基于城市水文模型模拟的暴雨积涝灾害风险预警研究

• 作者: 扈海波 孟春雷 程丛兰 张西雅
• 来源期刊: 气象
• 学科: 地球科学
• 关键词: 暴雨积涝风险阈值 城市水文模型 城市积涝
• 年，卷（期）: 2021,（12）
• 所属期刊栏目: 论文|Articles
• 页码范围: 1484-1500
• 页数: 17页
• 分类号: P456
• 语种: 中文
• DOI: 10.7519/j.issn.1000-0526.2021.12.005

摘要

以土地利用及土地覆盖分类(透水及不透水地表组成)及格点化城市管网排水能力为水文模型主要输入参数,以雷达反演及外推雨量为强迫,模拟城市地表水反应过程及水动力过程,提出在城市水文模型基础上发展城市暴雨积涝风险预警及预报应用.水动力模型以二维浅水方程为基础,用变向隐式法分别在x轴和y轴方向上分两步求解差分方程.此演算方法具回水效应,间接实现了径流路径搜索的多重路径寻向,还原城市地表径流紊流、分流及散流较多的状况.研究分别以在线及脱线方式做了基于城市水文模型的模拟及检验分析.在线模式研究以2012年北京"7 ? 21"暴雨为个例,用雷达定量降水估计强迫到城市水文模型中演算网格积水深度,模拟"7 ? 21"暴雨积涝情景,发现模拟结果基本反映当天的积水及积涝发生情况;脱线模式模拟则侧重计算城市地区不同风险等级暴雨积涝的临界雨量值(风险阈值),尤其是积涝易发点的风险阈值.研究推导出北京地区49个积涝易发点积水深度分别达到0.2、0.5、0.8和1.2 m时的1、3和6 h的临界雨量,并以此作为北京地区暴雨积涝"蓝黄橙红"四个预警等级的划定标准.