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。

基于精细化空间格局的城市承灾体脆弱性评估

针对目前流域内部跨行政区单元空间精细化模拟并用于评估城市洪涝灾害工作的空白,本文着重聚焦精细化经济指标空间分布并将多源数据融合,构建了基于精细化空间格局的城市承灾体脆弱性评估体系,量化了深圳河流域脆弱性等级。研究结果表明:单一数据不足以准确模拟流域GDP密度,结合多源数据是进行GDP空间精细化更加有效的办法;深圳河流域GDP密度与第二、三产业空间化结果显示出高度一致性,产值密度最高达617214万元/km^(2);流域两岸脆弱性等级存在显著差异和区域特征,深圳侧脆弱性明显高于香港侧,高脆弱性地区约占流域面积的8.8%。研究结果有助于识别灾害危险性大小和损失程度,提高城市洪涝灾害评估的精确性。

安徽省暴雨致灾危险性评估

致灾危险性评估是暴雨灾害风险评估与区划的关键。基于安徽省所有国家气象观测站及区域自动气象站建站至2020年逐日逐时降水量及地理信息等资料,采用信息熵赋权法确定单站暴雨过程四个特征量的权重,并计算出暴雨过程强度指数及年雨涝指数,运用百分位数法将暴雨过程强度等级划分为四级,依据海拔高度和地形变化,分别计算山洪和平原内涝的孕灾环境影响指数及致灾危险性指数,并将两者进行叠加,得到安徽省暴雨综合致灾危险性分布。结果表明:基于50%、75%和90%三个百分位数的安徽省暴雨过程强度指数的阈值分别为0.059、0.095和0.154;年雨涝指数呈现“南高北低”的空间分布,大别山区、沿江中西部及江南西南部较高,而沿淮淮北及江淮之间中部相对较低;山洪和平原内涝的孕灾环境影响指数与地形密切相关,大别山区和皖南山区山洪孕灾环境影响指数较高,合肥以北、沿江大部及江南东部平原内涝孕灾环境影响指数较高;根据风险就高的原则,将山洪和平原内涝进行叠加,得出融合山洪和平原内涝的暴雨综合致灾危险性分布图,高危险区主要位于安徽省西南部,而低危险区主要位于淮北北部、沿淮中西部及江淮之间中部。评估结果可用于全省气象灾害综合风险普查专项工作、实时气象防灾减灾业务服务以及规划计划、重大工程建设气候可行性论证等工作。

天津市农村防汛排涝问题与对策——从海河“23·7”流域性特大洪水谈起

对海河“23·7”流域性特大洪水退水过程中天津市农村防汛排涝应急工作进行复盘,分析了近年天津市农村防汛除涝工作整体情况,总结存在农村防汛除涝工程建设能力不足、应急体系和预案体系建设存在缺陷、农村防汛除涝管理能力不足、信息化短板明显、隐患排查发现问题和解决问题的能力不足等方面的问题,提出进一步加强应对极端天气条件下的应急体系建设,规范预案管理,积极利用地方政府专项债券解决农村水利基础设施建管资金难题,加强现代化灌区、现代化灌排泵站建设和高标准农田建设融合,加强防汛隐患排查整治工作等建议。

基于信息扩散理论的天津旱涝灾害危险性评估

采用基于信息扩散理论的评估模型、应用天津近22年的旱涝指数为样本,对天津旱涝危险性进行评估,给出了天津旱涝指数概率密度曲线及不同程度旱涝危害发生的可能性。结果表明,重旱、重涝几乎不可能发生;大旱发生的可能性也很小——约700多年一遇;偏旱、大涝、偏涝这3种强度的灾害则比较频发,年发生概率分别为0.231 3、0.159 1、0.073 4。评估结果与天津近22年的实际情况基本吻合,说明应用此模型,对信息量不足的自然灾害进行危险性评估是可行的。

