网络共享文档的雨洪灾害“求救”事件时空分析

城市雨洪灾害频发、急需快速掌握灾害过程中“求救”事件类型、位置,并开展制图。提出了基于“网络共享文档”的文本挖掘方法。为分析不同“求救”事件在时空上分布特征,提出了核密度估计、最近邻分析等方法。以河南雨洪灾害过程中传播较为广泛的网络共享文档为例,验证了方案的可行性。结果表明:城市雨洪灾害过程中不同类型的“求救”事件在的扩散规律有较大差异;大多数求救事件在时间和空间尺度上都呈现为聚集的模式;基于网络共享文档的灾害分析和应急制图,能够在时效性、时间粒度等方面弥补传统雨洪灾害监测手段的不足。

基于GIS和SWMM的西安市北郊片区排涝模拟与排水系统优化

为解决西安市北郊河道超载风险问题,通过SWMM和GIS技术构建管网-泵站-河道耦合模型,在不同设计降雨重现期(1、2、5、10、20、50年)下对该区域排水系统进行模拟,进而分析下游河道水位变化规律并提出雨水分流调配与调整泵站调度的协同优化措施。结果显示:在5、10、20和50年降雨重现期下,随着降雨峰值的到达,整个系统88%的排口都存在顶托现象,最长持续时间160min。在重现期为1、2、5和10年降雨条件下,协同优化的措施使得河道峰值流量分别下降了17.6%、4.9%、3.7%和2.6%,河道水位平均下降了35cm,排水系统的超载节点分别减少了16.7%、31.4%、34.2%和27.5%,超载管段的数量分别减少了25.0%、28.6%、30.8%和25.3%。

基于两种降水数据的苏巴什水库暴雨山洪淹没模拟及致灾临界雨量阈值研究

以阿克苏地区苏巴什水库为研究对象,采用多源降水融合数据、雨量站数据、数字高程模型(DEM)数据以及土地利用数据等资料,运用FloodArea模型对苏巴什水库典型暴雨山洪淹没过程进行精细化模拟,通过淹没深度和汇水量2个参量,对比分析2种降水数据源模拟效果,在此基础上,构建了降水-淹没深度关系模型,得出冲砂闸底板高程、汛限水位、泄洪闸堰顶高程和坝顶高程对应的致灾临界雨量阈值。结果表明:以多源降水融合数据驱动的FloodArea模型模拟苏巴什水库淹没深度和计算汇水量较雨量站模拟的精度更高,更接近真实值,多源降水融合数据和雨量站降水数据模拟得到的淹没深度误差率分别为8.59%和18.67%。苏巴什水库淹没水位达到冲砂闸底板高程、汛限水位、泄洪闸堰顶高程和坝顶高程对应累积4 h降水量的致灾临界雨量阈值分别为7.1 mm、20.1 mm、32.9 mm和44.7 mm。研究结果可为苏巴什水库暴雨山洪预警提供理论依据,并提升暴雨山洪预警能力。

闸坝控制感潮河道洪水位预报方法探讨

针对闸坝控制感潮河道洪水位预报,应用雨洪定律的计算方法,从雨洪期间各时段降水量开始,按时序演算转化为入河虚拟断面流量,并建立水位-虚拟流量关系,由涨水之初水位及虚拟流量反推洪水位及涨水过程。研究方法简单便捷,预报快速高效,在闸坝控制感潮河道洪水位预报中具有一定的应用意义。

