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。

基于郑州“7·20”特大暴雨移置的山东省傅疃河流域洪水形势分析

在气候变化和快速城市化扩张的背景下,我国的极端暴雨洪涝灾害风险呈增加趋势。2021年,河南郑州市“7·20”特大暴雨造成了重大人员伤亡和财产损失,暴露出对特大灾害认识准备不足、防范组织不力、应急处置不当等诸多问题。以山东日照市傅疃河流域为研究对象,采用暴雨移置和洪水模拟的方式,拟定暴雨中心位于傅疃河上游三庄镇和下游日照街道两种方案,基于分布式水文模型和二维水动力模型分析了其在“7·20”特大暴雨情景下的洪水形势,并对比分析了两种方案的洪水过程影响。结果表明,两种方案下流域内的日照水库、马陵水库入库洪峰均超过其历史最大入库洪峰,下游社会经济区整体受灾范围分别为151.96 km2、166.02km2;暴雨中心位于城区时,下游区域平均淹没水深从0.46 m上涨至0.73 m,社会经济区受灾范围增加了9.3%。在现状工程条件下,山东日照市傅疃河流域在遭遇极端暴雨时,将有较大范围的居民聚集区、重要社会机构和基础设施受到洪水的侵袭,因而参考极端暴雨情景分析进行应急预案的编制和汛前演练尤为必要。

北京房山区“23·7”特大暴雨灾害的成因及启示

受2305号台风“杜苏芮”影响,北京房山区“23·7”暴雨历时长、雨强大,累计降雨量达到627.1 mm。房山区河道在“23·7”特大暴雨灾害中全部行洪,其中拒马河、大石河超标准行洪,大石河最大洪峰超200年一遇。超标准洪水对河道防洪体系造成较大冲击,洪水破坏的主要特征是上冲下淹,上游以山洪灾害为主,洪水携带大量漂浮物,冲击力大;下游以洪涝灾害为主,淹没水深大、历时长、淤积厚度深。“23·7”特大暴雨灾害暴露出我国超标准洪水的防御存在明显短板,应在强化洪水灾害隐患排查的基础上,大力加强洪水预报预警能力建设,以数字孪生和预报、预警、预演、预案“四预”为抓手,提升洪水灾害的预测能力、预警能力、感知能力和处置能力。

从下游视角浅谈海河“23·7”流域性特大洪水应对方略

2023年7月底至8月上旬,京津冀地区发生流域性特大洪水,结合一线防洪经历,从流域下游视角简要论述了天津市应对本次特大洪水的过程和后续应对方略。首先对天津市强降雨过程及本地防御响应进行了分析,随后分析了上游各大水系的来水情况及天津市应对情况,最后针对海河流域防御特大洪水提出了思考和建议,以期为未来的洪水防御工作提供参考。

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。

陕北子洲县“7·26”特大暴雨引发的小流域土壤侵蚀调查

[目的]2017年7月25日20时到26日8时陕北榆林地区突降了一场特大暴雨,造成了严重的洪水灾害与经济损失。通过考察该次暴雨造成的土壤侵蚀危害,旨在为今后该区水土流失治理及暴雨灾害的防御提供依据。[方法]于2017年8月2—6日赴暴雨受灾区子洲县,选取了清水沟、马家沟、蛇家沟3个典型小流域作为重点调查区域,对该次暴雨下流域内坡耕地、退耕林草地、梯田、填沟造地、淤地坝、道路等的土壤侵蚀特征进行了调查与分析。[结果]在"7·26"特大暴雨洪水下,坡耕地细沟发育明显,甚至产生小切沟;而2000年退耕的林地和自然恢复草地以面蚀为主,无明显细沟产生;新修梯田连接两阶田面的道路及承接路面来水的田面冲毁严重,田埂部分区段被冲开,田坎发生塌落;在削坡填沟造地区域,不仅农作物和坝体遭到严重破坏,而且残蚀了田旁新修道路,切割裸露沟壁多处发生土体塌落;淤地坝或轻或重都存在损毁与隐患,但在该次暴雨中滞洪拦沙作用明显。同时,在调查中发现该区陡坡耕种现象依然存在,小流域蓄排水系统缺乏,部分水土保持工程管理与维护不到位,经济发展水平低,农民水土保持意识淡薄。[结论]"7·26"特大暴雨洪水造成的土壤侵蚀依然很严重,而退耕林草地的土壤侵蚀轻微,证明水土保持工作在该区依然十分重要。在生态环境脆弱的陕北黄土高原地区,应该继续加强环境保护措施,加大水土保持治理力度,特别是陡坡退耕。同时,专业设计并实施小流域蓄水、引水、排水网络系统十分必要。