基于情景模拟的暴雨内涝危险性评价——以黄浦区为例

特殊的地理位置和气候条件使水灾成为上海市的心腹之患。危险性评价是灾害风险评价的第一步。以黄浦区为例,基于情景模拟,借助GIS空间分析方法、构造模型、利用危险性指数对暴雨内涝灾害的主要承灾体道路、旧式房屋进行危险性评价,得到了黄浦区各街道内涝灾害危险性分布图。结果显示:两种情景下,豫园街道的危险性指数都显示最低,20a一遇的情景中,危险性指数高值分布在半淞园路街道和小东门街道。50a一遇的情景中,危险性指数高值集中在老西门街道和小东门街道,其评价结果可为区域综合减灾提供依据。

基于简化内涝模型的上海城区内涝危险性评价

根据城市的特征,基于SCS模型和GIS空间分析功能构建了一个简化的城市内涝模型(SUWM)。该模型主要由城市地形模型、城市降雨径流模型以及GIS空间分析模型构成。选取上海市中心城区对暴雨内涝进行模拟并进行危险性评价。结果显示:①不同概率的降水引发的内涝危险性不同。总体上,降雨量越大,形成的内涝积水越深,危险性也就越大;②相同概率的降水引发的内涝危险性在不同区域也不相同。总体上,杨浦、长宁和虹口区内涝危险性最高;徐汇、普陀和闸北区内涝危险性处于中等水平;静安区、黄浦区和卢湾区内涝危险性最低。

基于情景模拟的城市社区暴雨内涝灾害危险性评价

以上海市普陀区金沙居委地区为例,运用情景分析方法开展了城市社区尺度的4种排水条件下8种重现期暴雨的32个内涝灾害危险性情景模拟、分析与评价,结果表明:①各种情景的暴雨内涝危险性均主要集中在研究区中部的金沙新村和解放村,但危险性程度和影响范围随着排水量的增大而减小,随着暴雨强度的增大而增大;②随着暴雨强度的增大,高危险性面积在4种排水情景下均呈增大趋势,中危险性面积除在0mm/h排水情景下呈持续减小的趋势外,其余均呈持续增大的趋势,低危险性面积在18mm/h和36mm/h排水情景下呈持续减小趋势,在0mm/h和50mm/h排水情景下分别呈持续增大和先增后减的趋势;③随着排水量的增大,高危险性面积在各种重现期暴雨情景下均呈现持续减小的趋势,中危险性面积呈现持续减小和先增后减两种趋势,低危险性面积则无明显的变化趋势;④随着排水量的增大,暴雨内涝的中危险性(超过15cm)发生概率由100%降低为6.8%,高危险性(超30cm)发生概率由26%降低为0.8%。

基于DHSVM模型的作物渍害时空分布信息提取

为了实时监测作物渍害时空分布,以湖北省监利县作为研究对象,采用分布式水文土壤植被模型-DHSVM(Distributed Hydrology Soil Vegetation Model)将监利县分成若干90 m×90 m的栅格单元,通过计算每个栅格单元的水平衡,达到模拟农田土壤水分状况的目的,结合作物轻、中、重度3种渍害的水分特征指标(地下水位埋深小于0.6 m,土壤表层相对体积含水率5 d的均值大于90%的持续期分别大于5、12、20 d)的方法,模拟监利县夏收作物不同渍害的时空分布。结果表明,模拟得到了2014年、2015年每年1—5月(夏收作物生长期间)监利县农田表层土壤水分和地下水位埋深的时空分布(时间分辨率为1 d,空间分辨率为90 m),首次实现了作物渍害的时空间分布信息提取;通过多次田间调查,证明此反演方法结果是准确的。

