切性和社会意义，成立了标准编写组。（1）资料收集阶段：2024年11-12月，编制组牵头人及成员查阅并整理出相关国家、省、市相关法律法规、政策和标准等文件，及行业和各省市相关的地方标准，学习了气候可行性论证的基础知识，明确了本标准编制的目标、要求、分工及编制计划，初步确定了标准制定的重点工作。（2）调研阶段：项目组前往广西壮族自治区气象服务中心及气象灾害防御技术中心开展调研，系统了解当地相关政策，以及轨道交通工程在规划、设计、建设、运营等阶段气候可行性论证的现状、存在问题、需求和相关标准化工作进展。12月，通过电话调研方式，了解广州市已开展相关标准化工作，标准即将出台，学习了该类标准化建设的详细流程。综合各类调研内容，项目组经深入讨论与分析，进一步明确了标准制定中需重点解决的具体问题及本地化实施方向。（3）综合分析、论证和标准编写阶段：2025年1月—6月，对气候可行性论证的相关的国标、行标、地标进行研究分析、比对，项目组根据广州市标准化工作建设及南宁实际论证案例等调研情况，收集资料、研究分析后起草了标准草案，在省气象服务中心内部组织了技术专家对标准的技术内容进行论证、研讨，并向参编单位征求意见，根据内部讨论意见修改完善了标准形成了标准讨论稿及编制说明。（4）征求意见阶段：2025年11月20日，省气象服务中心组织相关专家开展论证会议，准进行了专家论证，会上专家意见进行了修改，形成了征求意见稿和编制说明终稿。其中第6部分论证范围和内容，将“6.1论证范围”删除，只保留“论证内容”。专家修改意见及采纳处理情况如下：序号标准章条编号意见内容提出单位（个人）是否采纳采纳处理情况或不采纳理由1全文标准中“工程”与“项目”使用混淆，应统一规范，建议统一用“工程”。杜正静、张东海是已统一改为“工程”2全文“悬字段”删除杜正静是已删除相关文字。3全文轨道交通工程的“线”特征未能从标准中体现出来，建议在“代表站选取”内容中。杜正静是在代表气象站选取时突显了线特征，选择多个代表站，以表征不同选址的气候特点。4全文除了常规气象灾害外，应突出对轨道交通影响较大的比如城市内涝等次生灾害。杜正静是术语、资料和论证内容增加了内涝相关的内容。5全文“区域自动气象站”术语和定义，行标已更新QX/T485-2019，4.2，修改标准中相关用语杜正静、王强、帅士章是已去掉该术语，标准中涉及的也依据该行标更改。6全文“技术规范”体现技术方法、内容，增加方法，比如内涝产品的算法。作为附录。帅士章部分采纳在编制说明中介绍了内涝模型方面的技术。标准正文中因有版权不具体介绍算法。7全文范围与城市轨道交通工程术语定义保持一致。李霄是去掉了范围中关于轨道交通工程的说明。8全文增加资料处理的目录。帅士章是单列一节资料处理的规定。91范围中增加“本文件”的规定内容。杜正静是已增加相关内容。102“规范性引用文件”需确认是否有文件未作为规范性文件引用的要去掉，删除非标准类的其它文件。杜正静是已调整规范引用文件和参考文献。112规范性引用文件QX/T528、GB/T50833未引用。张东海部分采纳QX/T528作为规范引用，已增加；GB/T50833仅引用术语，不做规范性引用文件，改为参考文献。123术语和定义悬字段中文字内容重复，删除杜正静是已删除相关重复文字。133补充专用气象站术语李霄否术语中引导语“GB50157、GB/T37529、QX/T469界定的”标准QX/T469包含专用气象站术语。143术语与定义中引用规范性文件的顺序先国标再行标。术语需英文翻译。张东海是按照标准的等级高低排序引用术语的文件，并对术语进行了英文翻译。153.2参证气象站引用规范文件，引用高等级一个即可，删除地标引用。王强是已修改163.2参证气象站年限不少于30年，去掉“一般”，代表气象站时间年限要求不少于10年帅士章是已修改174.3参证站和代表站选取可稍微明确一些，比如根据海拔高度、地形地貌确定选址距离。