岷沱江、嘉陵江流域致宜昌大洪水暴雨过程的特征及天气成因

为揭示岷沱江、嘉陵江流域致大洪水暴雨过程的天气成因及宜昌控制站雨洪规律,加深对宜昌站大洪水发生发展机制的研究,基于NCEP/NCAR再分析资料及常规气象水文观测资料,采用统计学、天气学等方法分析研究了1980—2020年发生在岷沱江、嘉陵江流域的19例致洪暴雨过程特征、雨洪关系、致洪暴雨源地及下垫面特征、天气系统配置等。结果表明:宜昌作为长江流域主要控制站,当前期起始入库流量达到19000 m^(3)·s^(-1)以上,且刚好遭遇连续性暴雨过程,则发生大洪水概率会显著提高。从岷沱江或嘉陵江的连续性暴雨过程开始至洪峰产生所需时长平均在6 d左右。暴雨持续时间和累计面雨量与洪峰有较好的对应关系,每次大洪水的形成都需要一次持续3 d以上的暴雨过程,多数在4~6 d。大洪水过程全部发生在7—9月。致洪暴雨过程以准静止类雨带为主,其次是东移类和转向类。89%的过程雨带呈东北—西南向的带状分布。强降水中心源地与特殊地形关系密切,主要分布于3处:岷江下游与青衣江交汇处,转向类降水多发;嘉陵江中下游、涪江流域及渠江流域,多以准静止类为主;涪江中游及渠江流域北部,东移类暴雨过程多发。孟加拉湾热带低压系统的存在对上游产生连续性暴雨至关重要,其次是南海地区的低值系统,两者参与过程占比达68%。低压系统不仅为岷沱江、嘉陵江流域带来充足能量和水汽,其东侧水汽的卷入容易在岷沱江、嘉陵江流域触发低涡,再配合特殊地形,产生强的上升运动。降水过程分为准静止持续性降水和移动性持续降水2类。易发大洪水的天气概念模型有3类:Ⅰ型为西太平洋副热带高压边缘、西风短波东移触发暴雨型,Ⅱ型为青藏高原低值系统东移触发暴雨型,Ⅲ型为低层偏东气流暴雨型。

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。

北江流域“2022·6·22”暴雨洪水分析

2022年6月19日,北江流域发生“2022年第2号洪水”,为1915年以来最大的洪水。为提高对北江流域暴雨洪水特性的认识,采用定性与定量相结合的方法对该场洪水的雨水工情进行研究。分析暴雨中心、洪水量级、洪水传播时间等特征,并与历史暴雨洪水进行对比。借助种子蔓延算法比较“理想凑泄”和“经验控泄”调度方案的调控效果,同时考虑水库动库容效应进行调洪演算。结果表明:造成本次洪水灾害的主要原因是累计雨量大、降雨强度大以及暴雨区域集中;根据“理想凑泄”规则调度飞来峡水库取得了显著效果,但需要考虑水库动库容的影响。研究成果可为北江流域防洪减灾以及制定调度规则等提供支持。

典型多水源平原区暴雨洪水特征及相关性分析

新沭河下游区域有蔷薇河、范河、石安河等洪水来源,同时接纳沂沭河闸坝调控分洪洪水,为典型多水源平原区,所纳洪水均通过三洋港闸泄洪入海。本文对新沭河下游区域洪水来源分为7个区域,对近10年发生的8场暴雨洪水过程特征进行分析,建立暴雨洪水数据集,计算各洪水来源区的暴雨洪水关系。沂沭区暴雨与三洋港闸上游水位具有较好的正相关,沂沭区暴雨对新沭河下游洪水具有控制性作用,三洋港闸调度运行应密切关注沂沭区暴雨状况。该数据集构建方法可作为雨洪大数据分析模拟计算研究的技术基础。

海河流域大清河系暴雨中心移植和地区洪水组成分析

近年来极端天气事件频发,暴雨洪涝灾害的突发性、极端性愈发显著,海河流域大部分区域多年未经特大洪水检验,为分析未来可能发生极端暴雨洪水的致灾情况,开展暴雨中心预测及可能的地区洪水组成分析十分必要。研究以多年未发生极端暴雨洪水的大清河系为对象,基于研究区域103个雨量站降水数据,预测了河系暴雨中心可能位置,以“63·8”暴雨分布为参照,开展暴雨中心移植及地区洪水组成分析。结果表明:大清河系特大暴雨中心位置较为稳定,可能的暴雨中心位置海拔高度主要介于100~600 m之间;在相同雨量条件下,暴雨中心位于水库下游山区附近(“63·8”)时,产生洪水总量相对较大,暴雨中心位于平原地区附近时相对较小,且暴雨中心位置的变化对地区洪水组成的影响显著。

