城市与洪水-中国水利水电科学研究院
中国水利水电科学研究院主办5月专刊主编：孟志敏城市与洪水责编：张诚孟圆2015年05月28日城市与洪水：21世纪城市洪水风险综合管理指南（节选）洪水已演变成为一种全球性现象，其导致大面积的经济损失、死亡与破坏。
2011年，世界很多地区都发生了不同程度的洪灾。
图1和图2显示，全球在过去几十年间发生的有记载的洪灾的发展趋势与分布状况。
2010年，全球共有1.78亿人受到了洪灾的影响，1998年和2010年的全球洪灾经济损失超过400亿美元。
图1：有记录的洪水事件图2：1970-2011年洪水事件近年，易受洪水威胁的城市地区受到了全球逐渐增加的洪水事件的重创。
此外，由于各国以截然不同的方式来界定“城市”的概念，这便加大了统一界定城市洪水的难度。
由于城市和农村地区的洪水存在实际上的功能差异，从传统意义上而言，城市环境中的人口和资产集中度更高，城市洪水的影响也有截然不同之处。
重大事件的直接影响意味着对生命和财产的巨大威胁。
图3显示50年间，由于洪灾引发了死亡和经济损失。
直接损失往往容易统计，但洪灾的间接影响却很难量化，世界很多地区的贫困和发展停滞不前很多是由于洪灾所致。
图3：报告的经济损失和死亡数作为世界人口增长的标志性特征-城市化，与洪水风险密切相关，同时进一步加剧了相关风险的发生概率。
在2008年，全世界一半的人口居住在城市范围内，其中有2/3的人口处于贫困或中等收入水平。
预计到2030年城市居民比例将增加到60%，2050年增加到70%，届时将有约62亿人口居住在城市范围内。
如图4。
但由于城市住区人口规模庞大，加剧了城市洪水的风险，并增加了预防相关风险的成本。
图4：2010年居民人数超过750,000的城市群分布不恰当的土地利用、不合理的城市化规划和管理也是导致洪水灾害愈演愈烈的重要因素，其中蓄洪区以及河口土地的违规使用问题更加突出。
在发展中国家中，很大一部分的城市人口增长和空间扩张都发生在人口密集、生活水平较差的非正式居住区，这些地区往往被称为“贫民区”，这些地区往往缺乏必要的防洪设施，使得洪水发生的风险概率增大。
气候变化是另外一大全球趋势，对洪灾风险有着显著的影响。
政府间气候变化专门委员会（IPCC）指出，极端天气事件的增加与气候变暖相一致。
事实上，在较短时期内，与长期气候趋势相比，气候系统的自然变化及其它非气候风险将对洪水风险产生更大的影响。
在较长时期内，气候变化将可能发挥更显著的作用。
在管理洪水风险时，应同时考虑短期和长期前景：“最基本的问题是，在进行近期投资和选择时，应适当考虑长期趋势和最坏情景。
”图5：与水相关的灾害发展趋势认识城市洪水的起因和风险作为城市洪水风险综合管理的第一步，决策者们需要认识可能影响城市环境的洪水灾害。
由于洪水风险随时间而变化，因此决策者们还需要分析如何根据不断变化的气候而改变决策。
城市地区的洪水风险可能源自河流洪水、沿海洪水、雨季洪水和地下水倒灌及人工系统故障等。
城市洪水往往由不同的复杂因素共同引起，进而导致极端降雨和径流等气象和水文极端事件的发生。
这里有必要区分天气事件与洪水事件的发生概率，认识这些概率是了解相关风险的关键。
概率一词很容易产生混淆，因为人们无法直观地理解百年一遇的洪水概率。
城市洪水风险管理者也可使用洪水风险图来帮助决策过程。
洪水预报是另外一种提前通知潜在受灾人群相关洪水险情的重要工具，可帮助其拯救生命和财产。
但未来洪水风险预测则面临着更大的不确定性。
图6：洪水风险图城市化是一个不可避免的、不可阻挡的趋势，这将增加洪水风险。
气候预测中具有大量的不确定性，这主要是因为难以准确预测未来社会经济的发展轨迹、对气候系统的认识不足、以及用于生成预测的计算机模型存在局限性。
为此，我们得出结论，长期洪水风险预测的准确性或精确性较低，不能过度依赖未来概率。
抵御未来洪水灾害将要求采取更健全的洪水管理方法，以应对更大的不确定性或适应未来各种可能性。
城市洪水风险综合管理方法城市洪水风险综合管理方法结合了各种洪水风险管理措施，这些措施将有助于降低城市洪水风险。
本指南将帮助决策者制定降低洪水风险的战略方法，同时将其具体的情况和需求考虑在内。
