合肥市城市典型易涝点致灾阈值确定及其风险评估

以合肥市为例,设计了4个内涝风险等级,并运用"Flood Area"模型确定了两种排水条件下典型易涝点致灾阈值,开展城市内涝动态淹没模拟,评估不同风险下承灾体的可能损失。结果表明:岳西新村各等级致灾阈值为4级56.9 mm·h~(-1),3级65.9 mm·h~(-1),2级100.8 mm·h~(-1),1级162.3 mm·h~(-1)。在4个内涝风险等级下,岳西新村内涝积水主要集中在社区东北部低洼区,且随降水强度的增大,社区内积水面积和住宅财产损失率也相应增加。长江东街下穿桥致灾阈值为4级49.0 mm·h~(-1),3级53.0 mm·h~(-1),2级78.0 mm·h~(-1),1级108.0 mm·h~(-1),当出现2级以上内涝风险时,长江东大街下穿桥路面积水将对过往车辆造成重大损失。     

上海城市人口密集区强降水积水阈值研究

基于2012—2015年期间上海市多次明显强降水过程的逐时110积水报警数据(积水灾情)和气象站降水量数据,分析降水和积水灾情两者之间的关系和时空动态变化,建立了上海城市人口密集区强降水积水的阈值指标。结果表明:上海中心城区强降水积水的起始阈值为1 h降水量30 mm,当中心城区1 h降水量在70 mm以上时,积水会显著增多。上海区县人口密集居住区强降水的起始阈值为1 h降水量35 mm。降水积水的严重程度不仅与降水强度相关,也与累积降水量和降水持续时间的长短有关。当2 h累积降水达到40 mm以上时,也有积水灾情。积水灾情相对于降水有1—2 h左右的滞后期。     

玉屏暴雨与致灾暴雨特征及乡镇“三个叫应”阈值确定

本文使用玉屏县国家站及乡镇考核站点2014-2020年暴雨天气过程日降水量、逐小时降水量及灾情数据,统计分析玉屏县暴雨天气及致灾暴雨天气过程降水特点,对本地“三个叫应”阈值进行检验,并提炼乡镇“三个叫应”阈值。结果表明：（1）新店镇暴雨频次逐年变化幅度不大,而田坪镇变化幅度最大,朱家场镇次之。（2）全县在5-7月份出现暴雨的频次较高,6月份达到峰值,而朱家场镇暴雨频次的峰值出现在7月。（3）在所有暴雨天气过程中,短时强降水多出现在夜间,致灾分为持续性降水或平缓降水致灾、暴雨叠加致灾、短时强降水致灾。当玉屏县境内出现连续4天以上降水且累计雨量达到100mm左右,或10mm/h左右降水持续5小时～9小时,将可能出现灾情。暴雨叠加分为空间叠加及时间叠加,玉屏县辖区两次暴雨时间间隔小于1天,将极易引发相关灾害。空间叠加为玉屏县中南部3小时出现50mm降水叠加岑巩上游暴雨,玉屏县中南部将可能出现灾情。（4）对“三个叫应”阈值进行检验,结果表明各乡镇的致灾雨强并不统一,因此制定分乡镇的“三个叫应”阈值,3h阈值为40mm～60mm。     

上海地区短时强降水特点及其影响

利用2009-2013年上海市加密观测自动站降水资料和110报警信息资料,对上海市短时强降水进行统计分析,了解其地理分布特征、概率分布特点的同时,找出降水极端性与暴雨红色预警标准的对应关系,以及110报警次数与短时强降水的关系。结果表明:1)自动站1 h雨量≥30 mm、≥50 mm和3 h雨量≥50 mm、≥100 mm的5 a累计频数的大值区基本集中在市区及其周边地区,郊区次数明显减少,出现次数最多的是3 h雨量≥50 mm的情况,出现次数最少的为3 h雨量≥100 mm的情况。2)从不同降水强度的发生概率分布来看,郊区弱降水发生概率大于市区的,市区强降水(1 h雨量≥25 mm)发生概率大于郊区的。3)对流降水情况下,降水累积概率为1%时,对应的1 h雨量市区为63.6 mm、郊区为58.7 mm,接近暴雨红色预警标准;对应的3 h雨量市区为90.8 mm、郊区为86.8 mm,较暴雨红色预警标准的阈值小。4)报警次数与降水量的关系:1当1 h雨量40 mm或3 h雨量60mm时,报警次数变化不大,基本在10次以下;当1 h雨量≥40 mm或3 h雨量≥60 mm时,报警次数逐渐增多,大部分在20次以上;当1 h雨量≥60 mm(达到暴雨红色预警标准)、3 h雨量≥80 mm(未达到暴雨红色预警标准)时,报警次数明显增多,基本超过30次,最多达100次以上。从报警次数的角度来看,暴雨红色预警的3 h标准设定为80~90 mm更合适。2当逐1 h和逐3 h雨量不是很大、但累积降水量较大(特别是累积降水量超过100 mm)时,报警次数急剧增多,很多超过100次,说明报警次数还与降水的持续时间有关。3当累积降水量、逐1 h和逐3 h雨量都增加时,报警次数增加最快。4报警次数的极值并非都出现在逐1 h和逐3 h雨量大值时,在1 h雨强不是很强,但降水持续时间长,累积降水量大的时候,也十分容易出现报警极值。     

