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。

沁河2021年“7·11”暴雨洪水重现期分析

根据沁河流域历年各时段最大降雨量和“7·11”洪水报汛雨量资料,采用P-Ⅲ型分布概率密度函数,建立了润城、五龙口、山路平、武陟等14个长系列水文站和雨量站的年最大24、6、1 h的3个代表性时段的降雨量频率曲线,计算了“7·11”洪水最大24 h大于100 mm、最大6 h大于100 mm、最大1 h大于50 mm的降雨量重现期;根据历史调查洪水、历年最大洪峰流量,建立了五龙口、山路平和武陟水文站的P-Ⅲ型频率曲线,计算了“7·11”洪水洪峰流量的重现期。结果表明:最大24 h降雨量排名第一的窑头站351 mm重现期约为3000年,最大6 h降雨量排名第一的窑头站328.5 mm重现期约为1万年,最大1 h排名前三的窑头、李寨和河西站降雨量重现期为200~300年,五龙口、山路平和武陟站洪峰流量重现期分别相当于30年、10年和10~15年。分析结果可为沁河流域和黄河下游防洪调度提供技术支撑。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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.

2021年11月7日本溪地区暴雪天气诊断分析

本研究基于地面高空观测资料、欧洲数值预报中心资料及ERA5再分析资料,对2021年11月7日本溪地区强降雪过程进行诊断分析。结果表明:受东北冷涡、北上温带气旋以及回流暴雪的综合影响,初期暖湿空气沿冷垫缓慢上滑,辽中地区存在明显的“冷—暖—冷”温度垂直结构,存在明显的逆温层和融化层,导致降水开始时以雨雪混合为主;由于强冷平流的降温作用,雨雪转换时间与预报出现1~2 h的偏差,这是此次雪量预报偏小的原因之一;增暖、增湿与北方气旋冷锋后部冷空气作用导致能量锋区和水汽辐合增强,在强动力抬升、水汽辐合作用下,出现了此次本溪地区的强降雪过程;在极暖与极冷气团碰撞下,局地出现弱对流,产生弱雷电,更有利于短时强降雪的出现。

绕阳河“7·28”暴雨洪水及流域设计洪水复核

2022年7月28—30日,绕阳河流域出现大暴雨过程,特别是绕阳河干流上游、支流东沙河友邻水库以上及绕阳河干流下游右岸发生特大暴雨洪水,绕阳河部分区域遭受重大水灾损失。通过对降雨和洪水的分析,还原了绕阳河2022年“7·28”暴雨洪水过程。在洪水系列中加入“7·28”特大洪水后,复核分析了各水文站设计洪水,确定新的设计洪水成果,为灾后修复重建工作奠定坚实基础,对该流域综合治理及防洪决策提供科学依据。

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。

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。

海河“23·7”洪水期间廊坊地下水位分析

廊坊市在经历2023年6月及7月上、中旬较为严重的旱情后,又经历了“23·7”洪水过程,在此过程中,分别出现了较大强度降雨、主要行洪河道普遍洪水过程、蓄滞洪区运用、南水北调廊涿干渠断水多种极端特殊状况,受多种因素叠加影响,廊坊市深、浅层地下水位均出现明显变化。本文基于2023年8月相关基础数据对各类罕见极端状况与地下水位变化之间的关系进行分析,结果可知:(1)2023年7月28日-8月28日期间廊坊市境内浅层地下水位全部成上升趋势,全市平均累计上升达2.15 m,深层地下水位全部呈上升趋势,全市平均累计上升达1.99 m。(2)洪水期间地下水水位变化特征为:廊坊市除南部文安、大城两县外,上游大强度降雨及本地降雨均对浅层地下水位影响明显,而文安、大城两县浅层地下水位基本不受上游山前区降雨影响。(3)上游大强度降雨较河道径流提前对廊坊市浅层地下水位产生影响,在山前区无大强度降雨情况下,本地河道径流变化趋势与浅层地表水变化趋势同步。(4)蓄滞洪区运用影响方面,永清、霸州、文安地下水位回升幅度显著高于南部其它地区,但因淹没区水位观测井水毁损坏,无法完全反应具体影响程度。(5)引水及河道生态补水情况对浅层地下水位影响明显,对浅层地下资源实现采补平衡起到关键作用。(6)采用廊坊市南部南水北调受水区三县平均深层地下水与浅层地下水埋深变幅及降雨量情况进行比对显示,南三县深层地下水位受上游山前区降雨影响明显,浅层地下水则主要受本地降雨和河道径流情况影响。分析结果对廊坊市今后更加科学的推进地下水压采等相关工作具有较高参考价值。

“23·7”洪水后拒马河分流比变化探究

2023年7月28日—8月2日,受5号台风“杜苏芮”的影响,京津冀地区出现强降雨过程,拒马河发生1963年以来最大洪水。洪水期间,南水北调中线穿拒马河各支交叉建筑物均出现不同程度的险情。洪水导致拒马河河道地形发生剧烈变化,两河三支分流比发生显著改变。为保障南水北调中线穿拒马河各交叉建筑物的防洪安全,重新研究确定拒马河各支分流占比,进而确定现状各河道不同重现期设计流量。为此,基于MIKE21模式,在“23·7”洪水后的实测地形基础上,对不同重现期拒马河各支分流比进行了研究,为南水北调穿拒马河各交叉建筑物防洪加固提供参考。

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。