2023年里下河地区暴雨洪水分析

里下河地区地势平缓,河网错综复杂,水势传播较慢,易发生超警戒洪水过程。为研究里下河地区梅雨期降雨特点,采用皮尔逊Ⅲ型频率曲线法、距平分析法和降雨水位逐时过程图法,针对里下河地区2023年梅雨期暴雨洪水过程,通过与历史梅雨期降雨进行对比,全面分析了里下河地区梅雨期暴雨洪水特征。结果表明,里下河局部地区无降雨与极端降雨情况并存,在最大1天降雨中存在特大暴雨,最大3天降雨中出现特大暴雨的地方占8.4%。短时间强降雨加上里下河地区河网地势特征是发生超警戒洪水过程的主要原因。洪水过程下沿江抽排及五大港抢排对里下河地区水位变化有较明显影响。

八宝河牛心山段“7·22”暴雨-洪水特性分析

准确分析小流域暴雨洪水特性对洪水预报及防灾减灾具有重要意义。文章通过现场调查与勘测、坡地试验,基于水文实测数据统计计算结果,对发生于2021年7月22日八宝河流域牛心山段的暴雨-洪水特性进行分析。研究结果可为今后祁连山区暴雨-洪水、泥石流、山体塌方等造成的突发灾害应急预警提供科学依据,为减灾部署提供技术支撑。

毛溪沟水库暴雨洪水特性及设计洪水计算分析

针对贵州省松桃县乌罗镇山区雨源型河流水文特性,在充分考虑毛溪沟水库坝址以上流域特征及流域内无水文气象测站现状,以邻近乌罗镇雨量站和松桃气象站实测连续降水序列数据为依据,采用“雨洪法”对流域暴雨洪水特性进行论证分析,并推求获得坝址及施工分期设计洪水。所得设计洪水与地区暴雨洪水的分布规律基本一致,与历史调查洪水相近,成果合理。

临洮县小流域暴雨洪水调查分析

6月25日13时~22时,受强对流天气影响,甘肃省定西市临洮县局部地区普降大到暴雨。暴雨洪水冲毁农田、道路和房屋、人饮管网,给人民生命财产、基础设施和公共服务设施造成较大损失。通过对这次暴雨和洪水的数据和结果的分析,掌握小流域暴雨洪水的变化特征,可为今后的防灾预警和有效处置措施提供技术支持。

甘南州夏河县“20230907”暴雨洪水调查分析

为提高洪水防御水平,针对夏河县观音沟流域2023年9月7日(“20230907”)暴雨洪水展开了调查,分析了该场暴雨洪水的特性,确定洪水的洪峰流量、洪水总量及洪水重现期。利用曼宁公式、铁一院公式、推理公式等方法分析了该次洪水的特征值。结果表明:该场洪水是由观音沟流域上游局部暴雨导致,由于流域面积小、坡降大,从而形成产汇流历时短、流速快、峰量大的洪峰。该次洪水的洪峰流量为370 m^(3)/s,洪水重现期超100 a。

滃江流域“2022·6”暴雨洪水特性分析

2022年北江共发生3次编号洪水,其中6月份第2号洪水(简称“2022·6”北江洪水),发展为超百年一遇大洪水,北江支流滃江流域也发生暴雨洪水。该文分析了滃江流域“2022·6”暴雨洪水的成因及洪水特性,探寻洪水演进规律,为下游水库进行洪水预报提供科学依据,对有效地监控暴雨洪水、正确地指挥防汛、提高对该地区暴雨洪水规律和形成机制的认识,对防洪减灾具有一定的参考价值。

暴雨移植情景下陆浑水库洪水模拟分析及应对策略研究

极端天气事件引发的暴雨洪涝灾害严重威胁水库的安全运行,从极限思维和底线思维的防汛观念出发,通过移植“75·8淮河暴雨”和2021年“郑州7·20暴雨”到陆浑水库进行洪水模拟,开展了暴雨移植情景下陆浑水库洪水模拟分析及应对策略的研究。研究结果表明:暴雨移植情景下陆浑水库现状工程的泄洪能力不足,水库需要增建非常溢洪道;非常溢洪道老虎沟出口方案施工工程量略大于汤池沟出口方案,但是后者涉及人员搬迁难度较大,故倾向于前者。根据模型试验结果对非常溢洪道的设计规模和方案进行了优化和完善。

基于流溪河模型的任河流域城口段暴雨洪水模拟

为准确、有效地预报任河流域城口段暴雨洪水,以DEM、土地利用和土壤类型数据为基础,利用流溪河模型构建任河流域3级河道模型,选取20190627暴雨洪水手动优选模型参数,借助20170923、20180919暴雨洪水验证模型适用性;考虑降雨移动方向,利用优选模型模拟12 h降雨量为30、60、90、120、150 mm等5种情景洪水流量,分析各情景模拟特征。结果表明,参数优选后,20190627暴雨洪水洪峰误差减至2.79%,峰现时间提前5 h,模型模拟效果显著提升。20170923、20180919两次暴雨洪水洪峰误差小于20%、峰现误差小于3 h,满足模拟精度要求,流溪河模型可用于研究区暴雨洪水模拟。多情景下,30、60 mm降雨洪峰流量均小于150 m3/s;从90 mm降雨开始,洪峰流量急剧增加,增长率高达94.17%;降雨由上游往下游移动时洪水曲线至少出现1次峰值,反之洪水曲线仅有1次峰值,降雨量每增加30 mm,峰现时间提前1 h。流溪河模型在任河流域具有较好适用性,多情景模拟结果可为城口县设置暴雨洪水防治措施提供多视角支持。

