城市内涝灾害模拟与灾情风险评估研究进展

随着我国城市化建设进程的加快,城市水系和绿地面积不断缩减,地表硬质化现象持续加重,城市扩张所带来的问题正日益凸显,尤其是汛期强降雨导致的内涝灾害日渐成为亟需解决的城市顽疾。城市内涝灾害模拟及风险评估是推进城市内涝灾害管理,减少内涝灾害损失的有效途径。本文在综合近年来国内外相关研究的基础上,从城市内涝产生机理、模型及风险评估的角度对城市内涝的研究进行了详细阐述。在模型方面重点介绍了两种应用广泛的雨洪模拟模型:SCS和SWMM模型,对两者的优缺点进行了分析,同时简单归纳了其他雨洪模型。在灾情风险评估方法方面,重点介绍了基于历史灾情数理统计、遥感图像和GIS技术耦合分析和基于指标体系评估等的风险评估方法,并对比分析了各自的优缺点及适用范围。最后对城市内涝模型及风险评估的未来发展方向进行了展望,提出集成多模型耦合的城市雨洪模拟模型以及多学科联合的灾害风险评估研究将成为今后的发展趋势。     

基于管道流量监测数据的城市雨洪模型实用性研究

在总结过去多年管道流量监测经验教训的基础上,创新使用多声道多普勒流量计,成功获取了5min频次的雨水管网流量过程,提升了监测的稳定性和监测结果的可靠性,使得利用多场次资料进行城市内涝模型参数率定以及验证成为可能。选取城市典型区域,分别建立了MIKE、SWMM、InfoWorks一维管网模型,并按照有关规范要求,在对降雨资料和水位、流量资料进行科学分析后,利用经过筛选的有效数据进行模型的参数校核和率定,经过验证符合《内涝防治系统数学模型应用技术规程》要求。通过误差分析,率定后的模型,对典型区域的管网汇流模拟较好,在内涝分析预测预报中精度较高,其流量峰值预测值与实测值的误差在10%以内。     

北京城市内涝积水的数值模拟

北京城市内涝数值模型(BUW)根据北京复杂地形和大城市特点,将各类空间信息剖分为6458个网格及相应的通道,围绕城市地表、河道沟渠、排水管网等城市主要水文水动力学物理过程,模拟积水深度变化情况。以精细化的降水监测为驱动条件,BUW可以较好地模拟出“7·21”城市内涝积水的空间分布,对重点桥区的积水深度,积水过程的模拟也比较贴近实际,具有良好的模拟性能。360 min历时的2年重现期降雨情景下,北京四环内就会产生一定的积水,以孤立的积水点为主。10和50年重现期下,积水的深度和范围都有所增加,且开始呈片状。100年重现期,整个五环内都出现严重的城市积水,南部出现大片超过50 cm的积水区域,部分地区积水超过80 cm。面对“7·21”级别的降水,排水管网直径拓宽20%并不能明显改善城市排水能力。拓宽60%时,四环到五环之间的积水明显减弱,四环以内的大部分积水减弱。拓宽100%时,仅在二环到四环之间还有一些较浅的积水,拓宽140%时,六环内大部分积水消失。     

马山东部岩溶洼地谷地内涝特征与治理规划

马山东部约94%的面积为碳酸盐岩分布区,岩溶洼地谷地发育,且封闭性好,内涝频繁发生。据调查,全区经常性发生内涝的洼地谷地多达170余处,受涝面积大于2. 1万亩,内涝具有周期性、多发性,以及分布面广、突发性强、治理难度大等特点。统计表明,本区内涝发生少者每年1～ 2次,多者可达5～ 7次,内涝淹没时间长的可达1～ 2个月。分析认为,持续的强降雨、封闭的地形地貌条件、地下管道排水不畅和洼地谷地远离排泄基准面等,是内涝形成的主要原因。在剖析加芳、古寨、古零等洼地谷地已有治涝工程失败教训的基础上,结合本区地理地质环境条件,有针对性地提出了对存在地表排泄基准面的地区宜实施排洪隧道工程治理、对无排泄基准面的洼地谷地区宜修建溶洼成库的洪涝治理方案与建议。      

开花后淹水对两个冬小麦品种旗叶光合性能的影响研究

选用小麦品种济麦20和泰农18,采用池栽补灌淹水方法,研究开花期及灌浆期3d、6d、9d、12d淹水对小麦旗叶光合性能及籽粒产量的影响。淹水期间光合性能降低,淹水后光合性能有所恢复。灌浆前淹水提高了灌浆中后期光合性能,但以后光合性能迅速降低。除淹水3d外,两时期6-12d淹水均引起籽粒产量降低。产量降低的主导因素是粒数的减少,其次是粒重的降低。     

