海河“23·7”流域性特大洪水蓄滞洪区泥沙淤积分析

为探究海河“23·7”流域性特大洪水过程中蓄滞洪区泥沙淤积特征,评估受灾情况,基于实地淤积调查和高分遥感影像,计算淤积厚度空间分布,并结合DEM数据估算蓄滞洪量和蓄滞洪区利用率。结果表明:淤积厚度插值的均方根误差E_(RMS)为1.32,纳什系数E_(NS)为0.78,蓄滞洪量计算的E_(RMS)为0.75,E_(NS)为0.92,证明研究计算方法可行,计算结果可靠;8个蓄滞洪区共蓄洪24.63亿m^(3),蓄滞洪区利用率约为36.90%,平均淤积厚度为2.60 cm,总淤积量达7.67×10^(7) t;海河流域洪水含沙量约31.14 kg/m^(3),其中大清河系和永定河系的洪水含沙量达到过去20 a平均含沙量的20~40倍;此外,研究发现海河流域西部和北部山地的淤积情况更严重,较早启用的、位于上游的蓄滞洪区淤积量更大。

海河“23·7”流域性特大洪水复盘模拟

为支撑海河流域特大洪水的决策及预报预警工作,基于实测降水与流量资料,采用新安江-海河模型对海河流域2023年7月发生特大洪水的大清河2个典型小流域——紫荆关流域和漫水河流域进行了洪水模拟,并选取紫荆关流域1996—2020年5场洪水、漫水河流域1953—2016年8场洪水进行了参数率定,选取海河“23·7”流域性特大洪水进行了验证。结果表明:新安江-海河模型对“23·7”流域性特大洪水的模拟精度较高,可反映实际洪水过程,两个小流域洪峰、洪量模拟的相对误差均在20%以内,峰现时间误差均为0 h;相较于受人类活动影响小的紫荆关流域,在受人类活动影响更大的漫水河流域,新安江-海河模型的模拟效果较新安江模型的模拟效果提升更为明显。

北京“23•7”特大洪水复盘分析

本文分别采用地面雨量站和雷达反演降雨数据,利用北京山区洪水预报模型对北京“23•7”暴雨洪水开展了复盘分析。结果表明,雷达反演降雨与地面雨量站测量结果一致性较强,可较好地反映降雨的时空变异性;同时,利用二者分别驱动水文模型后所得的预报效果也基本一致,说明在水文预报工作中雷达反演降雨可作为地面站网的可靠替代品。本文改进的考虑北京山区产流特点的水文模型可对大部分预报断面做出较高精度的模拟。北京山区水文过程具有很强的非线性,基于不同量级历史洪水率定的水文模型参数具有不确定性,为了适应产汇流和洪水演进规律的变化,提高洪水预报的可靠性,预报实践时需要结合实况数据及时优化模型参数,完善洪水预报方案。

北京市门头沟新城“23·7”特大暴雨洪水灾害成因分析及对策研究

基于洪水调查及模型反演,使用地质灾害监测雨量站监测数据和2 m精度数字高程模型(DEM)数据,对北京市门头沟新城“23·7”特大暴雨洪水进行反演复盘,分析灾害产生的原因,暴露出门头沟新城现状防洪系统在山洪截流疏导、防洪河道治理、城市竖向建设和应急管理等方面存在的短板,提出了相关改进策略,并结合模型模拟结果评估了相关改进策略的效果,进一步展望了城市洪涝模型在城市防洪和韧性提升规划建设工作中的作用。

海河“23·7”流域性特大洪水北京市拒马河洪水调查分析与河道治理建议

受2305号台风“杜苏芮”北上影响,2023年7月29日至8月2日京津冀地区连续降雨,海河流域发生“23·7”流域性特大洪水,造成严重的人员伤亡和财产损失。对北京市境内拒马河进行洪水调查,在深入分析拒马河治理现状的基础上,采用天然河道恒定流水面线计算和均匀流计算方法推求洪痕对应的流量,并以此复盘分析洪水频率。根据洪水分析成果及水毁情况,从拒马河水域空间划定、河道治理及建筑物设计等方面提出规划治理建议,以期为后续河道整治提供参考。