一种水动力与统计模型相结合的动态临界面雨量方法研究及应用

文章以内蒙古西部乌苏图勒河流域为范例,利用该流域2013—2014年逐小时降水和洪涝灾情资料,以及流域地形、土壤、土地利用等多源下垫面信息,构建了乌苏图勒河流域的径流—淹没模拟模型,并通过致灾过程的反演,建立了该流域不同气象风险预警等级(有一定风险、较高风险、高风险、很高风险)的动态临界面雨量方程。该方法的建立,对乌苏图勒河流域山洪灾害预警具有指导意义,也可为水文资料缺乏的流域确定致灾临界面雨量指标提供一种参考。     

上海市城市暴雨内涝评估建模及模拟研究

随着城市化的推进,暴雨内涝逐渐成为许多城市的主要自然灾害,但当前暴雨内涝模型大多基于水动力学方法,需要大量的输入参数,不便于推广和应用。研究采用概化方法针对外环内中心城区构建上海暴雨内涝评估模型(Shanghai Urban Flooding Assessment Model,SUM),通过对接逐时次的降雨量,实现了对城市内涝的逐小时连续模拟。在此基础上,利用报警灾情资料和区内积水监测数据对模型模拟结果进行了评估。结果表明,该模型可以较好地模拟本市中心城区的内涝积水状况,且随着降雨量的增大,积水面积的增幅也逐渐变大;致灾阈值的分析表明浦西地区的内涝致灾雨量总体上低于浦东,其中本市黄浦、徐汇、虹口、闸北等中心城区以及宝山区部分街道的致灾雨量相对较低。     

基于FloodArea的山洪灾害风险区划研究——以淠河流域为例

致灾临界面雨量、洪水淹没范围及深度的确定是暴雨山洪灾害风险区划的核心环节。本文以淠河流域为研究区,利用统计方法与水文模型相结合的方法确定雨-洪关系,得到致灾临界面雨量;基于FloodArea开展洪水淹没模拟,叠加承灾体信息,得到T年一遇洪水淹没风险评估与区划图。通过对2015年13号台风"苏迪罗"强降水过程的淹没反演,验证表明:无论是洪水淹没范围还是淹没水深,FloodArea模拟值与实况值均较为吻合。综合来看,淠河流域暴雨山洪灾害风险区划与评估结果较为合理;基于FloodArea模型在淠河流域具有较好的洪水淹没模拟效果,可用于暴雨洪涝灾害风险评估与预警。     

通城县一次暴雨洪涝淹没个例的模拟与检验

依据蓄满产流平衡原理,分析通城县2011年6月10日的致灾面雨量.以致灾面雨量、DEM数据为基础数据,利用GIS暴雨洪涝淹没模型,对通城县6月10日强降水造成的洪涝淹没水深、范围进行模拟,并利用实际灾情对模拟结果进行检验分析.结果表明,通城县全县均有不同程度的淹没,淹没区主要分布在沿河道两旁及地势低洼地区;淹没水深集中在0.5～2 m,占总淹没面积的35％,淹没模拟结果与实际灾情较为吻合.     