王强、杜正静是已修改相关内容，增加距离规定。184.3.1选取原则符合QX/T469的规定即可，之后的所有文字可不要。之后文字简洁一些。李霄是已整体修改194.3.4“区域自动气象站与参证气象站的相关性分析应至少包括日平均气温、日平均风速、日降水量和相对湿度等”不属于选址原则，建议放到其它位置。王强是已将标题修改，并将该内容用括号注明。205.1.1灾害性天气中台风改为大风，高温顺序调至后面，灾害普查成果应用。李霄是已修改相关内容，215.2.3内容重复，可删除后半句。李霄是已修改整体内容226.2.1看是否需要分析工程区域天气气候系统和大气环流特征。张东海是在气候北京分析部分增加天气系统和大气环流特征。236.2.5气象要素去掉风和相对湿度。模糊修改全段内容，要求简洁、易实现。杜正静、帅士章等是已修改，并经专家确认。24附录B附表B.2内容实现的可行性问题，建议修改简洁一些。暴雨强度公式说法修改，是应用，不是推算编制，计算相关参数即可。地标已废除，去掉引用，可作为参考文献。李霄、帅士章是已修改，并经专家确认。25编制说明编制说明中增加联系人。王强是已增加。26编制说明编制说明中增加人员分工、讨论过程、专家咨询情况记录帅士章、张东海是增加了专家咨询会的修改意见，相关技术内容以及其它编制过程中的处理情况说明。27编制说明编制说明文字错误李霄是已修改。二、编制原则和主要内容的确定依据（一）编制原则制定《轨道交通工程气候可行性论证技术规范》遵循以下原则：1.规范性：按GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》、《贵州省地方标准管理办法》的规定起草。2.准确性：标准所规定的条款力求明确而无歧义。3.统一性：标准结构、文体和术语力求统一。4.协调性：与国家、气象行业、贵州省目前现行有效的气候可行性论证相关的法律、法规、标准、规范保持协调一致。5.适用性：结合贵州气候和轨道交通工程的特点制定，评估流程应规范，评估内容体现本地化、项目独特性，符合本地的实际情况，具备可操作性。（二）主要内容的确定依据1.标准主要内容编制依据如下：GB50009建筑结构荷载规范GB50014室外排水设计规范GB50019工业建筑供暖通风与空气调节设计规范GB50736民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB/T24353风险管理指南GB/T27921风险管理风险评估技术GB/T34412地面标准气候值统计方法GB/T51357城市轨道交通通风空气调节与供暖设计标准QX/T62地面气象观测规范第18部分:月地面气象记录处理和报表编制QX/T64地面气象观测规范第20部分:年地面气象资料处理和报表编制QX/T65地面气象观测规范第21部分:缺测记录的处理和不完整记录的统计QX/T118气象观测资料质量控制地面QX/T423气候可行性论证规范报告编制QX/T426气候可行性论证规范资料收集QX/T436气候可行性论证规范抗风参数计算QX/T449气候可行性论证规范现场观测QX/T457气候可行性论证规范气象观测资料加工处理QX/T469气候可行性论证规范总则QX/T528气候可行性论证规范架空输电线路抗冰设计气象参数计算QX/T529气候可行性论证规范极值概率统计分析2.主要内容的确定2.术语和定义本标准主要采用了GB50157、GB/T37529、QX/T469、QX/T485界定的术语和定义，为方便标准使用和理解，在本文件中重复列出了参证气象站、（常规）气象观测站、高影响天气和工程气象参数等术语和定义，并结合贵州城市轨道交通工程气候可行性论证的实际情况，给出了代表气象站、内涝等术语和定义。