海温异常对长江流域夏季典型旱涝的影响研究

为研究长江流域夏季旱涝特征及其与海温异常之间的关联性,基于中国326个气象站降水量、NCEP/NCAR再分析资料等,采用合成分析、EOF分解等方法,分析了长江流域夏季典型旱涝年的降水分布、同期大气环流及前期海温特征,并以2018年为例,初步揭示了2018年前期海温异常对大气环流的可能影响。结果表明:①长江流域夏季典型旱年,仅嘉陵江和岷沱江会表现出局部偏涝,全国为典型的Ⅰ类雨型,多雨区位于黄河流域及以北地区。前期冬季赤道太平洋表现出类拉尼娜的东冷西暖分布,同时黑潮区海温偏低,西风漂流区海温偏暖。受多海域协同作用,同期欧亚环流场上自西北向东南呈现出“+-+”三极型分布,东亚地区为自北向南“-+-”的EAP负位相。长江流域典型涝年,全国多为典型的Ⅱ类和Ⅲ类雨型,环流及海温呈现出相反特征。②2018年为典型的长江中下游偏旱年,仅在岷沱江降水偏多近3成,为历史第4多,与长江流域夏季降水的主模态正位相类似,解释方差达24%。③2018年前冬出现弱拉尼娜、春末夏初西风漂流区异常偏暖、NAT异常正位相,三者共同作用,使得东亚副热带西风急流偏北,东亚沿岸出现EAP负位相,大陆热低压明显偏强,东亚夏季风为1961年以来最强,同时副高脊线最北,造成夏季降水主雨带北推至华北、西北地区,岷沱江、嘉陵江异常多,而长江中下游异常少,为典型的Ⅰ类雨型。研究成果可为长江流域旱涝预测、水资源调度提供参考。

田-沟-塘系统纳洪减污效应研究进展

针对南方地区水资源时空分布不均、水旱灾害频发且极端气候加剧、农业用水效率不高且面源污染严重等水安全问题,探讨稻田、排水沟、塘堰组成的灌溉排水系统(简称田-沟-塘系统)的调蓄纳洪、协同减污效应,以期为灌区雨洪调蓄和节水减排提供理论参考。从灌区雨洪调蓄实际出发,对当前田-沟-塘系统的国内外研究工作和发展进行总结,对田-沟-塘系统承纳洪水、输水蓄水、优化调水、协同防控氮磷流失等基础理论和关键技术等问题进行阐述,提出了田-沟-塘系统的“虚拟水库”模式及其纳洪效应的模型模拟方法。目前关于田-沟-塘系统调水控水的研究还普遍停留在净化水质单方面效用上,水量调蓄方面则多以研究稻田、排水沟、塘堰单个体的水平衡过程为主,缺少田-沟-塘系统联合调度的系统研究,如何提高灌区粮食生产过程中雨洪调蓄利用仍缺乏系统思维和技术手段。未来的研究要进一步拓展和丰富田-沟-塘系统雨水调蓄利用和协同减污功能,揭示稻田作为“隐形蓄水池”的蓄水潜力以及田-沟-塘系统的调洪削峰减污能力。

雨带北移影响下永定河泛区防洪情势

采用国产水动力学模型(integrated flood model system,IFMS),对“23·7”海河流域永定河系特大洪水中永定河泛区洪水演进及淹没范围变化进行精细化模拟复盘。将模拟结果与卫星遥感监测获取的泛区淹没范围进行对比,最大淹没面积误差仅为8.8%,验证了该模型在永定河泛区洪水模拟中的可靠度。构建的永定河泛区模型可以准确反映分洪口门启闭、蓄滞洪量变化及泛区进退洪淹没过程。基于该模型,进一步研究雨带北移对该地区未来防洪情势的影响。结果表明:同等重现期的设计洪水受雨带北移影响后,将导致泛区防洪情势愈加严峻,雨带北移影响下的20 a一遇设计洪水最大淹没范围与现状情景下50 a一遇设计洪水最大淹没范围持平。因此,为更好地应对未来防洪情势的发展,需要针对永定河泛区提出更加合理的防洪规划并科学制定工程与非工程相结合的防洪措施。