四川省降雨灾情时空分布及其与雨量相关特征分析

利用四川省2002—2020年降雨灾情数据和156个国家气象观测站及5727个区域气象观测站逐日、逐小时降雨资料，分析四川省降雨灾情时空分布及其与雨量特征的联系。结果表明：四川省近年来降雨灾情数量增长明显，盆地西部、南部灾情数量最多，密度最大，凉山州和盆地东北部死亡人数最多。灾害主要发生在6—9月，灾情分布有从盆地东北部、南部向西部发展，最后到东北部的趋势。盆地在有大暴雨出现时灾害发生可能性最大，致灾频率50%以上，暴雨致灾频率20%～40%;攀西地区暴雨出现时致灾频率20%～30%;川西高原暴雨天气过程较少，大雨出现时致灾频率最大，为10%～30%。最大小时雨量盆地区在10 mm以下的灾害主要发生在盆南和盆东北，盆西在各个雨量等级范围内占比都较大，攀西地区灾害主要集中在10～40 mm，川西高原为20 mm以下。最大日降雨量小于50 mm的灾害主要分布在盆南，超过300 mm的主要发生在盆西北，50～100 mm以盆南和盆西南为主，攀西地区50～100 mm占比最大，川西高原为25～50 mm。     

上海中心城区暴雨内涝阈值研究

基于上海暴雨积水110报警数据和自动气象站逐小时降水数据,利用时空过程分析法研究了暴雨积水与降水强度以及累积雨量的关系,建立了中心城区暴雨内涝的阈值指标,结果表明,中心城区暴雨积水程度与1 h降水强度和2 h累积雨量密切相关。当降水强度达30~40 mm·h-1时,中心城区就会出现暴雨积水。当降水强度达50 mm·h-1、2 h累积雨量达70 mm时,暴雨积水会明显增多。相对于暴雨发生的时间,暴雨积水具有明显的滞后效应,一般滞后1~2 h。下垫面状况、人口和道路密度也影响到暴雨积水的发生。综合海拔高程、下垫面类型、排水管网等多因素,开展中心城区精细化的暴雨内涝风险情景模拟及灾害损失评估,是下一步的研究方向。     

短时强降水对剑河县城市内涝风险影响分析

城市内涝的发生与气象条件紧密相关,强降水是致灾的关键因素。通过分析把握剑河县城降雨变化趋势,结合城区的易涝点及历史积水资料,得到内涝灾害风险的分布特征及演变规律,进一步开展气象条件致灾关键环节分析,有助于剑河县内涝灾害气象决策服务更加精细化,为加强城市灾害的应急处置和应对防范能力体系建设提供气象支撑。通过对剑河县国家气象观测站2007～2021年降水数据进行分析,剑河县城降水主要集中在4～9月,占全年降水的74.5％,该时段也是剑河县城短时强降水、大雨、暴雨的集中高发期,4～9月大雨以上量级降水出现日数呈增多趋势,近15a来1h最大降水量呈逐年波动增加趋势,且主要发生在4～9月。结合DEM数字高程数据得到的易积水路段点及历史积水内涝资料分析,当短时强降水发生时,县城易积水路段会出现不同程度的积水,当小时雨强达到20mm且未来降水持续时,有积水达到10~20cm的风险,对行人过往造成影响,需加强监测并提示相关部门注意易积水路段可能出现积水风险;小时雨强超过30mm时,有积水超过20cm的风险,对车辆及低洼路段建筑影响较大,需及时联系相关部门建议在易积水路段采取相应排水措施,避免出现积水内涝情况影响居民工作生活,同时开展公众服务建议居民注意出行安全;小时雨强超过50mm时,将出现30cm以上积水,对过往车辆及低洼段建筑影响很大,行驶车辆应当就近到安全区域暂避,避免将车辆停放在低洼易涝等危险区域,如遇严重水浸等危险情况应当立即弃车逃生。相关应急处置部门和抢险单位应当严密监视灾情,做好内涝可能引发的其他灾害应急抢险救灾工作。     