（2）实地调研与气象站点选取首先在开展轨道交通工程气候可行性论证前应进行项目情况及需求调查，必要时进行现场踏勘分析的说明；其次主要依据GB/T37529-2019、QX/T469、QX/T423-2018制定，并参考了广西、内蒙古和广州等与轨道交通工程相关的气候可行性论证案例和相关地方标准，考虑了贵州山地特色及现有气象站分布情况及轨道交通工程线路长、常跨区域的特点，明确了气象站的调查范围（拟选线路径直距离10km范围内），制定了参证气象站和代表气象站的选取要求。（3）资料收集与处理资料收集的要求、内容、流程、方法、整理等在QX/T469、QX/T426已有详细规定，因此对这部分的要求本文件直接引用QX/T469、QX/T426。应收集的资料包括气象资料、城市轨道交通工程及相关行业资料，结合贵州气候特征和资料条件以及城市轨道交通工程的需求对资料收集的年限、气象资料和工程资料具体收集的内容和要求作出了多方面的规定。资料处理及质量控制按照QX/T118、QX/T457和QX/T65的规定进行完整性检查、可靠性审查、质量控制、资料统计、缺测插补、均一性检验和资料订正等，资料存在迁站突变的需进行迁站订正。（4）论证内容此章参考了QX/T423等气候可行性论证技术规范，以及广西、内蒙古和广州市轨道交通工程气候可行性论证的实践经验和标准化建设工作，并结合贵州气候特点，总结了贵州城市轨道交通工程气候可行性论证的内容。论证内容包括但不限于区域气候背景分析、气象灾害分析、高影响天气分析、气象参数统计、工程气象参数推算、内涝风险分析、工程建设与气候变化相互影响评估等，并制定了具体的规定。三、标准涉及技术的基本情况贵州开展气候可行性论证工作，通过多年的实践，建立健全了气候可行性论证业务模式，建立了较完整的气候可行性论证的技术标准体系，以适应不同行业重大工程建设气候可行性论证的需要；根据气候特征，完成不同灾害的危险性评估和风险区划；不断加强气候可行性论证能力建设，针对不同行业关心的气象条件开展了技术攻关工作及气候论证指标定量化研究。随着相关法律和技术体系的完善，贵州省气候可行性论证工作已经广泛应用于多个领域，包括煤矿、风电场、光伏电站、输电线、电厂和天然气管道等方面，不断建立和完善了论证的技术指标。结合本标准编制内容及相关技术研发内容，以下将介绍关于内涝风险分析方面技术内容。（一）全分布式径流汇流模型建立基于纳维-斯托克斯方程（N-S方程）和团队已有的全分布式径流汇流模型，运用GIS技术，充分考虑土地利用、地形和气象数据等多个因素，成功建立了贵阳市全分布式径流汇流模型。该模型在模拟流域径流方面表现出较高的精度，有效提高了城市内涝预警的空间精度，为贵阳市精细化城市内涝模型的建立奠定了坚实的关键技术基础。分布式水文模型是一种基于物理机制的径流过程模拟模型。然而，主流的分布式模型仍是以流域为单位进行水文过程模拟的，仅能获取流域出口的相关水文模拟参数。面向贵阳市复杂的地形环境，采用全分布式径流模型构建城市内涝的基础径流模型。首先，在空间上将城市划分为大量尺寸相同的栅格，在时间上将内涝模拟时段划分为相等的时间片；在此基础上，以高分辨率地形数据、土地覆盖等为基础，在12.5m分辨率下完成每一个时间片上的像元级水量迁移与和水动力计算。1.分布式水文模型算法流程a.栅格的水量平衡方程对于城市中每一个栅格（中心栅格）为，相邻两个时间片分别为、，则栅格在时间片上的水量平衡公式为： （1）式中，为时刻的中心栅格水深，、、、、、、分别为中心栅格时间片上的初始水深、降水量、下渗量、蒸发量、流入量、流出量和排水量。其中，降水量、下渗量、蒸发量和排水量为栅格单元垂直方向上的水量收支。降水量依据气象观测得到；下渗量、蒸发量则依据下垫面性质设定下渗率和蒸发率，与相乘得。基于既有文献与经验参数，并结合贵阳市内涝主要发生在夏季，本研究按土地覆盖类型确定不同下垫面的下渗与蒸发参数，如表1所示。不同土地覆盖类型的稳定下渗率和蒸发率土地覆盖类型下渗率（mm/h）蒸发率（mm/h）林地60.18草地50.12耕地50.12建筑1.10.05道路00.05裸地30.04水体00.22b.