汉北河流域强人类活动影响下的暴雨洪水模拟方法

为了研究人类活动影响下丘陵到平原区流域洪水模拟的关键问题,包括流域内降雨空间分布不均、丘陵平原产汇流差异大、下垫面受水利工程建设和调度影响等复杂边界条件,并提出相应的解决办法和模型,以汉北河为例,将大流域划分为11个单元,通过分析场次暴雨在各单元的空间分布解决降雨空间不均的问题;各单元根据各自下垫面条件进行API水文模型参数的率定,解决了丘陵平原产汇流差异大的问题,提高了模型参数与实际情况的贴合度。在模型中,将河流改道、水库、蓄滞洪区、水闸、泵站建设和调度、土地利用等人类活动对汇流的影响纳入物理模型和产汇流模拟中,以便构建符合实际调度的下垫面产汇流体系。模拟计算的洪峰的纳什系数NSE均在0.85以上,模拟结果表明洪峰流量、水位及峰现时间与实测值吻合良好。

河南卫辉市“2021.7”特大暴雨洪水分析

2021年7月17-23日,河南卫辉市发生特大暴雨,位于卫辉市的共产主义渠黄土岗站发生建站以来第3大洪水,汲县站发生建站以来最大洪水。对本次暴雨成因、暴雨时空分布、暴雨特征进行分析,了解极端天气暴雨特性;对洪水来源和组成、洪水过程、洪水特点、洪水重现期进行分析,认识卫河流域的洪水特性。本次暴雨洪水特性分析对卫辉市卫河流域的规划设计、洪水预报和防洪工作具有参考价值。

应对极端暴雨洪水与提升防洪安全韧性研究——以太湖流域为例

为应对类似于河南省郑州市“7·20”特大暴雨可能带来的灾害风险,保障极端暴雨条件下的太湖流域防洪安全,提升流域防洪韧性,将郑州“7·20”特大暴雨移植到太湖流域,采用水文水动力学耦合模型推演现状骨干防洪工程体系(太浦河、望虞河、江南运河、沿长江、沿杭州湾等)3种洪水调度条件下,太湖流域、水利分区与城市代表站应对极端暴雨洪水的响应情况。研究表明:将暴雨中心移植至太湖流域武澄锡虞区,3天累计降雨量达398.0 mm;现状调度下北部分区代表站最高水位分别较有记录以来的历史最高水位偏高0.15~0.88 m,外圈全力排水调度下北部分区水位较历史最高水位偏高0.07~0.76 m,内外圈全力排水调度下北部分区水位较历史最高水位偏高0.03~0.28 m,无锡(大)站水位峰值将会降至5.78 m,低于江南运河无锡段现状堤顶高程。研究成果有助于提升流域、区域与城市应对超标准暴雨洪水的应急处置能力,为强化太湖流域洪涝灾害风险感知、预报预警、风险研判、调度决策、响应联动等关键环节提供技术支撑和科学依据。

2023年牡丹江暴雨洪水及莲花水库防洪作用

2023年汛期牡丹江流域发生了暴雨洪水过程,文章还原分析了牡丹江干流长江屯站洪水,介绍了莲花水库应对此次暴雨洪水的调度过程和起到的防洪减灾作用。作者对水库安全度汛工作提出了做好汛前准备、加强汛限水位监管和科学调度等建议,为水库管理单位做好汛期防洪调度工作提供了参考。

珠江流域(片)“2024.4”暴雨洪水分析

以2024年4月珠江流域(片)系列暴雨洪水过程为研究对象,对降雨成因、降雨过程、降雨特点,洪水过程、洪水组成、洪水特点,水利工程作用等方面进行了全面分析总结。结果表明:2024年4月珠江流域(片)共发生5次强降雨过程,强降雨场次多、历时长且累计雨量大、影响范围广,受其影响,北江、东江、韩江共发生6次编号洪水,此次系列洪水过程发生时间早、量级大、频次高。在应对洪水过程中,流域防洪工程联合调度运用防洪效益十分明显,最大程度减轻了流域沿线防洪压力,确保了重要地区的防洪安全。

昭平台水库以上流域可能最大暴雨洪水计算

采用水汽改正法和综合改正法移置河南“75·8”暴雨,计算昭平台水库以上流域可能最大暴雨(PMP)和可能最大洪水(PMF)。结果显示,基于综合改正法和2h单位线计算得水库可能最大洪水成果洪峰39100m^(3)/s,24h洪量9.75亿m^(3),3d洪量16.68亿m^(3),与万年一遇频率洪水加20%安全修正值结果比值在合理范围内,计算结果可靠。