内蒙古山洪致灾阈值与定量化风险评估研究

以赤峰市半支箭山洪沟为例,采用德国二维水文动力模型FloodArea、广义极值分布函数、情景模拟评估法和统计相关分析等方法,基于气象资料、山洪灾情个例和基础地理信息数据等,对半支箭山洪沟发生的5次山洪过程进行淹没模拟,通过建立淹没深度与面雨量的回归关系,计算不同山洪等级的致灾阈值,并定量评估不同重现期下山洪灾害对人口和GDP的可能影响,结果表明:(1) FloodArea模型对半支箭山洪沟流域有较好的淹没模拟能力,可应用于内蒙古无水文资料山洪沟的致灾阈值确定和定量化风险评估。(2)半支箭山洪沟的山洪致灾时效为4 h,其1—4级山洪的致灾阈值分别为58.5 mm、48.9 mm、39.3 mm和29.7 mm。(3)半支箭山洪沟T年一遇山洪影响的人口和GDP均随着淹没深度的增加而减少,其中影响最大的为0.1～0.6 m。(4) T年一遇山洪影响的人口和GDP分别在淹没深度为0.6～1.8 m和大于0.6 m时随着重现期的增大而增大。当淹没深度大于1.8 m时,5年一遇山洪影响的人口最小,100年一遇影响的人口最大;当淹没深度在0.1～0.6 m时,100年一遇山洪影响的GDP最小,30年一遇山洪影响的GDP最大。     

山西不同历时强降水的统计特征及趋势变化

利用山西省109站1981-2018年的短历时强降水资料,采用趋势系数、归一化、中尺度天气分析等方法,对1 h、3 h、6 h、12 h短历时强降水的极值、频次、日、月以及年代际等趋势变化和主要影响系统进行统计分析。结果表明:(1)极值空间分布具有山区大于盆地、南部大于北部,时效越短,极值分布的局地性越强等特点。(2)12 h内不同历时强降水出现频次具有"南高北低、山区高于盆地、东部山区高于西部山区、东南明显集中"的空间分布特点。(3)不同历时强降水集中出现在每年的7-8月,其中,1 h≥20 mm的短历时强降水出现频次最高。(4)1 h雨量≥20 mm、3 h雨量≥30 mm以及12 h雨量≥50mm强降水发生频次日内分布均为单峰型,6 h雨量≥50 mm强降水发生频次日内分布为双峰型。(5)1 h、3 h和6 h短历时强降水年发生次数的变化趋势为山西省东南部的增长速率最大;12 h短历时强降水年发生次数的变化趋势为山西省的东部和西部山区最大。(6)6 h和12 h与1 h和3 h短历时强降水的主要影响系统有明显差异,61%的6 h和12 h短历时强降水个例为系统性降水与多个中尺度强降水的组合造成。     

广西泥石流和滑坡地质灾害临界雨量界定方法

利用2012-2016年广西泥石流和滑坡地质灾害事件及其事件前期临近自动气象站的逐小时雨量资料,采用统计的方法,确定诱发广西泥石流和滑坡灾害的临界致灾雨量,并用2017年的灾害个例及其雨量加以检验和修订。结果表明:前期降雨对广西泥石流和滑坡起主导作用,当24h雨量152mm时,泥石流临界雨量为H1=-0.2872H24+83.55;当24h小时雨量≥152mm时,泥石流临界雨量为H1=39.9mm。广西滑坡的雨强和降雨历时曲线满足I=11.31D-0.7关系。     

望谟县2011年6月6日山洪地质灾害影响评估

该文根据气象、水文、地质灾害、灾害损失等资料,采用对比分析方法对2011年6月6日发生在黔西南州望谟县的特大暴雨山洪地质灾害影响进行初步评估。结果表明：这是一次重大的自然灾害事件,给人民群众的生命财产造成了重大损失。造成打易镇及其附近滑坡泥石流灾害的1 h雨量阈值为35 mm左右、2 h累计雨量阈值为140 mm左右。望谟河上游的打易雨量站开始出现强降水的时间与望谟河中段（望谟水文站——县城）水位暴涨、超警戒水位的时间差为2 h左右。造成这次重大灾害的原因是综合性的,首要原因是短历时突发性特大暴雨,降雨时间短、强度大,引发了特大山洪、山体滑坡、泥石流等次生灾害;其次是地理及人为因素。     

乌鲁木齐河流域致灾洪水临界雨量分析

采用乌鲁木齐河流域的气象资料、水文资料以及地理信息数据和暴雨洪涝灾情数据,以乌鲁木齐河流域为研究对象,在了解其致灾降雨特征的基础上,利用统计模型和HBV水文模型分别分析其临界致灾雨量,评估模型计算过程和结果的优劣,讨论模型结果在天山山脉浅山地带中小河流域的合理性。在历史洪水过程的降雨量验证的基础上,通过对模型和计算过程及与实际情况的比较,HBV水文模型得到的二级和三级预警致灾临界雨量分别是40.6 mm和25.9 mm,而统计模型得到的二级和三级预警致灾临界雨量分别是47.5 mm和26.9 mm,两种方法模拟得到的致灾临界雨量均是合理并且实际可能出现的;从相关性上来看HBV水文模型模拟的结果要优于统计模型计算的结果,对西北地区有融雪性洪水补给的河流径流模拟具有借鉴意义。     