松花江流域夏季雨涝特征及变化

利用1961—2017年松花江流域月降水数据计算Z指数,分析松花江流域夏季雨涝的气候学特征和年代际变化特征,及与气候系统指数关系,得出结论:松花江流域夏季干流区雨涝发生最多(30 a中有12 a发生雨涝),其次是嫩江上游(11 a),小兴安岭山地区雨涝发生最少(7 a)。小兴安岭山地雨涝强度最大(平均2.1 a~(-1)),其次是第二松花江上游(1.8a~(-1)),张广才岭山地区(1.4 a~(-1))最小。松花江流域6月发生雨涝最多,8月最少;8月平均雨涝强度最大,7月最小。1961—2017年夏季和7月,嫩江下游雨涝减弱明显;6月小兴安岭山地区雨涝强度明显增强。松花江流域夏季的雨涝事件受前期大气环流和海洋因子影响。     

地形强迫的流场非地转性与广西旱涝的空间分布

本文分析了地面平均流场，从地转偏差的角度讨论了广西多雨区与少雨区空间分布的动力学原因，着重指出“弧形山”结构在形成广西气候特点上的特殊作用。     

淹涝胁迫对寒地水稻生长和产量的影响研究

2018年在黑龙江省庆安县选用寒地水稻龙粳31品种进行淹水试验,在拔节孕穗期、抽穗开花期,分别设定3个淹水深度（1/3株高、2/3株高、3/3株高）、2个淹水历时（3 d、7 d）共12个淹水处理,测定淹水前后的株高、叶面积、干物质及收获后的每穗粒数、结实率、千粒重及产量等。结果表明：水稻淹水后,株高、叶面积指数、干物质平均增长量基本高于同时期对照组,在一定程度上可以说明适度的淹涝胁迫对水稻植株生长具有促进作用,拔节孕穗期各项与对照组相比的增长程度均低于抽穗开花期;不同淹涝胁迫均导致水稻减产,拔节孕穗期全淹没7 d减产最严重,穗结实粒数仅55粒,千粒重16.9 g,远低于对照,减产率高达70%,抽穗开花期全淹没7 d减产也较严重,穗结实粒数为71粒,千粒重略低,但单位面积有效穗数最少,为2.83×106穗,减产率达57%;淹水深度1/3 h、2/3 h、3/3 h处理的平均减产率依次为16%、18%、48%,淹水持续3 d、7 d的平均减产率分别为21%、33%,可见随着淹水深度加深、淹水历时加长,水稻减产幅度加大;淹涝胁迫条件下,拔节孕穗期水稻产量的下降幅度大于抽穗开花期,导致两个发育期减产的主要产量构成因素分别为穗结实粒数、单位面积有效穗数。     

PRIMARY ANALYSIS OF DROUGHT AND WATERLOGGING LAW IN NORTH CHINA

According to the drought and waterlogging disaster statistics over the last 30 years (1950-1979), the annual average area suffering from drought was about 300 million mu (1 mu= 1/ 15 ha) in the whole country, among which about 100 million mu were disastrous areas where the output reduced more than 30%. and the annual lost grains totalled about 5 billion kg. The waterlogging disaster was less than drought disaster. The area suffering from waterlogging was about 100 million mu, among which 60 million mu were disastrous. Drought and waterlogging disasters affect directly the development of the national economy. So it is important to study drought and waterlogging variations, especially the drought and waterlogging variation laws of the areas where the disasters frequently occur.The historical literatures and recent observation data reveal the fact that there existed drought and waterlogging variations. For example, the occurrence frequency of the outstanding and severe drought years in north China is highe     

多情景视角的上海中心城区地铁暴雨内涝暴露性分析

随着城市化水平的不断提高,包括上海在内的诸多特大城市地下空间被大量开发使用。在极端天气频发的背景下,城市地下空间设施的安全设防问题至关重要。以典型的地下空间设施——上海中心城区地铁为例,从多情景视角出发,分析评价了上海中心城区地铁暴露性整体状况。研究结果显示:上海中心城区地铁在暴雨内涝灾害中的暴露性程度整体水平不高;娄山关路3号口和上海西站1号口内涝暴露性水平较高,有18个地铁出口处于中等暴露水平,20个地铁出口在暴雨内涝灾害中的暴露性程度相对较小;总体而言,2号线和11号线暴露性最大,8号线和10号线暴露性处于中等水平,1、4、7、9号线暴露性最小。研究结果可为地方政府改善内涝风险管理提供参考依据。