结构性措施旨在通过控制城市居住区外的来水量来降低洪水风险；非结构性措施则旨在通过优化城市发展规划和管理来确保安全，两者相互补充。
综合性策略应与现有城市规划管理政策及实践相结合。
结构性和非结构性措施并不相互影响，且大多数成功案例将这两种措施结合的较好。
此外，还有必要认识现有风险及潜在未来风险变更的程度和特征，以实现长短期洪水风险综合管理投资之间的平衡。
随着城市化和气候变化的加速，需要转变当前过度依赖硬性工程防洪设施的现状，转而采用适应性更强的非结构方案。
结构性措施包括防洪设施和排水沟等硬性工程结构，以及湿地和自然缓冲带等天然的、可持续的补充性或替代性措施。
如果使用恰当，那么结构性措施的效果也十分明显，正如泰晤士河水闸、荷兰海上防御设施及日本河流系统的成功经验所证实。
然而，如果相关事件超出设计容量，那么结构性措施可能失效。
许多结构性措施也可能将某处的洪水风险转移至别处。
改道往往也将产生环境影响，在某些情况下，这种做法是适当、可接受的，但在其它情况下却并非如此。
在所有情况下，均存在洪水风险。
结构性方案的前期成本较高，有时可能引发过度自信，且在出现故障或容量不足的情况下，可能造成更大影响，2011年的日本海啸惨剧便是一个例证。
鉴于以上因素以及往往存在洪水风险的事实，任何策略都应将非结构性措施纳入其中。
在许多情况下，均需要采用非结构性措施来管理风险，提高人们应对本地区洪水灾害的能力。
在缺乏更高成本的结构性措施的情况下，预警系统等非结构性措施可视为保护居民安全的第一步。
此外，这些非结构性措施还可用于管理实施结构性措施后遗留下来的风险。
非结构性措施一般无需大量前期投资，但其往往依赖于对洪水灾害的充分认识及充足的预报系统，例如，如果没有预警系统，紧急疏散方案也是无法实施的。
非结构性措施可按照以下四大用途进行划分：应急规划和管理，包括预警和疏散，如菲律宾和巴基斯坦Lai Nullah流域的当地洪水预警系统。
通过提高意识来加强防范，如莫桑比克和阿富汗开展的提高意识行动。
防范包括降低洪水风险的城市管理行动，例如通过改善废物、垃圾管理来保持排水沟通畅。
通过土地利用规划来避免洪水灾害，如《德国洪水法案》及英国和威尔士的规划条例。
土地利用规划有助于减缓和适应城市洪水灾害。
加速灾后恢复，利用灾后恢复来提高弹性，例如通过改善建筑设计和施工，即所谓的“重建更美好家园”。
提高重建家园抗灾弹性的规划示例，包括重建受海啸侵袭的索马里Xaafuun村。
洪水保险或捐助和政府资助来源等相关风险融资手段有助于加速灾后恢复。
许多非结构性措施面临的挑战在于，需要促进利益相关者及其所在机构的参与和磋商。
这包括在未发生洪水事件的几十年内维持资源、意识和防范的强度，但灾难记忆可能随时间而逐渐削弱。
由于大多数非结构性措施旨在使损失最小化而非完全预防损失，大部分居民将更倾向于采取结构性措施，这样一来便加剧了对非结构性措施的挑战。
图7：河流游戏促成必要的态度和行为转变可能需要在广泛沟通和磋商中花费更多的时间和投入。
通过宣教手段促进社区参与的一个良好实践示例，即莫桑比克利用联合国人居署与当地合作伙伴（图7）在城市联盟项目中开发的“河流游戏”来教育、沟通并促进不同利益相关者的参与。
利益相关者的参与可显著促进洪水管理。
事实上，如果成功克服沟通和磋商的挑战，抗灾弹性将大大提高。
在制定策略时，还应考虑时空问题，因为城市洪水风险综合管理在不同的规模层面实施，包括流域和整个集水区。
这是因为洪水发生可能与城镇相隔一定的距离。
在大多情况下，最佳方案可能是在洪水到达城镇地区之前便对其进行处理。
在城市环境周边流域地区，可采用各种不同的管理技术，如图8所示。
洪水防御设施和输水系统等结构性措施可作为对洪水风险的长期响应措施，但这往往需要进行大量投资。
无论是否建立防洪设施，洪水预警系统和疏散规划等非结构性措施将有助于保障处于风险中的城镇居民安全。
此外，还可快速实施城市设计和管理措施，例如，加强基础设施的运营和维护；绿化城市区域；改善排水和固体废物管理；改进建筑设计和翻新。
这些措施有助于增加洪水风险区域的就业，同时减少预期洪水影响。
土地利用规划和新开发管制是综合城市洪水风险综合管理的重要方面。
对于发展中国家而言，优化新城区规划对于预防未来洪水影响的加剧至关重要。