海河“23·7”流域性特大洪水北京市永定河洪水调查分析及对设计洪水的建议

受2305号台风“杜苏芮”影响,海河流域发生“23·7”流域性特大洪水,造成严重人员伤亡和财产损失。通过对北京市境内永定河全面开展降雨分析和洪水调查计算,并与设计雨量、历史洪水、实测洪水和设计洪水进行对比分析,确定永定河不同历时雨量、流量、洪量及重现期标准,结合本次暴雨洪水特点重点分析了永定河三家店至卢沟桥段洪水规律的变化情况。针对永定河防洪工程设计洪水工作中存在问题和“23·7”特大洪水实际,提出防洪工程设计洪水工作思路和建议,以期为防洪工程规划设计提供参考。

北京市永定河流域水工程调度实践与思考——以海河“23·7”流域性特大洪水应对为例

2023年7—8月,受2305号台风“杜苏芮”北上和西北太平洋副热带高压异常偏北影响,海河流域发生“23·7”流域性特大洪水。北京市永定河段首次启用大宁水库、滞洪水库分蓄洪水。围绕本次北京市永定河流域水工程调度实践,简述洪水预报与调度策略,梳理斋堂水库、三家店拦河闸、卢沟桥枢纽调度过程,总结实施预报调度、精细调度、流域统一调度等经验,从精准预报调度技术、突发状况应急处置、智能化调度能力提升等方面提出对策建议。

北京“23·7”特大暴雨洪水期间十三陵水库闸门调度分析

2023年7月29日至8月2日,受2305号台风“杜苏芮”影响,北京市遭遇历史罕见特大暴雨,全市水利工程设施面临严峻考验,十三陵水库流域也发生超标准洪水。为保障水库及下游防洪安全,水库管理处按照洪水调度方案及上级指示要求,组织专业技术人员对水库闸门进行准备检查、开闸泄洪及流量开度控制,实施了水库近25年来首次泄洪,对洪水进行科学调度。介绍了北京“23·7”特大暴雨洪水相关情况,以及十三陵水库在洪水前、洪水期间、泄洪期间的闸门运行情况,进一步对闸门运行调度进行分析。分析表明,实现及时拦洪、错峰泄洪,在成功抵御洪水中发挥了重要作用,在防汛工作中具有参考意义。

海河“23·7”流域性特大洪水大清河流域降雨时空分布特征

受2305号台风“杜苏芮”影响,海河流域发生“23·7”流域性特大洪水,暴雨中心位于大清河流域。基于大清河流域站点场次降雨数据,采用克里金插值法分析了降雨的时空分布特征。结果表明:降雨集中在48 h内,面平均降雨量过程共出现3~4次峰值,最大1 h、6 h、24 h和48 h降雨量占总降雨量的7%、23%、59%和92%;流域强降雨(1 h降雨量≥20 mm)持续了2~13 h,持续时间较长,漫水河站强降雨持续时间最长,占总降雨历时的20%;流域暴雨中心不固定,7月30日15时和17时暴雨中心位于流域西南部,其余时段暴雨中心位于流域北部、东部,7月31日24时暴雨中心在流域西南部;流域降雨空间分布不均,最大1 h、6 h和24 h降雨空间分布情况基本一致,高值区位于流域北部偏东,低值区位于流域南部,最大72 h降雨量高值区呈带状分布于流域中部。

北京市海河“23·7”流域性特大洪水调查评价

近年来,受全球气候变化影响,我国极端天气事件呈多发频发态势,极端性、突发性、破坏性水旱灾害威胁加剧,尤其是城市流域性洪水比一般城市雨洪危害性更大,灾后暴雨洪水调查分析工作意义重大.海河“23·7”流域性特大洪水是北京市自1963年以来发生的最大流域性洪水,因此,须全面、客观地描述本次暴雨洪水过程,对暴雨洪水的成因、发展、量级等做出科学评价,为今后海河流域的水利规划、工程建设、防洪减灾提供科学依据.本文以北京市“23·7”流域性特大洪水调查评价工作为基础,全面分析了海河流域“23·7”暴雨的气候背景、时空分布、暴雨中心及路径,系统分析了洪水过程、洪水重现期、淹没及冲刷情况,全面总结了“23·7”暴雨洪水的特性,并与历史暴雨洪水进行了分析比较.研究成果资料翔实,分析合理,对今后北京市雨水情监测预报“三道防线”建设、防洪减灾及推进流域水利高质量发展有重要意义.