长输管道河沟道水毁危害探析

通过长输管道沿线地质灾害调查与风险评价,统计分析得到河沟道水毁是最为发育、风险性较大的灾害类型之一,其破坏方式可划分为河沟床冲刷下切、河沟床淤积抬升和岸坡坍塌3类。依据长输管道敷设方式及其与河沟道水毁位置关系,可划分为管道穿越河沟道、管道跨越河沟道、管道顺河沟床敷设和管道顺岸坡敷设4类。重点分析不同敷设环境下长输管道河沟道水毁的危害特征,在此基础上,采用层次分析法进行危害程度对比分析,为管道建设与安全运营提供理论依据。

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。

广西都安三只羊地区岩溶环境与石漠化治理

通过对三只羊地区的地层分布、地形地貌、岩溶发育特征,论述了区内岩溶环境条件对石漠化发展趋势的影响.同时,对区内进行了石漠化程度分区,总结了生态环境恢复与生态重建示范的成功经验,提出了该区石漠化治理的基本方针,为西南岩溶石山地区石漠化治理提供科学依据.

上海市的灾害隐患及减灾对策

本文从上海市特定的环境角度出发,论述了本市存在的重大灾害隐患,进而提出减轻这些灾害的对策和建议。

全球变暖与中国旱涝灾害大势的初步研究

旱涝灾害受气候变化的制约，还深受人类活动的影响。本研究一方面用历史类比方法研究近５００年我国历史冷朝时期的旱涝分布特征，另一方面分析人类活动，特别是城市建设发展对旱涝灾害的影响。最后将两者叠加，勾划出全球变化和未来社会经济形势下我国旱涝灾害分布大势。结果显示：在未来稳定暖的时期，长江中下游、江南、华南及嘉陵江上游地区易涝，其中以东南沿海为甚；黄淮、华北、环渤海湾地区易旱，其中以黄淮为甚。

基于SWMM的城市洪涝风险管理研究

为了研究城市洪涝风险评估的问题,采用SWMM(Storm Water Management Model)模拟技术进行洪涝风险危险等级量化研究。以涂家营沟流域为例,基于SWMM模型模拟不同重现期降雨下的淹没情况,计算各子汇水区基于淹没深度、淹没面积、土地利用、人口密度和淹没道路等脆弱性参数建立的危险等级,确定洪灾危险区。结果表明:在20年一遇的情景下研究区溢流量为62350m^3,淹没面积为0.1774km^2,其原因是排水系统不达标且淤积严重;基于淹没深度和淹没面积的高洪灾风险区面积为0.049km^2,基于土地利用的高洪灾风险区面积为0.516 km^2,基于人口密度和淹没道路的高洪灾风险区面积为0.041 km^2;该研究区内洪灾危险区由低级到高级的面积分别为1.83km^2、1.00km^2和1950m^2,高危险区主要集中在城市中心、居民区。淹没深度和淹没面积是确定洪涝灾害等级最敏感的参数,为洪涝风险评估提供依据。研究结果可为我国城市发展规划提供参考依据。

广东省热带气旋、雨涝灾害和地质灾害生态风险评价(Ⅰ)

人类社会的健康、安全和福祉与生态系统健康密切相关。全球气候变化条件下,自然灾害频发。多种自然灾害的共同作用,对全球生态环境产生了严重影响,因此,评估自然灾害影响下的生态环境安全和灾害生态风险显得尤为重要。以广东省为研究区域,选取3种主要自然灾害(热带气旋、雨涝灾害和地质灾害)作为风险源,对广东省进行了区域自然灾害生态风险综合评价。作为风险评价的基础,分别评估了热带气旋、雨涝灾害和地质灾害的危险度以及3种主要自然灾害的综合危险度。基于GIS技术,以1 km×1 km栅格为评价单元,对广东省3种主要自然灾害的综合危险度进行分区。结果表明:广东省热带气旋和雨涝灾害危险度分区等级由沿海向内陆递减,高危险区集中分布在西南沿海地带;地质灾害高危险区主要分布在粤东北和粤西内陆低山丘陵区。综合危险度分区等级由东南沿海向西北内陆递减,呈现出不规则、条带状沿海岸线分布的特点。3种自然灾害危险度分区在空间格局上互为"热带气旋-雨涝灾害-地质灾害"链式关系。3种灾害的叠加结果使得灾害后果愈发严重,其链式效应使得广东省自然灾害具有泛生性与群发性。自然灾害危险性评价是灾害生态风险评价的前提,多灾种自然灾害综合危险性评价及其生态风险综合评价是灾害风险科学值得重点关注的领域。

