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。

基于GIS的洪水风险图避险转移分析

结合瓦埠湖蓄洪区洪涝灾害的特点,基于洪水灾害系统理论,在GIS技术的支持下,通过调查、分析与计算,选取各方案的分析计算结果,综合人口稀密程度、道路路线、安置点等进行避险转移分析,确定转移人员数量,安置场所规划,选取转移路线,较好地为瓦埠湖蓄洪区的洪水风险管理、防洪减灾、减轻或避免生命财产损失等提供决策支持。

基于高精度DEM的城市洪水风险图编制应用案例分析

简要总结洪水风险图的应用及其编制技术和方法,以深圳市坪山区为例,基于0.5 m网格的高精度地形数据,建立了水文学模型和二维水力学模型,对地形数字高程模型(DEM)的精度、地形处理方法、模型方法、设计降雨、计算网格、模拟尺度等做了深入探讨,并且对区域内在不同降雨条件下的地表汇流过程进行了详细模拟,提炼出洪涝风险分布信息,包括淹没深度、范围,流速,洪水发生、退水时间过程等。基于模拟结果,绘制了该流域在不同设计降雨条件下(2年一遇至100年一遇)城市高精度洪涝风险图。高精度DEM与二维水力学模型是提高城市洪水风险图精度和质量的关键要素。

上海市洪水风险图应用管理—成果展示应用系统设计与实现

洪水风险图是水旱灾害防御体系的重要组成部分,其洪水事件的分布、深度等成果展示应用,对于提高水旱灾害防御能力十分重要。介绍采用WebGIS和数据库技术,开发了一套全面的上海市洪水风险图应用管理—成果展示应用系统,该系统包括了洪水风险图、雨量等值面和监测预报三大模块,该成果在上海市防洪减灾工作中起到了重要的技术支持作用。通过该系统,城市管理部门可有效地进行洪涝灾害的风险管理等工作,为城市安全和稳定提供保障。

基于非恒定流实时计算模型的洪水风险图管理系统研究

文章对河道水系采用一维非恒定流数学模型计算河道水位、流量、流速等信息,对堤防溃决采用溃堤模型计算溃口宽度、深度、水位、流量等信息,对于溃堤后洪水在可能淹没范围内的演进采用二维水动力学模型计算淹没水深、淹没历时、洪水到达时间等信息,并将一、二维水动力学模型及溃堤模型进行耦合,以实现精确模拟计算在不同致灾因子下的计算范围内的洪水风险。通过对洪水风险分析结果的处理,实现不同方案的洪水风险图绘制功能,包括淹没水深图、淹没历时图、到达时间图、淹没范围图等,有助于增强洪水预报预警功能,也可以针对不同量级、不同时空过程的洪水、暴雨情景得到相应的高精度的洪水风险图,在防汛决策、洪水管理、避洪转移、防汛救灾等方面有着一定的应用价值。

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。

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。

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。

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。

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。

基于洪水风险图的避洪转移分析方法研究

避洪转移作为常见的非工程措施,在国内外洪灾应急减灾中发挥了巨大的作用。为更好的发挥洪水风险图的作用并探索其在应用中存在的问题,参考洪水风险图编制导则(SL 483-2010)及洪水风险图示例,将洪水风险图与洪泛区现状结合起来,对洪水影响区域的转移需求;安置点(包括安置点需求、合理性、容量等)和安置点分配及转移起点到安置点之间多对多的最佳转移路径优选等关键问题提出了相应的分析方法。以沂河左岸朱家庙50年一遇溃堤洪水风险图为例,验证了分析方法的合理性和可行性。

我国洪水风险图绘制方法研究

洪水风险图是实施洪水管理的重要手段和基础,绘制洪水风险图需要可靠的信息支持和科学的方法。编制洪水风险图的主要步骤是:收集整编相关资料、选择洪水风险分析方法、风险分析、绘制洪水风险图、编写编制说明等。介绍了洪水风险图绘制的主要方法:地貌学法、实际洪水法、水文学和水力学方法等,分析了各种方法的适用性和优缺点。指出数学模型法是我国今后洪水风险图绘制的发展方向。

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。

北江大堤洪水风险图信息管理系统中仿真模型的开发研究

“北江大堤洪水风险信息管理系统”中洪水仿真模型的研究， 是根据北江大堤可能出现的溃堤风险，模拟了北江大堤溃决后保护区内洪水的演进过程，模型的计算结果提供的淹没水深、淹没范围、淹没历时以及流速等洪水风险信息，

湖泊分蓄洪区洪水风险图编制探讨——以湖北武湖、涨渡湖为例

通过对湖北省武湖和涨渡湖分蓄洪区洪水风险图编制工作的总结,介绍了这2个分蓄洪区洪水风险图编制的范围、内容及方法,探讨了溃口洪水风险的影响因素,并分析了分蓄洪区特征参数可能存在的问题。结果表明此次复核的武湖分蓄洪区的容积和面积与《长江流域防洪规划》中的值基本一致,但涨渡湖的值却差别很大。另外,根据编制成果,无论长江干流扒口还是支流溃堤,武湖分蓄洪区的三里桥街和武湖街,涨渡湖分蓄洪区的双柳街、涨渡湖街和汪集街等地势低洼地区,洪水到达较快,受影响均较严重。但由于安全设施缺乏,安全避洪转移存在着一定困难,因此对避洪转移方案提出了新的思路,建议利用分蓄洪区内的高速公路进行人口的转移和临时安置。研究成果可为后续分蓄洪区的风险图编制提供参考。

阳澄淀泖区动态洪水风险图的编制及其管理系统的开发

基于大量的实测和调研资料,建立了能反映阳澄淀泖区现状河网、圩区分布及水工建筑物调度的水动力模型,经率定和验证后能够用于该区域的洪水模拟。基于Web技术、GIS技术和数据库技术,研发了嵌套水动力模型的动态洪水风险图管理系统。针对任意降雨、边界条件、水工建筑物参数及调度参数,系统能快速调用模型进行模拟计算并生成动态洪水风险图。与在线预报数据结合,可实现洪水预报预警,为洪水风险图在防洪减灾、洪水管理、洪水预报等方面提供技术支撑和应用借鉴。