像元级水量迁移计算流入量和流出量为栅格单元在水平方向上的水量收支，通过水量迁移计算实现。设邻域栅格的水流速度矢量为（,），则流入到中心栅格的水量比例为： （2）式中，（、）为邻域栅格坐标相对中心栅格坐标的偏移，单位为像素；表示时间片上允许的最大速度标量。中心栅格由于自身的水速向外流出，则中心栅格剩余水量比例为： （3）依据式（2）和式（3），水量迁移计算后中心栅格水深为：（4）从式（2）和式（3）中可见，当栅格水速等于时，径流在水平方向上全部流出。因此，也决定了时间片的大小，即： （5）式中，为径流模拟中，两个时间片的间隔，单位为，为栅格像元分辨率。c.像元级水动力计算在径流汇流模拟中，利用水动力模拟为栅格水流设定加速度。时间片上邻域栅格对中心栅格产生的速度矢量增量（,）表示为：（6）式中，为与水体密度、重力加速度、摩擦力等相关的正数常量；为相邻栅格相对于中心栅格的水位高度差。水位高度为地形高度与栅格水深之和。d.支持排水输出的城市径流模拟模型由于研究区缺少地下管网数据，采用等间距法生成研究区内所有道路的模拟排水口。设沿道路每隔d（单位m）进行采样，则生成的模拟排水口如图1示意。显然，区域的排水口生成间距越小，总的排水口数量越多。按照30m为间隔，研究区内的总模拟排水口数量为113181个。模拟排水口生成示意式（1）中的项为排水口的排水量，是城市内涝模型的关键环节。设排水口排水流量为，则时间片上因排水减少的最大水深为： （7）考虑到水量平衡，如果排水口所在栅格单元上的水深小于时间片上的理论排水量，则实际排水量为当前栅格的水量，当前水深为为：（8）2.贵阳市精细化城市内涝模型建立（1）模型构建流程方法1）不透水面生成技术研究。深入研究了不透水面生成技术，利用高分辨率的遥感影像和地理信息系统（GIS）技术，精确识别了贵阳市城市区域内的不透水面分布情况，为内涝模型提供了更准确的下垫面信息，有助于提高内涝模拟的精度。2）地形数据修正。结合贵阳市的道路和建筑数据，对地形数据进行了精细化修正。修正后的地形数据更准确地反映了城市的实际地形地貌特征，为内涝模型的模拟提供了更可靠的地形基础，使模型能够更精确地模拟雨水的流动路径和积水情况。3）土地利用类型下渗能力分析。对贵阳市不同土地利用类型进行了下渗能力分析。通过实地试验和文献研究，收集了各种土地利用类型（如建设用地、绿地、水体等）的土壤质地、植被覆盖等信息，利用这些数据，准确计算不同土地利用类型在不同降雨条件下的下渗量，为内涝模型提供了关键的水文参数，有助于更准确地模拟雨水的入渗过程和地表径流的产生。4）城市排水能力模拟方法开发。针对管网资料缺失，开发一种排水能力模拟的方法，以弥补精细管网数据的不足。该方法将基于水量平衡原理，结合实际情况，通过对道路数据进行等距采点，获得排水口数据；通过增加排水口进行道路等效排水的方法，将管网排水能力进行概化处理。然后基于排水口数据和地形特征，调节各排水节点的排水能力。最后进行排水体系模拟，将排水能力模拟集成到城市内涝模型中。该模型将考虑降雨强度、排水管网的排水能力、地形坡度等因素，模拟雨水在城市的流动和积聚过程。5）模型参数优化与内涝风险阈值研究。结合贵阳市的历史灾情数据，对内涝模型的参数进行了优化。利用历史内涝事件的降雨数据和灾情信息，建立了模型参数与内涝灾情之间的关系。基于历史内涝数据和水文模型，运用机器学习算法对模型参数进行反复训练和调整，使模型能够更好地模拟内涝的发生和发展过程。同时，开展了内涝风险阈值研究，确定了不同区域、不同降雨条件下的内涝风险阈值，为内涝预警提供了科学依据。根据这些阈值，系统能够及时准确地发出内涝预警信息，为城市内涝的防范和应对提供了有力支持。在全分布式径流模型的基础上，构建了贵阳市精细化城市内涝模型。首先，通过极端内涝个例分析不同排水间隔下排水口的排水能力，并结合贵阳市实际情况确定模拟排水口间隔，以及排水口对应的模型最大排水能力；在此基础上，将排水口流量按照一定间隔递增至最大排水流量，通过城市径流模拟模型获取每一个涝点不同排水流量下的淹没水深。