上海城区动态洪水风险图应用系统及典型暴雨内涝分析

【目的】为了提高沿海超大城市对洪涝灾害的先知先觉能力,快速预测分析洪涝潮组合影响下的淹没风险时空分布,【方法】以水文-水动力暴雨洪水分析模型为核心模块,通过与外部的气象精细化降雨预报数据库、自动雨量站实时监测数据库及实时水情、闸泵运行数据库相关联,研发了上海城区动态洪水风险图应用系统。采用由雨量站点到气象格网和水力网格的降雨二级空间融合技术,实现了模型与气象预报降雨数据的有效耦合。利用数据挖掘提取和GIS空间分析技术构建了包含10项洪水风险要素要点的城市内涝预报专报自动生成方法,实现了对内涝风险的快速一站式概览。利用系统可以对城市暴雨、河道洪水和风暴潮等单一发生或遭遇组合引起的淹没分布进行快速实时预报计算,模拟和预测城市洪涝潮灾害的有关淹没特征数据和淹没动态过程。【结果】利用系统分析了2023年6月23—24日暴雨的内涝风险分布,将模型模拟的积水区域与积水监测站、灾情直报和热线灾报的积水点进行对比,结果显示在150处对比积水点中,有129处误差不超过20 cm,占86%。模型模拟的积水空间分布与实际情况基本接近。【结论】结果表明:系统满足汛期常态化、业务化运行需求,能够为城市洪涝风险的实时动态分析和防汛指挥决策提供重要工具。

面向不可移动文物自然灾害风险图生成的领域特定语言

针对当前不可移动文物自然灾害风险图生成领域需求快速增长、经常变更,而现有程序及工具无法满足实际使用需要的问题,提出了一种构建语义模型的方法,在语义模型的基础之上,为不可移动文物领域专家设计了一种贴近自然语言的领域特定语言(DSL)。首先,通过对不可移动文物本体各项指标数据、风险图生成方法和流程进行深入研究,提取出业务模型。之后,通过分析业务模型,抽象出风险值计算规则的元计算单元,构建语义模型。在此基础之上,设计出一种可表述语义模型中所有语义的领域特定语言。该语言脚本可由领域专家自行编写,能快速高效地生成风险图,且易于扩展,满足需求经常变更的要求。与目前国内外主流的通过地理信息系统(GIS)方法生成风险图相比,利用DSL生成风险图可缩短66.7%以上的工作时长。

关于我国洪水风险图编制工作的思考

我国第一张洪水风险图是1984年绘制完成的,到现在,无论是在洪水风险理论、洪水风险分析方法和模型、洪水风险特征展示和绘制技术,还是在洪水风险图编制规范的制订等方面都有了长足的进步,并运用二维非恒定流的洪水分析模型陆续研究绘制了部分城市、蓄滞洪区、洪泛区和防洪保护区约10万km2的洪水风险图,形成了具有较高水平的洪水风险图技术体系和一定规模的人才队伍,一些洪水风险图成果已开始运用于实际防洪工作之中。今后还应进一步明确洪水风险图的使用对象和用途,落实洪水风险图制作的行政管理机制、编制计划和经费投入,构建若干官方认可的规范化的风险分析和风险图制作平台,不断弥补基础信息的不足。

太湖流域洪水风险图编制试点工作实践

洪水风险图编制是贯彻落实水利部治水新思路和国家防总防汛抗旱"两个转变",实施洪水风险管理的重要基础性工作。介绍了太湖流域洪水风险图编制二期试点工作的具体做法,总结了风险图编制工作的经验和体会,对洪水风险图编制工作提出了重视基础资料收集、加强洪水风险分析方案审查、统筹流域与区域洪水风险图编制、积极推进洪水风险图的应用与管理、统一解决电子地图的购买与更新等有关建议,为其他流域及省(直辖市)编制洪水风险图提供借鉴。

多源异构数据环境下不可移动文物灾害风险图构建方法研究

为在多尺度、多层级展示不可移动文物灾害风险评估结果,提供一种多源异构数据环境下不可移动文物风险管理的工具,采用概念推演、实证研究方法,基于灾害风险表达和“数据-服务-应用”的多层次框架,提出包含多维度模型、要素转换模式和数据集成量化规则的不可移动文物灾害风险图构建方法。其中,多维度模型关联了尺度、粒度和风险要素(致灾因子、承灾体、孕灾环境)3个维度,要素转换模式给出了空间尺度变换、粒度缩放的方法,数据集成量化规则包括直接量化、组合量化及空间映射3种风险指标量化方式。以山西省、孝义市2个不同空间尺度为例,构建了古建筑-地震灾害风险图,可以直观展示风险程度与空间分布及其专题评估结果,为不可移动文物预防性保护策略制定提供参考。