基于时空变源分布式模型的流域洪水复盘分析方法——以海河流域北三河系“23·7”较大洪水为例

海河流域北三河系覆盖北京、天津、河北三省(直辖市),其防洪安全事关当地社会经济发展。为有效应对气候变化影响下极端暴雨频发所带来的洪水防御新挑战,提出了一种时空双维度流域性洪水复盘新思路,以“23·7”北三河系较大洪水为例,通过构建时空变源分布式水文模型结合暴雨时空统计分析对全河系洪水的发生、发展过程进行了模拟。模拟结果的确定性系数均大于0.7,洪峰相对误差均小于5%,所建模型可以较好地表征此次洪水的产流机制变化。分析发现,此次洪水过程中北运河流域产流以蓄满产流机制为主,潮白河流域产流则蓄满及混合产流两种机制均有体现,特别是靠近降雨集中区的山区平原过渡地带表现出明显的混合产流机制。建议在未来进一步完善流域防洪体系,重点提升该区域的水雨情监测能力。所提出的时空双维度下的流域性洪水复盘分析方法可为今后其他流域级洪水模拟复盘提供技术参考。

永定河干流雁翅站“23·7”流域性特大洪水特征分析

明确极端暴雨下永定河洪水流量特征,为应对极端暴雨提供技术支撑。基于2305号台风“杜苏芮”导致的“23·7”流域性特大洪水,根据永定河干流雁翅水文站洪水过程中连续监测水文数据,分析了此次暴雨中永定河水系的降水及洪水过程特征。结果表明:2023年7月29日—8月6日,雁翅站洪水径流总量为2.03亿m^(3),实测洪峰流量为1710 m^(3)/s,为1951年建站以来的最大流量,洪峰重现期超过20年一遇。该研究为永定河水旱灾害防御工作提供借鉴参考。

怀柔水库“23·7”特大暴雨和洪水过程分析

海河“23·7”流域特大洪水期间,怀柔水库发生建库以来最大场次降雨,出现了历史第二大洪峰,洪水过程呈明显的多峰形态。将本次洪水与典型历史洪水对比,从前期土壤含水条件、降雨强度及时空分布、人类活动等影响因素的角度,分析本次洪水的成因和特征,为怀柔水库洪水预报和防洪调度提供重要的经验依据,也为同类型水库工程洪水防御提供参考。

斋堂水库23·7特大暴雨洪水分析与思考

2023年7月29日—8月1日受台风“杜苏芮”影响,斋堂水库流域遭遇历史罕见的特大暴雨,持续的强降雨过程,使斋堂水库发生了1974年建库以来的最大洪水。在此次洪水过程中,先后发生了断网、断电、前哨水文站失联等突发情况,为了保证下游人民生命财产安全,斋堂水库科学调度、拦洪错峰、果断处置突发情况,充分发挥了防洪效益。文章通过对此次暴雨洪水的分析,为今后斋堂水库防洪减灾工作提供了重要的参考依据。

基于GF-3卫星的海河“23·7”流域性特大洪水水体变化监测

2023年7月27日,海河发生流域性特大洪水,人民群众生命财产受到严重威胁。基于GF-3卫星在8月5—11日期间的4期SAR影像,采用双极化水体指数(SDWI)阈值分割的水体提取方法,以东淀蓄滞洪区天津段为例,分析在此次洪涝灾害中的洪水演变过程。结果表明,8月5日研究区洪水初至,7日洪水东进,发展迅猛;8月10日蓄滞洪区北部水位与大清河持平,大清河南岸发生险情;8月11日水势减弱,水体扩张减缓。SDWI阈值分割水体提取方法能够快速有效地提取洪水轮廓,不仅能够从宏观角度分析当前洪水水势水情,还可以通过多期影像对比预判洪水发展趋势,及时发现险情,为洪涝灾害应急处置及灾情评估提供借鉴思路和决策辅助。