我国城市内涝灾害研究进展

受城市化进程和气候变化的影响,城市内涝问题广泛频繁地出现。全面及时地监测和预报城市内涝灾害,可提高防灾减灾体系的整体精确程度,减少财务损失。利用知识图谱分析了城市内涝灾害的发展进程,简要介绍了城市内涝灾害内涵与组成部分,从城市内涝灾害危险性评价方法、城市内涝灾害主要承灾体易损性评估方法和城市内涝灾害风险评估基本方法三方面对城市内涝灾害进行了综合分析。结果表明:①在目前的城市内涝灾害评价研究中,灾害承灾体选择是有限的。②到目前为止,城市内涝灾害评价大多是在大型城市进行,对小规模城市评估较少,且城市内涝灾害研究评估很少考虑气候变化因素。③在城市内涝灾害研究中,对致灾因子危险性分析研究较多,敏感性研究较少,将模型和易损性分析、敏感性分析相结合是需要突破的研究重点和难点。对当前城市内涝灾害研究中存在的问题进行了分析,以期更深入地了解城市内涝灾害,最大限度地减少城市内涝灾害带来的影响。

基于情景模拟的上海中心城区道路的内涝危险性评价

内涝是影响上海的主要灾害之一。利用历史灾情初步探讨上海内涝产生的规律,多角度对其产生原因进行分析的基础上,通过两次典型内涝情景证实,排水设施滞后是上海市暴雨内涝频繁发生的主要原因。基于情景模拟方法,在设置典型暴雨内涝的前提下,构造模型对上海中心城区道路的内涝灾害危险性进行评价,结果显示,徐汇区道路面临内涝的形势最为严峻,虹口、普陀、闸北与长宁道路的内涝危险性也较大,相对而言,杨浦、黄浦、静安和卢湾的道路内涝危险性较小,总体呈现出外围行政区道路发生内涝的可能性较大的分布特征,这与实际情况基本符合。

岩溶浸没内涝灾害风险评价

岩溶浸没内涝灾害是岩溶区特有的,并且是一种与人类社会经济密切相关的灾害类型。减轻并控制其所造成的危害和影响,对岩溶区的经济持续发展具有重要的意义。岩溶浸没内涝灾害风险评价是指对灾害全过程的综合分析与研究。评价的目的:一是对灾害造成的经济损失作出评估;二是不断提高人类抗御灾害的认识能力和技术能力。岩溶浸没内涝灾害风险评价的理论与方法是本文讨论的重点。

我国洪涝灾害的地质环境因素与减灾对策建议

９０年代以来，我国洪涝灾害急剧发展，破坏损失达历史最高水平，防灾抗灾空前困难，１９９８年南北特大洪水是这种特征的重要标志。造成我国洪涝灾害日益严重的主要原因是：降雨分布不均，气候异常加剧；主要江河中下游地势平缓，河道曲折，洪水渲泄不畅；水土流失和崩滑流活动剧烈，河湖淤积严重，湖泊萎缩，行洪蓄洪能力持续下降；大江大河沿岸工程地质条件复杂，堤防隐患比较严重。这些因素都与区域地壳运动和地质环境变化密切相关。今后时期，我国洪涝灾害形势依然十分严峻，不但长江流域有发生更大洪水的可能，而且黄河、海河及其他江河洪水威胁也很严重。从正反两方面总结历史减灾经验，把防治洪涝灾害与防治地质灾害同中西部经济发展结合起来，实行综合减灾；与此同时，探索有效沉淀泥沙，以及规划“悬河”改道途径，从根本上消除严重洪水威胁。