将涝点的无排水淹没区参数、局部地形参数、排水口流量与淹没水深组合在一起，构建历史涝点数据库；然后，以历史涝点数据库为训练数据，利用随机森林算法构建排水能力与水深双向预测模型；以此为基础，利用时间相近的历史降雨过程进行无排水城市径流模拟，获取无排水淹没参数，代入排水流量预测模型，结合内涝灾情进行排水能力估算；最后，针对未来降雨过程，将无排水城市径流模拟的无排水淹没参数代入到水深预测模型，根据涝点最近时间的排水能力预测下一次降水过程的城市内涝水深。城市内涝模拟技术路线如图2所示：基于排水能力分析的城市内涝模拟技术路线（2）模型参数分析与模型构建1）模拟排水口间隔确定与最大排水能力分析降水量过大、排水能力不足是导致城市内涝产生的主要原因。当排水口均按照最大排水流量进行排水时，城市的整体排水能力达到最大化。如果降水未超过城市的最大排水能力，则城市中无内涝发生。采用如下思路相对客观地确定城市最大排水能力：将历史极端内涝个例代入城市径流模拟模型，并假定非内涝区域排水口排水能力通畅，且存在一定数量的排水口，其排水能力达到或接近最大排水能力。将模拟排水口的流量从0m3/s逐渐增加，获取不同排水量条件下的道路积水深度。如果排水量达到时，98%的非涝点排水口模拟时段内的最大模拟水深均小于5cm，则此时的为城市的最大排水能力。设置不同的排水口间隔，按上述方法分别获取每一种排水间隔下的。将模型模拟结果与贵阳市实际情况进行对比，设定模拟排水口的间隔，以及对应的最大排水能力。2）模拟时间范围的确定城市内涝的水位峰值出现时间受降雨峰值时序、排水系统响应、地表汇流速度等多因素影响，通常在降雨开始后1-6小时内发生。具体规律如下：不同降水类型下的城市内涝水位峰值降雨类型峰值出现时间范围主导机制短时特大暴雨0.5~2小时降雨峰值超前，管网瞬时超载单峰型暴雨1~3小时水位峰值滞后降雨峰值约0.5~1小时（地表蓄满需时）双峰/持续暴雨3~6小时第二降雨峰值期叠加前期积水（地下水位抬升+管网疲劳）台风+天文潮0.5~1.5小时潮位顶托导致排水能力下降80%，加速峰值出现长历时中雨4~6小时土壤下渗能力逐渐饱和（下渗率从>10mm/h降至<2mm/h）从表13可见，无论哪一种降水类型，城市内涝水位峰值均发生在降雨开始后1-6小时内。因此，本文将一次降水过程最大降水发生时间的前后3小时作为模拟时间范围。3）排水能力与水深双向预测模型的建立构建从排水能力与模拟水深的双向预测模型，是本文城市内涝模型的核心。通过构建水深到排水口排水能力的预测，可实现通过灾情个例确定城市中所有排水口的当前实际排水能力；通过排水能力预测水深，则可在城市排水能力变化不大时，相对精确地根据预报降水预测城市的内涝状态。采用随机森林算法构建排水能力与水深双向预测模型。具体做法是：将历史灾情个例最大降水发生时间的前后3小时降水代入城市径流模拟模型，并按照一定的间距将排水流量从0m3/s递增至，模拟出不同排水流量下涝点在模拟时段内的最大水深，生成随机森林训练数据集。对于训练集中的每一个样本j，定义如下：（9）、、、分别表示样本j的排水口流量、模拟最大水深、淹没区排水口数量、沿道路100m范围内高于平均高程的面积比例；、、为无排水淹没区相关的参数，分别表示无排水状态下样本所在淹没区像元个数、淹没区排水口数量和平均淹没水深。图3为样本所在道路及淹没区示例。利用当前降水过程模拟出城市的时段最大淹没水深。如果水深大于5cm，则定义为淹没像元。以涝点为起点，所有空间上相邻的道路区域构成一个淹没区。统计淹没区内的模拟最大水深和排水口数量，即可得到、；同样地，设定所有排水口无排水，利用当前降水过程模拟，可得到、、。将各涝点利用不同降水过程进行模拟，按式（9）构建训练样本。将区域中所有灾情个例在不同排水流量下模拟的各涝点样本，组合成一个训练数据集。