将洪水风险综合管理纳入土地利用规划和管理，对于降低风险、控制影响十分重要。
对于不断扩张的城市而言，其对洪水风险的重视明显低于其他社会经济问题。
为此，由于土地资源压力加大及其他政治经济因素，很多地方的蓄洪区还面临着被开发的风险。
然而，如果面临洪水风险区域内的新城区得到良好的规划，那么防洪设计在建造或重建阶段的成本将更低，同时还将减少运营成本。
这有助于在未来规划中纳入顺应性设计，同时具有潜在的投资回报。
此外，还需要分析如何减少洪水风险综合管理措施的成本并提高其效益。
例如，在人口密集的城市地区高效利用有限土地资源中建造多功能的滞洪区。
在有些情况下，这些滞洪区也可用于其它目的，例如作为运动和休闲设施或停车场。
此外，雨水蓄集也可被视为一种预防城市洪水的创新方法，其构成了可持续排水系统的一部分，可同时用于非饮用水目的，进而实现节水目标。
优化城市管理（例如固体废物管理）方面的投资有助于降低洪水风险，在带来健康和环境效益的同时，还有助于创造就业机会并缓解贫困。
地下水管理有助于防止地面沉降，减缓低洼地区的洪水风险，并保护建筑和基础设施免受地面沉降的影响，如曼谷的相关行动。
湿地、生物防护带、环境缓冲带及其它“城市绿化”措施在为城市带来环境和健康效益的同时，还有助于减缓洪水影响。
除了降低周边地区的洪水风险，这些绿化措施还将带来其它效益，例如，减缓城市热岛效应和二氧化碳排放，创建更健康的城市环境。
例如，阿根廷科尔多瓦市的苏基亚河周边建立了缓冲带，这些缓冲带改善了城市环境，同时将居民迁移至了更安全的地区。
由于城市决策者面临许多资源局限性和更紧迫的发展目标，因此在实施洪水风险综合管理时不可过于刻板。
在经过慎重考虑并与利益相关者进行磋商后，可采纳适用于某一特定地区的特殊措施。
在制定综合方法时，需要确定在技术上可行的一系列措施，以最终实现降低洪水风险的目标。
城市洪水风险综合管理策略旨在处理水相关的规划问题，其可成为城市再生或气候变化适应等广泛议程的一部分。
在开展降低洪水风险的相关行动时，需要采用参与式过程，促进与洪水管理相关的所有利益相关者的参与，包括面临洪水风险或直接受到洪水影响的人群。
相关措施需要经由利益相关者进行磋商，并适应随时间而不断变化的自然、社会和经济状况。
城市洪水风险图编制及应用
四、国外经验的借鉴意义
1、目标明确 纵观美国、日本的洪水风险图绘制和管理可以发现，这两个国家编制洪水 风险图的目的很明确，正因为有明确的目标，这两个国家的洪水风险图编制 和应用推进地很顺利。美国的洪水风险图主要用于洪水保险和洪水风险管理 ，根据《国家洪水保险计划》的要求，利用FEMA推荐的系列软件（如HEC系 列等），计算河道洪水位，并勾勒100年一遇和500年一遇洪水淹没范围，绘 制洪水保险费率图，洪水风险图已成为保险公司在确定承保对象和保险费率 时的主要依据。日本的洪水风险图主要用于避险转移和风险意识教育，绘制 假想风险图时假设堤防每隔一定距离设置一处溃口，并勾绘所有溃口淹没范 围的包络图。在此基础上，根据居民区、医院、学校、消防站、市政厅等重 要区域的位置，结合道路网、地势和风险图中淹没水深的分布，在公众充分 参与的基础上，绘制各地区的洪水避难地图，并利用绘制完成的地图开展洪 水避难演习和洪水风险意识和常识的教育。
五、对我国城市洪水风险图编制与应用的建议
3、立足防洪减灾决策，逐步扩展其他行业应用 国外的经验表明，洪水风险图编制、更新和管理是一项长期的
持久性的工作，难以一触而就，必须有长期的计划，逐步实施， 渐进式推进。以各级防汛指挥部门主导的洪水风险图编制试点 工作已开展多年，在洪水风险图编制、管理和应用等方面积累 了相当丰富的经验，因此，考虑到已有的工作基础和任务的艰 巨性，建议目前的洪水风险图编制工作应立足于服务防洪减灾 决策。在做好防洪减灾决策服务的同时，洪水风险图可以首先 在洪水保险和公众洪水风险教育中推广应用。城市规划、城市 应急管理或交通管理需要更为精细的洪水风险分析成果，现有 的洪水风险图难以完全满足城市规划或交通部门的需要，建议 开展针对性需求分析，改进细化洪水风险分析，并结合这些部 门的实际需要和出图习惯，合作编制多样化、简单化和实用化 的满足各部门应用需要的各类洪水风险专题图产品。