关于全国推广洪水风险图的认识与设想

近年来，随着我国社会经济的加速发展，水灾损失也在急剧增长。洪水风险区域内人口资产密度提高，而经济发展中缺乏水患意识，减灾措施不足，以及总体上防洪保护标准偏低等，是水灾损失剧增的重要原因。为了扭转被动局面，国家防汛抗旱总指挥部决定在全国推广洪水风险图。世界各国防洪形势国情不同，洪水风险图的绘制目的与风险图的内容和表达形式也有显著差异。本文通过基本国情的分析和中外风险图绘制目的与必备内容的比较，探讨适合于我国推广的洪水风险图形式。

基于GIS的水库洪水风险图编制

利用水文学方法、水库溃坝洪水计算模型及二维水力学数学模型分别对水库库区洪水风险和水库溃坝洪水风险进行分析,利用Microsoft Visual Basic 6.0对ArcGIS进行二次开发,将风险信息按照一定的方式自动显示在地图上,从而实现了水库洪水风险图的自动编制,并将该方法应用于江苏省石梁河水库洪水风险图的编制.应用结果表明,通过该方法编制的水库洪水风险图可以为当地防汛部门制订科学合理的防洪调度方案和抗洪救灾措施提供科学依据和技术支撑.

北江大堤保护范围洪水风险图的制作与应用

本文系统地阐述了由国家防汛抗旱总指挥部办公室组织实施的北江大堤保护范围洪水风险图试点项目的研究成果 ,包括洪水风险图制作的方法 ,风险信息的提取、分类与表达 ,基于 GIS电子地图形式的洪水风险图集 ,以及集洪水风险图与风险信息查询、损失评估、抢险与避难系统于一体的洪水风险信息管理系统的设计与开发等 .该研究为在全国推行洪水风险图工作提供了一种模式 .

实时动态耦合模型及其在洪水风险图中的应用

将水力学的一维模型和二维模型实时动态耦合,可以解决溃堤、漫堤等洪水演进问题.但传统的一维和二维洪水演进模型通常是独立的模块,且模拟计算所花时间较长,结果也不够准确.把独立的一维和二维模型通过时间同步和空间耦合节点的对应关系,建立了一、二维实时动态耦合模型.利用干水深和湿水深理论,改进了传统的洪水演进模型.采用该模型模拟了谷堆圩蓄滞洪区的溃堤洪水演进情况,通过历史洪水对模型进行了验证,基于模拟结果绘制了规范的洪水风险图.结果表明:一、二维水动力实时动态耦合模型在模拟溃堤洪水时,模拟计算结果较传统的方法更为合理,且花费时间更少.

洪水分析软件在洪水风险图编制中的应用

依托全国重点地区洪水风险图编制项目,中国水利水电科学研究院主持开展了洪水分析软件研发,通过整合国内优势模型技术,开发了包括复杂水利工程调度模拟的一维河网计算引擎,高分辨率二维洪水分析计算引擎、快速非结构网格生成模块,集成国内外广泛使用的SWMM管网模型,基于自主研发的GIS平台,完成了一维、二维洪水模型和城市管网模型的前后处理功能研发,实现了一二维耦合以及城市管网与二维模型耦合。形成了两个软件产品,为中小河流、防洪保护区、蓄滞洪区以及城市洪水分析提供技术支撑。

上海市洪涝淹没风险图研究

在水文学原理的基础上,分析形成洪涝淹没的主要致灾因子;根据下垫面性质,江河、道路等线状阻水建筑物的分布以及地形、水利区划等因素划分地理单元和计算单元.根据内涝及风暴潮不同的致灾原理,分别建立沿海地区风暴潮洪水淹没、郊区内涝淹没和中心城区内涝淹没计算、评价模型.考虑防洪工程的分布及影响,以地理信息系统和模糊数学分析法为工具,进行不同区划单元洪涝淹没风险的综合计算分析与评价.以上海市为例,对风险图绘制的基本原理和方法进行探讨.

风暴潮洪水风险图制作研究

在对洪水灾害风险图进行研究和归纳的基础上,根据上海市的地形、沿海提防、洪涝灾害等特点,分析了上海市风暴潮洪水灾害的成因,以及这些因素与洪灾危险程度间的相关关系。借助模糊数学方法,求出危险程度隶属度。在地理信息系统平台上,采用多边形叠置分析和聚类分析等手段,研究洪水灾害危险程度区划的方法,进而绘制成洪水风险图。风险的评估采用了多指标综合评估方法,不仅计算了洪水的自然风险,同时考虑了防洪工程风险的影响。

国外洪水风险图编制综述

20世纪70年代,美国在国家洪水保险计划的推动下,开始绘制洪水风险图。20世纪90年代末,日本、挪威、韩国等国家也相继开展洪水风险图编制工作。目前,这些洪水风险图已经在洪水保险、洪泛区管理、国土开发、公众应急避险等方面发挥了巨大的经济和社会效益。

