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。

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。

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。

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。

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。

鄱阳湖流域极端暴雨洪水防御对策探讨

鄱阳湖流域雨量丰沛,暴雨洪水灾害频繁,给经济社会发展带来挑战。综合分析鄱阳湖流域历史上发生的极端暴雨洪水事件,并与郑州“7·20”特大暴雨、海河“23·7”流域性特大洪水进行对比分析,总结鄱阳湖流域防御极端暴雨洪水的现有举措,检视存在的短板弱项。借鉴海河“23·7”流域性特大洪水防御经验,提出加快构建雨水情监测预报“三道防线”、强化流域性大洪水应急测报能力建设、加强流域防洪“四预”能力建设、建立水文部门超标准洪水测报预案及加快流域超标准洪水防御预案的修订与动态调整等防御对策。

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。

临沧市勐底河 2022 年“8.05”暴雨洪水特性分析

2022年8月5日,临沧市勐底河发生30年一遇洪水,洪水灾害严重。本文通过对勐底河流域暴雨洪水特性进行深入分析和研究,进一步充实了临沧辖区内暴雨洪水资料,对全面深入地了解勐底河流域暴雨洪水特性有重要作用,对勐底河流域水利工程建设和改造、水资源规划有一定指导作用,为更好开展勐底河暴雨洪水防御工作奠定坚实基础。

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。

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。

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。

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。

城市密集建成区暴雨洪水管理模型参数敏感性分析

为实现吴忠市暴雨洪水管理模型(storm water management model,SWMM)的高效率定,分别采用修正的莫里斯(Morris)法和互信息法,分析了洪峰流量和径流系数的模拟结果对SWMM的7个相关产流参数的局部和全局敏感性.2种方法均识别出不透水面-曼宁系数(IMP-N)和不透水区洼地蓄水深度(IMP-DS)为SWMM的主要敏感参数.洪峰流量对IMP-N和IMP-DS最敏感,径流系数对IMP-DS最敏感;参数的敏感性随降雨强度的增大先增大后减小,洪峰流量对IMP-DS和IMP-N的敏感性分别在3和10 a的降雨重现期达到最大值,径流系数对IMP-DS和IMP-N的敏感性分别在2和3 a的降雨重现期达最大值;敏感参数间的协同作用随降雨强度增大而减弱.结果表明,吴忠市中心城区的易涝区应优先考虑增加地表粗糙度与洼地蓄水深度.本成果可为以高不透水率为特征的其他城市密集建成区的削峰减排提供参考.

2024年长江暴雨洪水特点与启示

2024年主汛期,长江干流接连发生3次编号洪水,部分支流发生特大洪水,中下游干流城陵矶以下河段及两湖湖区全线超警,主要控制站洪峰水位居有实测记录以来第7~9位,其中汉口站最高水位为21世纪以来第3位(仅次于2020年和2016年)。2024年长江暴雨洪水受梅雨、台风等影响成因复杂,为深入分析洪水特点,系统梳理了暴雨洪水发展过程,详细分析了洪水特点与成因,并以长江流域水模拟体系为基础对洪水进行了还原和定性分析。结果表明:2024年长江暴雨洪水具有降雨总量大、强度大、洪水编号早、超警河流多、洪水涨势猛等特点。从成因上看,主要是暴雨叠加效应突出、极端性强,台风影响恶劣,同时两湖洪水严重遭遇,洪水顶托宣泄不畅,沿江排涝影响突出。通过还原分析表明,2024年长江洪水定性为中下游型区域性大洪水。通过总结此次洪水特点,初步探讨了当前极端天气事件多发、散发、重发的背景下,长江流域防洪面临的新情况与新问题,以期为未来一段时间长江流域洪水防御工作提供参考。

“92.8”黄河及泾、洛、渭河暴雨洪水分析

为了研究泾、渭、洛河与黄河北干流洪水相遇之后的暴雨洪水特征,提升洪水预报和防御能力,现以92.8暴雨洪水为例,在分析降雨过程的基础上,对黄河北干流洪水,泾、洛、渭河洪水,潼关洪水传播组成和水沙特性进行了探讨,结果显示,北干流洪水若与泾、洛、渭河洪水相遇,洪水演进慢、传播时间长,极易在渭河入黄口形成泥沙淤积、渭河倒灌成灾。

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。

广东河源市2024年4月暴雨洪水成因分析

2024年4月,广东河源市出现持续强降水过程,具有强对流猛烈、累计雨量大、超警戒河流多、极端性显著、致灾风险高等特点。多项气象水文特征值均突破4月同期历史极值,东江近年来首次发生编号洪水。面对严峻形势,河源市各级部门通力合作,成功防御强降雨,实现不死人、少损失目标。对河源市2024年4月暴雨洪水进行总结并剖析成因,为今后河源市水灾害防御提供参考。