洪水风险实时分析与制图系统
系统设计—关键技术
洪水风险图实时 分析系统
①从分布式计算角度来考虑模型效率的提高并实现 采用分布式计算的方法来考虑系统设计。方法包括：程序自身的并行
算法设计，以及为将来建立基于格网分裂和水动力平衡基础上的并行调度 管理。对于算法效率提高还有进一步方法包括逐步引入基于消息队列集群 计算体系的构建。 ②创新逐小时数据地理处理技术
加平滑。 （3）前台二维和一维断面实现同步查看。
（4）以实时洪水模拟方案对系统数据进行管理。
中国水利水电科学研究院
洪水风险模拟模型软件
洪水风险图实时 分析系统
一维河网模拟模式：可用于单一河道或者复杂河道水流模拟，可 处理恒定流与非恒定流，可模拟水闸调度影响。支持三种边界类型： 流量型，水位型，及流量水位关系型边界条件。模型可输出水深、水 位、流量、流速、过水面积等信息。
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功能概述
洪水风险图实时 分析系统
洪水风险图实时分析系统主要实现基于Web端实现。内容包括： （1）根据Web端设置的水文测站的流量、溃坝位置、溃口宽度等参 数传递到服务器端计算模型，进行在线洪水溃坝模拟。
（2）实现实时洪水风险实时方案的管理和导出。 （3）实现辅助制图功能。
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基础资料处理
洪水风险图实时 分析系统
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逐小时格网地理空间处理软件
主要解决的问题： 1）快速处理 2）洪水过程合理表达 3）并行化 4）合理化存储
洪水风险图实时 分析系统
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逐小时格网地理空间处理软件
模型准备阶段。采用模板方式 对将模型运算进行重构
洪水风险图实时 分析系统
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基于多类模型耦合的城市洪水风险分析技术研究
且 内涝洪水多由区间暴雨引起 ，需要 分析暴雨形成 有效 降雨和在地 面上汇流积水的过程 ，分析方法更 为复杂 。 当前 针 对 城 市 洪 水 模 拟 已有 较 多 研 究 。张 新 华 等＿ ３ 基于二 维浅水 波 方程 ，利用 多边 形 网格 剖 分 ，有 限体积离 散 ，建 立 的模 型 可 以模 拟城 市外 洪 。张行 南
Ｂ ￣ ｇｂ ｎ ｎ Ｃ ｉ ｔ ｙ ｓ ａ ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｓ ｅ ． ｔ ｏ ｍａ ｋ ｅ ａ ｐ ｉ ｌ ｏ ｔ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ，ｆ ｒ ｏ ｍ ｗ ｉｃ ｈ ｈ ｔ ｈ ｅ ｃ ｌｃ ａ ｕ ｌ ａ ｉ ｔ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｌｔ ｕ ｃ ｏ ｉ ｎ ｃ ｉ ｄ ｅ ｓ ｉｔ ｗ ｈ ｈｅ ｔ ａ ｃ ｔ ｕ ｌ ａ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｉ ｔ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｒ ｎ ｅ ． ｄ
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我国城市内涝问题分析与对策建议
关键词 ： 城 市 内涝 ； 内涝 防治； 气候 变化 ； 风 险管理 ； 防洪减 灾
中图法分类 号： Ｔ Ｕ９ ９ ２ 文献标识码 ：Ｂ 文章编号 ： １ ６ ７ ３ － ９ ２ ６ ４（ ２ ０ １ ７） ０ ５ － ７ ７ － ０ ４
。 城市工厂及车 辆排热 、 居 民 快速城市化 进程带来 了城 市面积的不断扩大 和人 口、 极端 强降水事件也趋于 增多