暴雨洪涝灾害对农产品供应链的影响及对策分析

在全球气候变化背景下,中国内地地区常常面临暴雨洪涝灾害的威胁,且不同地区影响不同,对农业生产和供应链管理带来了严重挑战。本文分析了中国农产品供应链的时空分异性,包括复杂的产地分布、季节性生产、多样化的农产品类型以及供应链各环节的紧密联系;分析了暴雨洪涝灾害对从种植到最终销售7个环节供应链的影响,从生产环节的农田水涝、土壤侵蚀,到物流运输环节的道路受损、农产品质量下降,再到销售环节的价格波动和市场不确定性等;针对农产品供应链的各环节,提出包括灾前预警、灾后短期救灾行动和灾后长期恢复重建措施。旨在提高农产品供应链的韧性,为减轻农业损失,确保农产品供应的可持续性提供参考,为未来灾害风险管理提供经验。

海河“23·7”流域性特大洪水下水利工程保险制度建设的思考——以北京市为例

海河“23·7”流域性特大洪水造成北京市水利工程严重水毁和经济损失。面向灾害风险控制的切实需求,建立健全水利工程保险制度具有必要性与紧迫性。梳理分析了水利工程保险相关国家法律法规及政策文件,在总结水利工程保险典型案例与相关经验基础上,针对北京市水利工程保险制度实施难点,从保险类型、参与机制、补偿机制、试点建设等方面提出北京市水利工程保险制度建设的建议。

基于测雨雷达与地面雨量站的山洪模拟及灾害预警时效分析

传统暴雨山洪预警主要依靠地面雨量站降雨数据,易出现虚警漏警或难以满足预警时效的情况。流域面雨量实时监测和前移山洪预警响应时间是满足山洪灾害防御目标的重要技术手段,测雨雷达技术的应用也为山洪灾害防治提供了新的预警思路。以湖北柳林镇2021年8月12日暴雨山洪事件为例,采用模块化分布式水文模型(MDHM)模拟山洪过程并进行预警分析,对比基于测雨雷达、地面雨量站降雨输入条件下的灾害预警时效,评估两种降雨数据源下山洪预警的有效性和可靠性,结果表明测雨雷达预报降雨结合水位陡涨率预警法能显著提高预警效果,可为暴雨山洪防灾减灾提供技术支撑。

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。

干旱半干旱区中小流域洪水机器学习预警模型及其应用

由于对地形地貌特征、临界雨量、汇流时间和重现期等洪水特征因子的认识不足,干旱半干旱地区中小流域的洪水预报准确率有待提高。因此,本文选取甘肃省夏河县(位于半干旱区)和永昌县(位于干旱区)为研究对象,对夏河县(2015年)86个沿河村落的34个小流域和永昌县(2014年)395个沿河村落的240个过水断面的洪水特征要素进行了野外调查,并采用“铁一院”法、瞬时单位线法和地区经验公式法计算了两个区域的汇流时间、设计暴雨和设计洪水,推算了洪水预警值。然后基于计算结果,采用机器学习方法(线性回归、随机森林和神经网络),建立了针对干旱和半干旱地区的洪水预警模型,并对各模型进行了评价分析。结果表明,准备转移雨量与暴雨时程分配、临界雨量和主沟比降之间存在线性相关性,且线性回归模型能较准确地计算预警降雨量。为进一步验证回归模型适用性,使用该模型反演分析甘肃省合作市34个调查流域的准备转移雨量,平均绝对误差仅为0.56 mm。

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。

广州市暴雨雨型分类及在排水运行中的应用研究

暴雨是造成城市内涝的主要原因之一,但暴雨的雨型是随机出现且多样的。为了对内涝采取精确的控制措施,需要结合城市排水设施的运行需求,对暴雨的雨型进行分类研究。研究总结了国内外雨型分类的研究,并对广州市东濠涌流域进行在线雨量监测,以2场实测降雨为例,对实测降雨使用标准化欧氏距离、相似度分析方法进行模糊识别。研究结果显示,本雨型模糊识别方法能够较好地根据4场实测降雨的短时降雨对正在发生的降雨雨型进行分类判定。研究成果可基于实时监测并动态模糊识别的雨型进行排水系统动态调度。