将水深作为预测项，其余为输入项，代入随机森林训练，即可得到从水深到排水能力的预测模型；同样地，将流量作为预测项，其余为输入项，即可得到从排水流量到水深的预测模型。样本所在道路及淹没区示例（3）实验验证与分析1）研究区模型最大排水能力分析选择2023年6月18日的内涝灾情作为极端个例。2023年6月18日晚，贵阳遭遇强降雨天气。本次降水过程，国家级气象站贵阳站6月18日累计日降雨量为130.8mm，达到大暴雨量级。据监测，降水发生在18日14时到19日8时，以2023年6月19日0时降水达到最大，贵阳站小时降水量最大为99.8mm，此次降雨导致云岩区、南明区、花溪区等30处道路发生较为严重积水。为探究排水口间隔与最大排水能力的匹配关系，本研究设置7组排水口间隔（20~50m）并逐组率定Pmax。将18日21点到19日3点降水代入城市径流模拟模型，并分别设置排水口流量为0~0.6m³/s，模拟时段内每一个排水口位置上的淹没水深，并统计淹没水深大于5cm的排水口比例，结果如图4所示。极端降雨个例的排水口淹没比例不同排水口间隔下最大排水能力间隔（m）20253035404550流量（m³/s）0.1050.1430.170.1950.2390.2730.297从图4和表3可见，在确定的排水口间隔下，随着排水流量的增加，淹没水深大于5cm的排水口比例逐渐降低。不同间隔下均可找到对应的Pmax。这表明排水口间隔与Pmax存在参数等效性——即较小间隔搭配较低排水能力，或较大间隔搭配较高排水能力。也就是说，在模型中，不同的排水间隔均可得通过设定相应的排水能力，使得98%的非涝点排水口模拟时段内的最大模拟水深均小于5cm。为使模型与实际情况更为贴合，我们参照了《GB50014-2006（2016年版）》室外排水设计规范以及贵阳市政管理的经验总结。根据《GB50014-2006（2016年版）》室外排水设计规范，雨水口间距宜为25～50m，贵阳市政管理的经验总结的排水设施间隔大约是20~30m。综合模型实验结果，本文将排水间隔设定为30m。依据表4，最大排水流量为0.17m³/s。2）研究区排水能力与模拟水深的双向预测模型建立采集2023年—2024年10次内涝个例，将最大降水前后3小时降水数据带入径流模拟模型，排水口流量以0.003为间隔从0m³/s递增至0.17m³/s，模拟出每一个灾情个例各涝点的小时淹没水深，组合成训练数据库。数据库共计919条记录，以此数据作为驱动，构建涝点的随机森林模型。以无排水淹没区参数、局部地形参数、水深为自变量，流量为因变量，带入随机森林进行学习，构建排水流量预测模型；同样地，以无排水淹没区参数、局部地形参数、流量为自变量，水深为因变量，带入随机森林进行学习，构建模拟水深预测模型。为评价模型精度，将数据库中80%作为训练样本，以余下的20%作为测试样本。对于排水流量预测，采用绝对误差评价法进行精度评价，如果预测流量与样本流量绝对误差小于0.01m³/s，则认为预测正确，统计其预测精度；对于水深预测，采用相对误差评价法进行精度评价，如果预测水深与样本水深相对误差小于20%，则认为预测正确。相对误差评价公式为： （10）其中，P为预测水深值,O为样本水深值。统计训练和测试的平均误差、预测准确率、误差统计结果如表4所示：对于测试样本，排水流量预测的平均误差为0.0025m³/s，预测准确率达到了93.68%；在水深预测方面，测试样本的平均误差为0.021m，预测准确率为86.95%。这表明，双向预测模型具有较高精度，能有效地应用于城市内涝模拟中。双向预测模型的流量和水深误差项目排水流量预测模拟水深预测平均误差(m³/s)准确率(%)平均误差(m)平均RE(%)准确率(%)（二）异值化临界雨量模型风险预警模型1.风险模型预警研究技术路线降雨是贵阳市城市内涝发生的主要诱因。贵阳地处云贵高原东斜坡，中心城区高差超过200m，下凹桥、隧道密集，排水系统呈“高水高排、低水低排”格局，极易在短时强降水中形成“客水汇洼”。