我 国城 市 内涝 问题 分析与对 策建议
李 娜 张念强 丁 志雄
（ １ ． 中国水利水 电科 学研 究院 ， 北京 １ ０ ０ ０ ３ ８ ； ２ ． 水利部 防洪抗旱减灾工程技术研 究中心 ， 北京 １ ０ ０ ０ ３ ８ ）
摘
要： 近 年来 ， 我国城市 内涝灾害 频发 ， 严 重影响 了城 市运行和人 们 的正 常生活 。本 文分析 了造成我 国城 市 内涝 灾害 的主 要原
武汉 市 ２ ０ １ ６ 年６ 月３ ０日至 ７ 月 ７日降雨量达 到 全和社会经济 的发展 。 从根本上 认识造成我 国城 市内涝灾 历史罕 见 ，
８ ２ ． ５ ｍｍ， 为 武汉市有 气象记录 以来 周降雨量 最高值 ， 超 害的原 因 ， 分析 内涝防治 中存在的问题 ， 采取针对性的改进 ５
． ２ 防洪排涝规划、 城市快速发展与洪涝防治需求不相适应 城市建设过程 中大量河 湖被侵 占， 加上排水蓄水设施 ２ 建设不够 ， 这些原本就是蓄涝场所 的新 区， 已成为 内涝积水
我 国较多城 市现行规 划 已不适 应城市快 速发展 的需
城 市建筑结构等综合影响使城 市热岛 、 雨 财富的迅速聚集 ， 但也导致 了一系列的城 市内涝灾害 问题 。 生活用能的释放 、
中国水利水电科学研究院_企业报告(供应商版)
本报告于 2023 年 02 月 07 日 生成
4 / 20
8 全国旱情产品加工制作子系统
水利部信息中心
412.6
2023-01-13
9
水利工程日常维修养护经费-堤防 安全监测及安全评价中标结果公告
北京市凉水河管理处
[公开]水环境生态监测与评价项目 10 北京市五大水系水生生物调查监测 北京市生态环境监测中心
目标单位： 中国水利水电科学研究院
报告时间：
2023-02-07
报告解读：本报告数据来源于各政府采购、公共资源交易中心、企事业单位等网站公开的招标采购 项目信息，基于招标采购大数据挖掘分析整理。报告从目标企业的投标业绩表现、竞争能力、竞争 对手、服务客户和信用风险 5 个维度对其投标行为全方位分析，为目标企业投标管理、市场拓展 和风险预警提供决策参考；为目标企业相关方包括但不限于业主单位、竞争对手、中介机构、金融 机构等快速了解目标企业的投标实力、竞争能力、服务能力和风险水平，以辅助其做出与目标企业 相关的决策。 报告声明：本数据报告基于公开数据整理，各数据指标不代表任何权威观点，报告仅供参考！
山东省水利厅
白沟引河左堤生态防洪堤建设工程 等 10 个水利项目水土保持监测服 务成交结果公示
智慧水利数字孪生滏阳河工程中标 邯郸市漳滏河灌溉供
结果公示
水管理处
ZD20220079：云南省水利水电科 学研究院云南省山洪灾害风险隐患 调查影响分析和省级监测预警平台 “四预”功能提升项目采...
云南省水利水电科学 研究院
山东省水利厅
548.0
3
山东省水利厅山东省水旱灾害风险 普查省本级任务（第三批）采购
山东省水利厅
4
华能石岛湾核电开发有限公司海域 本底温度场原型观测及模拟研究服 务项目
全国重点地区洪水风险图成果保密技术处理
收 稿 日期 ：２０１８ ０１—２９ 第 一 作 者信 息 ：徐美 ，女 ，高 级 工 程 师 ，Ｅ ｍａｉ１：ｘｕｍｅｉ＠ｉｗｈｒ ｃｏｍ。
● 中国防汛抗 旱 ＣＨＩＮＡ ＦＬＯＯＤ＆ＤＲＯＵＧＨＴ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ
２０１８年 ７月 第７期 第 ２８卷 Ｊｕｌ ２０１８ ＮＯ ７ ＶＯＬ ２８
全 国重点 地 区洪水 风 险 图编 制项 目（２０１３－２０１５年 ） 编制 过程 中使用 了基 础地理 数据 制作 的全 国重点 地 区洪
的编制任 务全部 完成后 ，首先 以各省为单位 进行 了汇 总集 水风险 图涉 密 ，需 严格按 照规定进行保 密技术 处理 。
成 。集成后 的成 果提 交到相 应 流域 ，由流域 完成 二级汇 总
规定 》等法 规。
路面铺设材料属性 。
（２）几何 精度保 密技 术处 理 。通 过对 图层数 据 在一定 范 围 内进行坐标位 置的非线性抖 动 ，降低 图形要 素 的几何