池州市近10 a主要暴雨灾害及致灾性分析

利用池州市2007—2016年共10 a的暴雨灾害资料和140个区域雨量站及4个国家基本站(贵池、东至、石台、青阳)逐小时降水资料,对池州市近10 a主要暴雨灾害进行分级并分析其致灾性,结果表明:(1)池州市近10 a主要暴雨灾害特征与短历时强降水分布特征及池州市地形分布特征具有明显关联性;(2)05时前后是池州市暴雨灾害的最强致灾时段,这主要是此时段为短时强降水高发时期,一旦发生持续性短时强降水将会造成严重的暴雨灾害;(3)东至县中南部、贵池南部山区及九华山区域为暴雨灾害高发区域,其原因是东至县具有喇叭口特殊地形,而其他地区多为山区,同时由于池州市常位于副高西北侧,汛期西南气流输送比较强盛,通过山区地形的强迫抬升和动力抬升作用容易触发对流,产生强降水过程,造成暴雨灾害。     

基于嵌入河道栅格的山洪灾害淹没模拟

文章以江西省曹水作为山洪灾害淹没模拟的研究区域,通过嵌入河道栅格修订数字地形,采用FloodArea水文淹没模型对数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)对修订前后的同一降水过程进行模拟,结合实地考察流域内淹没痕迹和水文站水位资料对比分析两者的模拟结果,并利用确定性系数和Nash—Sutcliffe效率系数对2000—2010年间出现的强降水过程的模拟结果进行验证。结论表明:基于嵌入河道栅格的山洪灾害淹没模拟能较好地反映曹水流域内的因降水导致的山洪推进路线、淹没范围及淹没水深,该方法可作为推算曹水流域的山洪灾害致灾临界面雨量的基础。     

湖南省油菜春季涝渍过程灾变判别指标

以湖南省油菜为研究对象,综合洪涝与连阴雨的致灾因子,利用历史灾情数据反演涝渍过程样本,构建临灾、受灾状态样本,采用均值t检验方法,定量分析不同降水累积衰减系数w情况下,降水因子差异的显著性,构建有效累积降水量P_E。基于Fisher判别准则,计算涝渍灾害临灾与受灾的临界线,构建逐日动态的油菜春季涝渍过程灾变判别指标y,并进行涝渍过程样本反演及独立样本验证。分析春季涝渍受灾频率与相对气象产量的关系,构建灾害影响评价模型。结果表明:当w=0.899时,受灾与临灾样本P_E的差异最显著。灾变判别指标y可逐日动态监测涝渍灾变过程及灾害后续影响,为动态监测区域油菜涝渍过程提供了数据支撑;指标指示的灾变范围与实际受灾情况基本一致,为区域防灾减灾提供了科学参考。开花期及结荚期湖南油菜涝渍受灾频率较高,成熟期较低。湖南省油菜春季涝渍灾害影响指数呈东南高西北低,长沙东部、株洲中部及北部、湘潭、永州及郴州中部油菜产量受涝渍灾害影响最重。     

伊春中小河流强降水引发山洪预警指标研究

为提高对中小河流强降水引发山洪的预报预警能力,尽可能减少山洪灾害造成的人民生命财产损失,基于伊春市近10 a(2011-2020年)中小河流山洪灾害和对应的暴雨、短时强降水资料,分析了暴雨和短时强降水发生时的天气形势,统计了易发山洪的降水面雨量阈值。结果表明:伊春市暴雨和短时强降水发生时的天气形势主要为副高北抬阻挡低涡东移型、高空槽配合地面低压型和低涡配合地面低压型。通过雨量统计,得出6-8月易发山洪的降水面雨量阈值,6月份,同一区域48 h累计雨量达到85 mm,降水期间部分时段有短时强降水,小时雨强达到20 mm/h,并连续出现2-3 h;7月份,同一区域48 h累计雨量达到90 mm,或局地小时雨强超过30 mm/h;8月份,同一区域48 h累计雨量达到110 mm,或局地小时雨强达到30 mm/h。基于研究结果,建立了伊春市山洪预警流程。