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。

基于韧性城市理念下的蓄滞洪区景观设计策略

全球气候变化导致洪涝等自然灾害,使城市面临诸多挑战,为解决城市的水文灾害等问题,改变传统蓄滞洪区防洪建设思路,将韧性城市理念引入蓄滞洪区景观设计,是蓄滞洪区景观建设在城市防洪方面的一种创新性探索。以韧性城市蓄滞洪区为研究对象,简单介绍了韧性城市概念与理念和蓄滞洪区概念与现有问题,并将韧性城市理念与蓄滞洪区景观设计结合进行关联分析,提炼出基于韧性城市理念下的蓄滞洪区景观设计原则与景观生态韧性设计策略和景观雨洪韧性设计策略,促进城市蓄滞洪区景观生态和雨洪的韧性建设,以期为今后的蓄滞洪区建设在提升生态韧性和雨洪韧性方向上提供新的思路和设计策略。

基于水位流量分析的册亨县者楼河流域防洪策略研究

为了对册亨县者楼河流域洪水进行有效防治,研究利用水文比拟法及雨洪法,对者楼河流域进行现状分析,并提出科学有效的防洪策略。对研究提出的者楼河防洪策略进行有效性验证发现,防洪策略实施2个月后,者楼河流域的平均淹没深度由原来的1m下降至0.1m,且其治理后的最大淹没深度不超过0.4m。综上结果表明,研究提出的者楼河防洪策略可有效减少洪水对当地土地和建筑物的淹没程度,降低洪水对人民生命和财产的威胁,提高当地居民的安全性。

基于城市山地公园功能性空间的雨洪工程系统研究

城市山地公园受地形制约与建设扰动,往往集中分布大型不透水广场,产生大量暴雨径流。同时,山地坡度造成公园内汇流迅速,雨水滞蓄能力受限。作为城市开发建设抢占城市雨洪安全空间的典型案例,研究区山地公园充分利用景观水系、雨水湖以及道路雨水系统,构建三级雨洪系统,保证片区防洪安全及公园各功能分区的顺利实施;并将景观雨水湖改造为生态并联调蓄池,达到调蓄削峰的作用,保证公园建设满足内涝防治要求。雨洪工程系统方案的研究是基于城市山地公园特殊功能空间的一次精细化尝试,是雨洪系统与城市公园建设的有机结合,可为类似区域开发建设过程的内涝防治提供经验借鉴。

缺资料山区中小河流成灾临界雨量计算分析

山区中小流域在暴雨条件下易形成山洪灾害,其历时短、强度大、暴涨暴落,加之中小河流建站时间短,雨量站点布设密度不够,预警难度大。为提高预警精度,采用雨洪同频频率反推法对缺资料山区中小河流不同时段成灾临界雨量进行计算。雨洪同频频率反推法结合了实际防护对象受灾情况,仅采用雨量信息计算预警雨量临界值,方法简单易行,实用性较强,能及时、准确对中小河流洪水预警。经实际洪水验证,雨洪同频频率反推法计算的各时段成灾临界雨量均在允许误差范围内。因此,雨洪同频频率反推法可作为缺资料地区洪水预警参考指标计算方法之一。

城镇化背景下小型陂塘的时空演变、保护与转型——以湖南衡阳雁峰区为例

古代陂塘系统发展出多种类型,在不同的尺度下均发挥了巨大的生态效益,尤其是场地尺度下小型陂塘,具有极强的灵活性与及时性,可以快速应对小尺度的旱涝问题。然而当今快速城镇化的现象使得小型陂塘大幅度消亡,区域生态功能降低,城市应对洪涝和干旱的弹性显著减弱。雁峰区作为衡阳城市建设的重心,该趋势尤为明显。我们根据雁峰区城镇化的进程选取了1986年、2001年、2014年、2022年四个时间切片,通过ENVI与GIS对区域内小型陂塘及周边用地类型的变化进行了研究,分析陂塘变化的趋势及消亡的原因,并根据城镇化侵袭过程中陂塘呈现的空间类型提出保护与再开发策略,并探讨其与现代雨洪系统结合的可能性。