根据 《国家测绘 地理信息局关 于加强 涉密测绘成果 管 密处 理首 先针对 洪水 风 险图成果 中涉及 的所 有矢 量数 据
理工 作的通 知》（国测 成字 ［２ｏｏ８２２号 ）规定 ：“涉 密测绘 成 进行 ，然后在处理后 的矢量数 据基础上重新 配置 电子地图
果及 其衍 生产 品 ，未 经 国家测绘 地理信 息局 或者 省 、自治 及成 果 图片 。电子地 图主要 用于 发布地 图服 务 ，成 果 图片
处 理后的洪水风 险图成 洪保护 区 、蓄滞 洪区 、洪泛 区 、重点 防
２ 保 密 技 术 处 理 方 案
洪城市 以及 中小河 流。 ２．３ 处 理 方 案
２．１ 必 要 性
洪水风 险 图成果 的数 据格式包 括矢量 图与栅格 图。保
基于知识图谱的城市洪涝灾害链推演及时空特性解析
第35卷第2期2024年3月㊀㊀水科学进展ADVANCES IN WATER SCIENCEVol.35,No.2Mar.2024DOI:10.14042/ki.32.1309.2024.02.001基于知识图谱的城市洪涝灾害链推演及时空特性解析王㊀浩1,2,杜㊀伟3,刘家宏1,2,王㊀佳1,2,梅㊀超1,2(1.中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室,北京㊀100038;2.水利部数字孪生流域重点实验室(筹),北京㊀100038;3.北京工业大学城市建设学部,北京㊀100124)摘要:城市洪涝灾害具有链式传播特性,解析城市洪涝灾害链的传递规律和时空演变特征对于阻断灾害链具有重要意义㊂本研究以郑州 7㊃20 特大暴雨洪涝灾害中地铁5号线被淹和京广快速路隧道被淹2个事件为案例,构建知识图谱揭示灾害链传递规律㊂通过复盘灾害链的演变过程,从中识别灾害链中的诱发点㊁引爆点㊁扩散点以及放大点,并着重分析致灾机理以及灾害链的时空特性,以灾害曲线形式直观展示不同灾害链的影响程度㊂郑州 7㊃20 洪涝灾害典型案例解析表明,两事件存在多个灾害链阻断时机,在救灾过程中应综合考虑灾前㊁灾中因素的影响,果断采取断链措施,并且要充分发挥应急措施的时效性,及时阻断引爆点和扩散点,降低洪涝灾害损失㊂该方法能够应用于链式灾害的复盘,指导分析具体事件的致灾机理和救灾切入点㊂关键词:城市洪涝;灾害链;知识图谱;灾害链传递;灾害链推演;时空特性中图分类号:TV122㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:1001-6791(2024)02-0185-12收稿日期:2023-09-15;网络出版日期:2024-02-05网络出版地址:https:// /urlid /32.1309.P.20240203.1910.002基金项目:国家重点研发计划资助项目(2022YFC3090600);国家自然科学基金资助项目(52192671)作者简介:王浩(1953 ),男,北京人,中国工程院院士,从事水文水资源方面研究㊂E-mail:wanghao@ 通信作者:刘家宏,E-mail:liujh@城市洪涝灾害是当代全球广泛关注的重大挑战之一[1]㊂城市化进程加快㊁气候变化以及基础设施老化等问题的逐渐加剧,使得城市洪涝发生的频率和严重程度不断上升[2-4]㊂城市洪涝灾害以及引起的一系列次生灾害构成城市洪涝灾害链,其威胁程度远高于单一灾害[5-7]㊂城市洪涝不仅对经济和社会造成巨大损失,也严重威胁着人民的生命安全[8-9]㊂例如,2023年7月29日20时至8月2日7时,北京市遭遇历史罕见特大暴雨,近129万人受灾,因灾死亡33人,失踪18人[10-11];2021年7月河南省洪灾造成省内1478.6万人受灾,死亡㊁失踪398人,直接经济损失高达1200.6亿元,其中郑州市死亡㊁失踪380人,占全省95.5%,直接经济损失409亿元,占全省34.1%[12]㊂郑州市地铁5号线被淹事件和京广快速路隧道被淹事件受灾严重且具有典型的链式传播特性㊂郑州市地铁5号线全线被水淹没,造成14人死亡,5人受伤[13];京广快速路隧道内及其附近被淹车辆共247辆,6人遇难㊂城市洪涝频率与强度的不断增加,导致城市洪涝链生灾害风险加剧[14]㊂城市防汛部门需采取更有效的措施降低灾害链带来的损失[15-16]㊂明晰灾害链的时空特性能够有效提高洪涝预警和响应的有效性,降低洪涝灾害发展过程的不确定性[17],为断链措施提供有效的切入点,指导灾中应急措施㊂Chen 