水保措施对“7·26”暴雨洪水减水减沙的作用

采用水文学方法分析表明,无定河流域现有水土保持治理措施对2017年"7·26"暴雨洪水的减水减沙作用有限;通过查勘认识到,林草植被以及梯田在一般降雨情况下减水减沙作用明显,但遇到类似此次的大暴雨,则淤地坝拦沙作用明显;径流主要来自坡面,而泥沙主要来自沟边重力侵蚀、耕种便道和河道淤积物冲刷、河岸及滩地淘刷等。

云南省德宏州“2004．7"特大暴雨洪水分析

2004年7月4～5日，云南省德宏州西部一大盈江下游、瑞丽江一级支流南宛河流域发生了特大暴雨洪水。由于特殊的自然地理、暴雨特征，本次特大暴雨引发了泥石流、山洪等洪涝灾害，分析了该次暴雨气候成因、暴雨洪水特性及重现期、洪灾成因，有助于了解和掌握该地区暴雨洪水的特性，为防洪减灾工作提供依据。

无定河“7·26”暴雨洪水泥沙来源分析

2017年7月26日无定河流域发生了特大暴雨,暴雨中心位于子洲、绥德和米脂3县,单站最大日降雨量为256.8mm,大理河绥德站洪峰流量为1959年以来最大值,无定河白家川站洪峰流量为1975年建站以来最大值,最大含沙量均超过800 kg/m^3,造成绥德和子洲县城严重受灾。针对暴雨洪水过程中的现象和问题,选择暴雨中心区的典型小流域开展了调查。调查内容包括自然林草地、坡耕地、经济林地、梯田等的侵蚀情况,淤地坝溃坝、河道行洪情况和受灾情况。初步分析认为:尽管流域综合治理程度已有大幅度提高,水土保持作用明显,但遭遇特大暴雨时仍会形成高含沙大洪水。根据对"7·26"暴雨侵蚀现象的分析,指出了洪水期流域侵蚀新特点,阐述了高含沙洪水泥沙来源;针对洪涝灾害和侵蚀问题,提出了中小河流防洪和侵蚀严重区域治理的建议。

2021年郑州“7·20”特大暴雨洪水模拟与分析

2021年郑州“7·20”特大暴雨引发了严重的城市内涝、流域洪水等灾害,造成了重大人员伤亡和财产损失。为了全面反演分析郑州“7·20”特大暴雨及其引发的洪涝灾害过程,通过选定位于郑州市的典型流域贾鲁河流域为研究区,在结合实地调查基础上,构建了基于HEC-HMS模型的郑州市贾鲁河流域水文模型,对“7·20”特大暴雨引发的洪水过程进行了复盘,并分析了暴雨的分布情况及流域内各大支流的径流贡献量,此外采用水量平衡理论计算分析了城区积滞水量。结果表明,本次特大暴雨具有降雨量级大、持续时间长、分布范围广的特点,2021年7月19-22日流域累计降雨量9.98亿m^(3),面平均雨量达495.24 mm,暴雨中心位于二七区;索须河得益于水库联合调度,径流量较小(0.10亿m^(3)),金水河和潮河的径流量最大(0.21亿m^(3)和0.24亿m^(3));城区积滞水量约1.40亿m^(3),平均积滞水深度约为0.37 m。研究可为城市洪涝灾害应对措施的制定提供有益参考。