北京市门头沟流域“23·7”特大暴雨洪水过程分析

2023年7月,京津冀地区发生历史罕见特大暴雨,造成北京门头沟区等地出现特大山洪和城市内涝灾害。门头沟流域面积仅37 km2,无常设水文监测站,给洪水分析和灾害复盘带来挑战。结合关键断面的洪水视频监控数据,通过灾后现场调查、测量,结合数字流域模型模拟等,推算得到门头沟流域7月31日最大洪峰流量为512.6 m3/s。洪峰通过期间,控制流域面积90%的中昂时代广场西北跨河桥三孔箱涵的过流能力为215.0~308.9 m3/s,远低于断面最大洪峰流量。建议下一步灾害重建时全面复核北京门头沟、房山等城区山洪沟跨沟桥梁的设计过流能力,考虑极端暴雨洪涝风险,适当提高跨沟桥涵的过流能力,避免因洪水溢流蔓延而造成严重损失。

海河“23·7”流域性特大洪水蓄滞洪区运用复盘及系统治理绿色发展的思考

2023年7—8月,受2305号台风“杜苏芮”北上与冷空气共同影响,海河流域发生“23·7”流域性特大洪水,根据海河流域各水系洪水调度方案及各蓄滞洪区运用预案,启用了小清河分洪区、兰沟洼、永定河泛区、东淀等8处国家蓄滞洪区,最大蓄洪量25.3亿m3。多数蓄滞洪区历史上就是江河洪水淹没和调蓄洪水的场所。此次蓄滞洪区运用表明,在强降雨形成的超标准洪水远超下游河道行洪能力的情况下,有计划地启用蓄滞洪区,利用蓄滞洪区缓洪、滞洪,将下泄流量控制在下游河道行洪能力以内,避免了洪水在下游大面积泛滥。本次运用再次证明了蓄滞洪区是流域防洪体系中的重要组成部分,其地位需要持续巩固加强。秉持系统治理、绿色发展的理念,提出蓄滞洪区治理路线图和有关建议。

海河“23·7”流域性特大洪水东淀蓄滞洪区洪水演进模拟与预报

为全面支撑海河“23·7”流域性特大洪水中东淀蓄滞洪区的运用决策及预报预警,基于中国水利水电科学研究院自主研发的高性能洪水分析软件IFMS/Urban,构建了蓄滞洪区一维、二维耦合水动力学模型,利用实时监测和预报的水情数据,持续开展了东淀蓄滞洪区洪水演进模拟和滚动预报工作。实践证明,本次构建的洪水演进模型模拟预报精度较高,模拟结果跟遥感监测淹没范围和前方现场实时反馈信息吻合较好,可反映蓄滞洪区洪水演进实际过程,并能准确预测未来动态变化,及时为下游关键区域提供洪水预警,有效支撑了本次洪水防御工作。

海河“23·7”流域性特大洪水启用蓄滞洪区洪水淹没全过程卫星遥感监测分析

受2305号台风“杜苏芮”减弱低压环流和冷空气共同影响,2023年7月28日起,海河流域普降大到暴雨,局地特大暴雨,导致发生海河“23·7”流域性特大洪水。本次流域性特大洪水过程海河流域共启用了8个蓄滞洪区,基于多时相光学和雷达遥感数据,开展了启用蓄滞洪区洪水淹没全过程遥感监测分析,获取8个蓄滞洪区“启用—淹没—最大淹没—退水—全部退水”不同过程下的淹没水体范围和面积,为动态掌握蓄滞洪区淹没情况、全面了解蓄滞洪区内洪水演进过程及开展洪水演进模拟分析和水工程调度提供了真实可靠的科学数据支撑。

洪水动态风险分析技术对防汛应急工作的支撑——以海河“23·7”流域性特大洪水期间兰沟洼蓄滞洪区运用为例

2023年7—8月,海河流域发生了“23·7”流域性特大洪水,包括大清河在内的多个水系的多条河流发生超警戒、超保证洪水。海河流域先后启用8个蓄滞洪区分洪。以大清河水系兰沟洼蓄滞洪区为例,介绍了蓄滞洪区启用前、启用后和退水过程中的洪水分析模拟成果,检验了洪水动态风险分析对防汛应急决策的技术支撑作用,总结了整个应急过程中的技术支撑经验,对未来洪水动态风险分析技术的发展、应用模式和成果需求等做了初步探索。