等[18]基于分层建模理论,提出了一种自上向下的复杂灾害链演化过程建模方法,实现了复杂灾害链的语义描述;Wang 等[19]将暴雨强度㊁环境因素和次生地质灾害形成过程作为输入变量,逐步计算了次生地质灾害的灾害值,发现次生地质灾害的特征可以反映灾害链放大破坏的特点;张社荣等[20]提出基于统一场景的重力坝极端动力灾害链传递混合模拟方法,根据包括洪水灾害在内的灾害链传递连续性模拟,能够获取洪水流量㊁流速等灾害损失评估参数及洪灾仿真预演视景㊂总体来看,目前针对灾害链的研究偏重于解析灾害链的因果关系和逻辑结构,缺乏对整个灾害链时空特性的分析,预警的时效性和精准性不足,在指导公众有效避险时效率不高[16-20]㊂城市洪涝灾害链推演涉及复杂的事件传递关系,知识图谱是一种反应实体关系的语义网络,因此,可通过知识图谱以多个三元组的形式来描述灾害链各事件的属性关系[21],直观展示灾害链中各环节的致灾方式,推演链式传递过程㊂186㊀水科学进展第35卷㊀本文首先梳理典型城市洪涝链生灾害事件,分析城市洪涝灾害链传递规律㊂在此基础上,基于知识图谱分析郑州 7㊃20 特大暴雨洪涝灾害中地铁5号线被淹和京广快速路隧道被淹2个主要事件的因果关系以及时空特性,剖析灾害链阻断措施面临的主要瓶颈,提出灾害链断链总体思路,为提高城市洪涝预警及时性和响应有效性提供基础支撑㊂1 典型城市洪涝事件灾害链特性分析灾害链由致灾因子㊁孕灾环境和承灾体等构成[22]㊂其中,承灾体的灾害损失具有多种表现形式,包括可预见㊁不可预见㊁有形㊁无形㊁经济损失㊁非经济损失等[23-24]㊂分别从公众生命安全和经济财产安全2个角度来分析国内外典型洪涝事件的灾害链特性,如表1所示㊂表1㊀典型洪涝事件灾害链特性Table1Typical flood disaster chain characteristics洪涝灾害事件(日期)洪涝灾害类型(致灾因子)承灾体新闻报道实例(孕灾环境)分类死亡失踪人数或经济损失韩国首尔洪灾(2022-08-07)暴雨洪涝㊁山洪(日降水量380mm)设施中的人地下室被淹㊁山体滑坡(居住环境㊁地形地貌)人员20人交通系统㊁设施㊁经济地铁被淹㊁文物损失㊁市场店铺受灾(交通环境㊁公共场所环境)财产约28~56亿元美国肯塔基洪灾(2022-07-28)暴雨洪涝(日降水量135mm)设施中的人房屋被毁㊁山洪㊁泥石流人员37人交通道路㊁设施㊁经济部分社区淹水严重㊁桥梁被毁(交通环境㊁居住环境)财产3.3万个家庭和企业断电巴基斯坦洪灾(2022-06-09)暴雨洪涝(多月暴雨)交通道路及设施中的人道路受困㊁房屋倒塌㊁山谷遇害(交通环境㊁居住环境㊁地形地貌)人员约1695人交通道路㊁设施㊁经济桥梁损毁㊁房屋损坏㊁电力切断㊁灾民经济援助(交通环境㊁居住环境)财产超2139亿元南非夸祖鲁-纳塔尔省洪灾(2022-04-08)暴雨洪涝(日降水量138.6mm)设施中的人房屋倒塌㊁河流潮涨(居住环境㊁地形地貌)人员513人交通道路㊁设施㊁经济桥梁摧毁㊁基电设施受损㊁货运停止(交通环境㊁公共场所环境)财产约21亿元澳大利亚昆士兰洪灾(2022-02-28)暴雨洪涝(多轮暴雨)设施中的人数千所房屋被毁(居住环境)人员23人交通道路㊁设施㊁经济道路淹没㊁房屋淹没㊁供应链危机(交通环境㊁居住环境)财产超71亿元马来西亚洪灾(2021-12-16)暴雨洪涝(太平洋台风季)交通道路及设施中的人道路受困㊁房屋坍塌(交通环境㊁居住环境)人员59人交通道路㊁设施㊁经济道路损坏㊁房屋毁坏㊁灾民转移(交通环境㊁居住环境)财产约81~100亿元飓风艾达引发美国洪灾(2021-09-01)暴雨洪涝(日降水量181.1mm)交通系统及设施中的人车坠入深洞㊁设施通风不足中毒㊁洪水淹没(地形地貌㊁公共场所环境)人员95人交通系统㊁设施㊁经济地铁淹没㊁建筑物倒塌㊁断电一周(交通环境㊁公共场所环境)财产约8244~12370亿元㊀第2期王㊀浩,等:基于知识图谱的城市洪涝灾害链推演及时空特性解析187㊀续表洪涝灾害事件(日期)洪涝灾害类型(致灾因子)承灾体新闻报道实例