无定河流域2017年“7·26”暴雨洪水特征分析

2017年7月25—26日,黄河中游支流无定河流域普降特大暴雨,暴雨强度大、历时短、突发性强。受此影响,大理河青阳岔、绥德两站和无定河白家川站出现建站以来最大洪水,绥德县遭受重大财产损失。此次特大暴雨的降雨特征为:(1)暴雨中心降雨总量大;(2)暴雨中心降雨强度大;(3)降雨空间分布梯度大。分析了干支流洪水来源及组成情况,提出了相关建议:(1)加大黄河流域水文站网建设力度;(2)从黄河防洪、生态及经济建设等多方面考虑,利用水保及防洪措施控制当地水土流失,同时减少河道中的泥沙量;(3)加强退耕还林还草工作。

定西“7·26”暴雨洪水分析

2017年7月26日,受局地热对流和副热带高压边缘水汽充沛共同影响,渭河流域上游区渭源至陇西一带突发历史罕见大暴雨,导致渭源、陇西城区发生内涝,渭河干支流不同程度发生洪水灾害,冲毁民房、道路、农田等基础设施,给当地人民生命财产和工农业生产带来了严重损失。在收集和调查暴雨洪水资料的基础上,分析计算了本次暴雨洪水量级,探讨了暴雨洪水的成因及变化特性,为今后山洪灾害预警和防灾减灾采取有效处置措施提供技术支持。

查干木伦河“7·25”特大暴雨洪水影响分析

为分析查干木伦河2011年"7·25"特大暴雨洪水对德日苏宝冷水库防洪产生的影响,本文采用1957—2015年洪水系列,并将"7·25"洪水作为历史特大洪水考虑,对坝址设计洪水成果进行了全面复核分析,重新提出了较为合理的最新设计洪水成果,复核结果表明德日苏宝冷水库设计洪水发生了大幅度变化。

“23·7”京津冀暴雨极端性特征及对我国城市防汛的启示

2023年7月29日至8月1日,京津冀地区出现极端强降雨过程,多地出现严重城市内涝、洪水和地质灾害,并造成重大人员伤亡。这次极端强降雨过程累计雨量大、持续时间长、影响范围广。京津冀地区4 d平均降雨量175 mm,超过平均年降水量的1/3。在全球气候变化与快速城镇化的背景下,极端暴雨对我国城市经济社会平稳运行的冲击和影响在增大。现有城市设防标准不适应气候变化下新的防汛形势,气象灾害监测预报预警能力及部门协同联动机制等仍存在短板不足,城市公众防灾避灾意识仍有欠缺。为此建议,持续加强极端降水事件对城市影响研究,提高监测、预报、预警服务能力,加强城市治理力度,增强城市防御气象灾害的“韧性”,同时应积极推动气象灾害科普宣传,不断提高极端灾害公众防御意识。

渭干河流域“2002·7”特大洪水分析

渭干河是塔里木河流域第六大源流 ,位于天山西部南麓 ,渭干河干流起点有新疆最大的流域性控制工程———克孜尔水库 .2 0 0 2年 7月下旬天山中西部山区出现大暴雨 (雪 )过程 ,渭干河流域山区降水持续时间长达 30h以上 ,山区降水量 5 0mm左右 ,导致 5条支流和渭干河干流出现有水文记录以来的最大洪峰 ,流量超过警戒流量和危险流量的 2～ 3.5倍 ,暴雨 (雪 )过程结束之后 ,融雪型洪峰长时间居高不下 .洪水过程中 ,各支流以及暴雨与融雪等多种洪峰遭遇现象很明显 .克孜尔水库入库洪峰流量达 36 6 0m3 ·s-1,经水库调洪错峰 ,出库峰值流量为 10 0 0m3 ·s-1,削峰率 72 .7% .