随着降雨强度超过地表下渗与管网输移能力，地表径流迅速汇聚，导致检查井溢流、道路积水、地下空间倒灌，最终演变为城市内涝，尤其在土壤前期含水率由极低快速跃升的过程中表现更为显著。气象部门可较为准确地预报未来6h–72h的降雨落区与量级，由此引入经验性降雨阈值模型进行内涝风险预警。该体系数据获取便捷、推广性强，不直接模拟复杂管网水力过程，可在数据有限、地形破碎的区域快速提供内涝风险等级与决策依据，为贵阳“叫应”机制提供科学支撑。分布式径流汇流模型精度高，但对算力、数据精度要求高，因此项目规划其模拟范围为贵阳市主城区。为提高内涝风险、影响产品的覆盖面，另外规划了贵阳市全区域的内涝风险预报应用场景。采用异值化临界雨量模型风险预警模型进行产品构建，支撑扩大到整个贵阳市级区域的内涝风险。临界雨量具有数据获取方便、推广性强、理论简单高效等优势，其基于降雨量与灾害事件的函数相关性，不直接考虑灾害发生的具体物理过程，其实用性使其在资源有限、地形复杂的区域尤为适用，能够在短时间内为防灾减灾提供科学依据和决策支持。通过确定内涝灾害出现的临界雨量，实现灾害天气预报向气象灾害风险评估和灾害风险预警的延伸和拓展，有利于提高城市防洪排涝的针对性和有效性。城市内涝致灾临界雨量是局地的、动态的，内涝灾害的发生与降雨之间存在显著统计关系。致灾临界雨量的确定方法有两种：一是统计分析方法，二是城市内涝模型法。根据“临界降水阈值模型”研究，诱发内涝灾害的降雨可分为临界降雨量与前期有效降雨量两类。常用的阈值模型包括：ID模型（降雨强度-历时关系）ED模型（累计降雨量-历时关系）EI模型（累计降雨量-降雨强度关系）AC模型（临界雨量-长期雨量模型）这些模型通过统计分析历史灾害与降雨数据，建立降雨阈值与灾害发生概率之间的经验关系，为降雨概率化函数提供理论依据。项目基于贵阳市内涝灾害分析成果，构建了贵阳市含三县一市的分区域的致灾临界雨量。2.地形构造城市内涝与地形条件联系密切。在重力作用下，水流流动从高处流向低处。因此，可以叠加地表径流汇流模型，在假定区域均匀降水情况下进行汇流模拟。然后采用水深分级的方式对双流区的内涝风险等级进行划分，得到地形构造因素下的城市内涝风险等级图。为精确产生城市内涝风险专题图，必须要将下穿隧道作为重要因素纳入模型中。城市中的下穿隧道一般为地势低洼区域，采集城市的下穿隧道点位，采用地形下挖方式修改地形高度，用修正后地形数据进行径流汇流模拟。3.贵阳本地化降雨概率化在贵阳地区，采用历史灾害点与降雨数据，分段拟合不同降雨等级下的灾害发生概率，形成如下概率化函数。考虑到瞬时性雨量诱发灾害点和累积性雨量诱发灾害点的灾害诱发因子差异，选择日降水数据进行概率化。通过统计贵阳灾害点发生时当日降雨量，并分析不同累积降雨量对应灾害点所占比例，分累积雨量区间进行分段拟合，得到了降雨概率化函数。同时，结合宋光齐等学者的研究成果，适量调整了降雨量化范围，形成了贵阳降雨概率化函数，如下表所示。贵阳降雨概率化函数降雨量等级（x）雨量概率化值Y0~10mm0.05810~30mm0.22630~50mm0.35850~100mm0.45100~150mm0.75150~200mm0.82＞200mm0.94.大范围内涝风险预警模型构建降雨因素的诱发内涝概率值T。(11)(12)其中h：径流水深，单位mm，a为率定系数，根据历史个例等进行分析率定得到，本项目a取6；Y：日降水概率，D：内涝风险，T：内涝概率化预警模型。5.内涝风险预警模型验证及成果本研究选择6小时10mm均匀降水数据，利用前文所得内涝概率化模型进行预报，从而实现对模型的评价检验。为了提高内涝风险的准确性和实用性，我们对计算所得的地内涝概率化值进行了合理划分。根据概率值的大小，将风险区域分为黄色、橙色和红色三个等级。预警级别划分概率值0-0.20.2-0.40.4-0.70.7-1预警级别无风险黄色低风险橙色中风险红色高风险四