GIS支持下中小流域洪水风险图系统研究

中国东南沿海中小流域经济发达,洪水灾害频繁发生,防洪减灾研究十分重要。洪水风险图综合自然、社会经济和洪水灾害等多种信息,在防洪减灾中可发挥重要参考作用。以中国东南沿海甬江流域为例,开展以地理信息系统为支持的洪水风险图信息系统研究,借助历史洪水数据库和社会经济数据库,结合流域空间信息动态分析,探讨流域洪水风险图快速编制的方法和途径。该研究为洪水风险图动态更新创造了条件,提高洪水风险图的准确性,为中小流域防洪减灾快速决策提供有力支持。

防洪排涝排水一体化模型在洪水风险图编制中的应用

随着城市洪涝灾害频繁发生,编制洪水风险图已成为当前国内外城市防洪减灾工作中重要内容,它可反映区域洪涝成因、量级、特性、危及对象及应急对策等风险信息分布特征。采用水力学方法构建水力学模型模拟研究区域洪水演进情况是洪水风险图编制常用的方法,通过构建考虑河道、城市地下管网、排水系统设施、阻水建筑物、水利工程及调度的防洪排涝排水一体化模型,将城市防洪排涝与排水有机结合,并兼顾流域与区域风险,通过历史降雨对模型进行校核验证,保证模型的可靠性。模拟计算了景德镇市城区因超标准洪水导致防洪墙溃决或城市暴雨可能发生的受淹和积水情况,并根据计算结果绘制洪水风险图,对景德镇市预防外围洪水、降低城市内涝洪水影响及土地利用和城市发展规划等提供决策依据和技术支持。

城市洪水风险图编制研究——以福州为例

洪水风险图是标识区域洪涝成因、量级、特性、危及对象及应急对策等风险信息分布特征的一系列图的总称,当前已成为国内外城市防洪减灾工作中重要的非工程类措施之一。针对我国对洪水风险图的多元化需求,从不同服务目的出发对洪水风险图编制工作进行研究。提出了洪水风险图分层编制技术,将洪水风险图划分为实际洪水淹没图、洪水风险预测图和水灾风险评价信息等3个层次,并根据分层设计原则对编制不同类型洪水风险图所需的既往洪水信息、洪水风险预测信息、水灾风险评价信息做了详细论述。提出将洪涝仿真模拟技术应用于城市洪水风险图编制工作之中,针对洪水风险图的应用目的合理选定计算模型的初始条件、边界条件与运行控制方式等,经模拟计算获取编制洪水风险图所需的洪水风险信息。

基于DTM的溃坝风险图编制技术

溃坝洪水风险图对于制定区域防洪应急预案、进行溃坝洪水风险分析是十分必要的.利用BREACH模拟溃口,采用无结构网格有限体积法进行二维溃坝洪水演进计算,利用TIN模型将计算结果可视化,制作成水深风险图、流速风险图、淹没历时风险图、洪水到达时间风险图,并对风险图进行了空间分析.本文充分利用了G IS对空间数据以及空间数据和属性数据联合分析的功能,对溃坝洪水风险图制作的基本原理和方法进行了探讨,并应用于沙河集水库大坝溃坝模拟,具有较强的实用价值.

高填方渠道溃堤洪水三维风险图研究

目前的风险图绘制研究中,洪水淹没计算多基于一、二维数值模拟,洪灾风险分析较少考虑地形危险性,未能真实反映复杂下游区域洪水淹没情况及洪灾风险分布.因此,本文提出基于三维数值模拟和数据场耦合的高填方渠道溃堤洪水风险图分析方法.首先,建立耦合VOF法的SST k-ω三维溃堤洪水演进数学模型,该模型结合了k-ω和k-ε模型的优势,增加了交叉扩散项,考虑了剪切应力的输送过程,能更精细地模拟湍流过程;其次,基于三维溃堤洪水淹没计算,引入数据场模型,考虑区域地形与洪水各灾情信息的综合风险,绘制三维洪水风险图,并与二维洪水风险图相结合,实现洪灾风险分布的详细、直观表达.以某高填方渠道为例,阐述了风险图绘制方法,分析了溃堤洪水的风险分布特征.

江苏省水库下游洪水风险图的分析与编制

针对水库发生校核洪水和溃坝洪水两种情况，分析了用于计算水库下游淹没范围的几种水文水力学方法及适应条件，解决了如何统计分析洪灾所造成的损失，并最终成功编制了江苏省４６座大中型水库下游洪水风险图。

欧盟洪水风险图制作对我国的借鉴与思考

本文介绍了欧盟洪水风险图的制作和管理情况,重点分析了英国和荷兰两国的研究进展,进而阐述了我国的研究现状,并从基础资料、研究内容和方法、管理机制、法律法规、应用范围等方面进行比较,提出了改进的思考,为进一步完善我国洪水风险图的制作和管理提供参考。