2012年7月25—26日天津市西青区特大暴雨天气过程分析

本文利用自动气象站观测资料、地面观测资料、NCEP再分析资料等,对2012年7月25—26日天津市西青区特大暴雨天气过程进行分析。结果表明,此次特大暴雨天气过程的中高纬度地区呈现出"两槽一脊"型,主要影响系统为副热带高压、低空急流以及高空槽共同作用的结果;特大暴雨天气过程是副热带高压维持不变,在副高西北侧偏南风急流的作用下华北地区有水汽通道形成,来自孟加拉湾源源不断的水汽不断向天津地区输送;特大暴雨天气的对流性和持续性特点较为明显;对流层低层的南风急流强度不断增强,之后短波槽携带大量的冷空气入侵天津地区,推动了垂直运动的发生、发展,有利于特大暴雨天气的出现。

大理河2017年“7·26”暴雨产洪产沙浅析

阐述了大理河2017年"7·26"暴雨洪水的水文情势,计算了次洪径流量和次洪输沙量,并与历史洪水进行了对比分析,发现本次洪峰流量、次洪径流量和次洪输沙量在历史点群的左上方或点群中间。结果表明:几十年水土保持工作和生态修复政策的实施,大理河流域下垫面发生了一定程度的改变,但是遇到"7·26"这样的强降雨,依然会产生高含沙洪水。

郑州市“7·20”特大洪水对地铁工程防洪影响研究

近年来,随着全球气候变化,极端气象和气候事件频繁发生,严重影响了城市地下建筑工程的发展。针对2021年7月20日郑州发生的特大暴雨(简称“7·20”暴雨),提出了暴雨洪水广义极值分布模型和重现期计算方法。基于二维-非恒定流理论,构建了城市洪水模拟模型,对城市洪水进行了模拟。计算表明,郑州“7·20”暴雨超过了千年一遇水平。选择郑州市环型地铁5号线为计算实例,基于地铁5号环线的建筑工程分布特征并综合考虑地表与地下雨洪汇流特点,沿地铁5号线路设计了36个洪水风险点。应用暴雨模拟模型计算得到了地铁5号线沿途36个洪水风险点对应于不同洪水频率的淹没水深。通过对洪水模拟模型有关参数的验证,结果证明,计算得到的研究区域范围内的洪水过程基本符合研究区低洼处的洪水淹没情况,该模型也可以准确地描述市区街道洪水形成过程、道路和桥梁交汇处的累计淹没水深。构建的模拟模型也可以合理地模拟城市河道排水情况。计算结果表明,以郑州“7·20”暴雨为洪水设计验证标准,就地铁5号线而言,大多数洪水风险点的淹没水深超过2.0 m,最大淹没水深接近3.0 m。根据洪水模拟和重现期计算结果,提出了郑州市地铁工程洪水风险分类方法,并提出了洪水预警措施。通过检验证明,研究结果对于城市短历时极端暴雨分析、城市地下空间建筑工程防洪以及城市地铁线路运行管理都具有十分重要的参考价值。

陕北绥德县、子洲县城区2017年“7·26”暴雨致灾成因分析

位于黄河一级支流无定河流域的绥德、子洲2县,在2017年"7·26"暴雨洪水期,城区大面积淹没,遭受重大经济损失。为认识人类活动的致灾作用,通过专题座谈与重点走访、遥感影像叠加与洪水调查,分析了"7·26"暴雨洪水在城区的淹没范围、河道占用开发现状及其对洪水演进的影响,并提出了对策建议。调查结果表明,绥德、子洲县城区河道占用开发的主要形式包括围滩造地、城市建设占用、建筑工程弃土弃渣及生活垃圾等堆积物占用、桥梁占用等;城区河段河道普遍缩窄,降低了河道过洪能力,加大了洪水淹没城区的程度;城区河段桥梁密度大,过洪能力不足,产生一定的壅阻,增加了淹没范围;清除河道内违章建筑,强化绥德、子洲2县城市水土保持及河长制工作已成为保障防洪安全的迫切需要。