Research and Application of Meteorological Risk Warning Technology for Urban Waterlogging in Guangzhou
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摘要: 基于广州市内涝灾害风险普查数据，构建融合降雨强度和内涝易发程度的内涝气象风险指数，并提出城镇内涝气象风险等级划分标准。结合降水监测与短临预报，建立适用于城镇主次干道、涵隧立交、居住与工商业区、地铁出入口四类典型易涝点的未来2 h内涝气象风险预警模型。2022—2024年预警检验结果表明，模型基本无漏报，78.3%预警个例误差在一级以内，35.5%实现零误差，73%预警提前量超过30 min。依托模型建成“广州市暴雨内涝气象风险监测预警系统”，实现网页、短信、微信等多终端产品发布，并通过对接部门指挥系统、靶向推送责任人、数据交易平台共享等方式实现业务化应用，增强城市内涝灾害的前瞻性风险管理与防御能力。
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关键词:
- 内涝降雨等级 /
- 内涝易发程度 /
- 城镇内涝气象风险等级 /
- 内涝气象风险预警模型 /
- 广州
Abstract: Based on a comprehensive survey data on the urban waterlogging disaster risks in Guangzhou, a meteorological risk index for waterlogging was constructed by integrating rainfall intensity with waterlogging susceptibility. Corresponding classification criteria for meteorological risk levels of urban waterlogging were subsequently proposed. By incorporating real-time precipitation monitoring and nowcasting data, a short-term (2-hour) early warning model was developed for four typical waterlogging-prone scenarios: urban arterial and secondary roads, underpasses and interchanges, residential and commercial areas, and metro entrances.Verification during the 2022-2024 operational period demonstrated robust performance, as indicated by near zero missed alarms, specifically, with 78.3% of warnings deviated by no more than one level from observations, 35.5% achieved zero error, and 73% issued with a lead time exceeding 30 minutes. Based on this model, the "Guangzhou Meteorological Risk Monitoring and Early Warning System for Rainstorm-Induced Waterlogging" was established. The system facilitates multi-platform dissemination of risk warning products via web interfaces, SMS, and WeChat. Furthermore, through integration with emergency command systems, and data exchange platforms, the system has been operationally implemented and enables targeted alerting to responsible personel, thereby significantly enhancing the anticipatory risk governance and urban resilience against waterlogging disasters. -
图 1 各类型易涝点不同内涝等级对应的1 h雨强（R1）、2 h雨强（R2）箱线图
注：图中触须的上端和下端分别代表统计最大值和最小值，箱体内3条线自下而上分别代表第25%、50%和75%分位值
表 1 广州城镇内涝等级划分表
类型 等级 积水深度/cm 最大允许退水时间/h 积水范围/ha 城镇主次干道 重度内涝 > 50 > 2 / 中度内涝 > 30且≤50 > 1 / 轻度内涝 > 15且≤30 > 1 / 涵隧立交 重度内涝 > 45 > 1 / 中度内涝 > 35且≤45 > 0.5 / 轻度内涝 > 27且≤35 > 0.5 / 居住区和工商业区 重度内涝 > 40 / > 100 中度内涝 > 25且≤40 / > 1且≤100 轻度内涝 > 10且≤25 / ≤1 地铁出入口 重度内涝 > 45 > 1 / 中度内涝 > 30且≤45 > 0.5 / 轻度内涝 > 15且≤30 > 0.5 / 
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表 2 不同类型易涝点内涝降雨等级划分表
易涝点类型 内涝降雨等级 时期 对应雨强/mm 对应内涝等级 城镇主次干道 1 高潮期 R1≥40或R2≥55 重度内涝 非高潮期 R1≥60或R2≥70 2 高潮期 25≤R1 < 40或40≤R2 < 55 中度内涝 非高潮期 35≤R1 < 60或50≤R2 < 70 3 高潮期 15≤R1 < 25或30≤R2 < 40 轻度内涝 非高潮期 20≤R1 < 35或40≤R2 < 50 涵隧立交 1 高潮期 R1≥45或R2≥50 重度内涝 非高潮期 R1≥55或R2≥60 2 高潮期 35≤R1 < 45或35≤R2 < 50 中度内涝 非高潮期 45≤R1 < 55或50≤R2 < 60 3 高潮期 20≤R1 < 35或25≤R2 < 35 轻度内涝 非高潮期 25≤R1 < 45或35≤R2 < 50 居住区和工商业区 1 高潮期 R1≥40或R2≥55 重度内涝 非高潮期 R1≥50或R2≥80 2 高潮期 25≤R1 < 40或45≤R2 < 55 中度内涝 非高潮期 40≤R1 < 50或55≤R2 < 80 3 高潮期 15≤R1 < 25或30≤R2 < 45 轻度内涝 非高潮期 20≤R1 < 40或45≤R2 < 55 地铁出入口 1 高潮期 R1≥50或R2≥60 重度内涝 非高潮期 R1≥70或R2≥80 2 高潮期 40≤R1 < 50或50≤R2 < 60 中度内涝 非高潮期 50≤R1 < 70或60≤R2 < 80 3 高潮期 25≤R1 < 40或30≤R2 < 50 轻度内涝 非高潮期 30≤R1 < 50或40≤R2 < 60
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表 3 易涝点潜在内涝风险等级划分表
类别 透水地面 不透水地面 非洼地 较低风险 洼地 洼地深度 < 0.5 m 中风险 0.5 m≤洼地深度 < 1.5 m 低风险 较高风险 洼地深度≥1.5 m 高风险
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表 4 易涝点综合内涝易发等级划分表
历史最严重内涝等级 潜在内涝风险等级 高风险 较高风险 中风险 较低风险 低风险 重度内涝 高易发 高易发 中易发 中易发 中易发 中度内涝 高易发 中易发 中易发 低易发 低易发 轻度内涝 中易发 中易发 低易发 低易发 低易发
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表 5 内涝气象风险等级划分表
内涝气象风险指数(Ir) 内涝降雨等级分值(P) 3 2 1 内涝易发等级分值(C) 3 9(一级) 6(一级) 3(二级) 2 6(一级) 4(二级) 2(三级) 1 3(二级) 2(三级) 1(三级)
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表 6 内涝气象风险等级发布标准、服务提示及对应影响
风险等级 服务提示 对应影响 一级 风险高, 致灾的可能性大, 应严密防范 可能出现重度内涝 二级 风险较高, 致灾的可能性较大, 应加强防范 可能出现中度内涝 三级 风险较低, 有一定致灾可能性, 应注意防范 可能出现轻度内涝
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