(孕灾环境)分类死亡失踪人数或经济损失郑州市洪灾(2021-07-20)暴雨洪涝㊁山洪㊁溃坝洪水(日降水量624.1mm)交通系统及设施中的人地铁受困㊁车间爆炸㊁山洪(交通环境㊁公共场所环境㊁地形地貌)人员398人交通系统㊁设施㊁经济隧道车辆被淹㊁地下空间受淹㊁工厂停工(交通环境㊁公共场所环境)财产直接经济损失1200.6亿元欧洲洪灾(2021-07-14)暴雨洪涝(日降水量150mm)设施中的人建筑物坍塌(居住环境)人员395人交通道路㊁设施㊁经济垃圾和洪水填满隧道㊁建筑物坍塌㊁大面积停电(交通环境㊁公共场所环境)财产214亿元日本洪灾(2020-07-03)暴雨洪涝(几乎全月降雨)设施中的人养老院被淹㊁洪水导致决堤(居住环境㊁地形地貌)人员82人交通道路㊁设施㊁经济桥梁损毁㊁房屋损毁㊁停电(交通环境㊁公共场所环境)财产无单独报道伊朗洪灾(2019-03-17)暴雨洪涝㊁溃坝洪水(多轮暴雨)交通道路及设施中的人高速公路上的暴洪㊁房屋倒塌(交通环境㊁居住环境)人员超70人交通道路㊁设施道路淹没㊁设施破坏(交通环境㊁公共场所环境)财产超23亿元台湾省洪灾(2018-08-23)暴雨洪水㊁山洪(日降水量131mm)交通中的人汽车对撞㊁自撞电线杆(交通环境)人员3人交通道路㊁设施㊁经济县道坍方㊁电线杆毁坏㊁停航(交通环境)财产无单独报道日本西部洪灾(2018-07-05)暴雨洪涝㊁山洪(日降水量300mm)设施中的人住宅损毁㊁泥石流㊁山体滑坡(居住环境㊁地形地貌)人员236人交通系统㊁设施㊁经济铁路停运㊁住宅损毁㊁工厂被破坏(交通环境㊁居住环境㊁公共场所环境)财产超130亿元寿光洪灾(2018-08-19)暴雨洪涝㊁溃坝洪涝(日降水量222mm)交通道路及设施中的人开车溺亡㊁多村庄被淹(交通环境㊁居住环境)人员16人交通道路㊁设施㊁经济房屋被淹㊁叶菜类农产品涨价(居住环境)财产92亿元甘肃省洪灾(2018-07-09)暴雨洪涝㊁山洪(累积雨量达200~250mm)设施中的人房屋被毁,发生山洪人被冲入洪水(居住环境㊁地形地貌)人员20人交通道路㊁设施㊁经济公路塌方受损㊁房屋倒塌㊁电力中断(交通环境㊁居住环境㊁公共场所环境)财产81.8亿元㊀㊀灾害链特性主要表现为交通环境脆弱性㊁居住环境易涝性以及经济活动受阻等方面,在城市区域主要的损失类型包括经济损失和人员损失㊂经济财产安全方面,极端降雨导致交通设施破坏㊁交通中断㊁生命线设施中断等,产生直接经济损失,而交通的中断不可避免地会影响当地经济活动,产生间接经济损失[25]㊂交通环境㊁居住环境㊁公共场所环境等都构成经济财产安全的孕灾环境㊂人员损失方面,交通系统中的道路㊁桥涵㊁隧道以及生命线设施被淹可能威胁公众生命安全,例如,郑州 7㊃20 期间京广快速路隧道受淹曾导致6人溺亡的不幸事件;生命线设施方面的供水㊁供电中断等也会对居民的生命健康造成影响㊂此外,房屋188㊀水科学进展第35卷㊀坍塌/被淹㊁地下室/地铁等易涝设施被淹,也是造成人员损失的重要原因[26-27]㊂基于以上分析,城市洪涝威胁公众生命安全的主要孕灾环境是交通环境和居住环境㊂在交通系统中,人群作为承灾体通过地铁㊁驾车等方式出行,与致灾因子相遇引发洪涝灾害损失;在居住场所中,致灾因子将受灾人群居住的各种场所转变为孕灾环境,威胁公众生命安全㊂2㊀城市洪涝灾害链知识图谱构建Neo4j作为一种知识图谱的图数据库,提供优化的关系遍历执行算法,具有多种驱动语言支持,并且用户界面友好㊁数据语义描述丰富,已被使用在构建灾害链网络㊁分析致灾机理等相关研究中[28-30]㊂通过Neo4j的Match语句可实现灾害链知识图谱的绘制㊂知识图谱所需数据来自国务院灾害调查组的‘河南郑州 7㊃20 特大暴雨灾害调查报告“[12]㊂2.1㊀郑州地铁5号线被淹灾害链将灾害链中模式层构建分为灾害属性㊁灾害链中事件㊁灾害链外事件㊁断链措施以及事件属性5类,构建了灾害链知识图谱㊂灾害的属性主要考虑灾害构成属性,即致灾因子㊁承灾体㊁孕灾环境等;灾害链中事件是灾害链的传播节点,比如配电设施被淹㊁列车迫停等经济损失以及由此链式引发的人员伤亡;灾害链外事件是加剧灾害损失的关键因素,例如违规设计或停运指令延迟发布,这些链外事件影响着灾害链能否传递以及灾害损失的大小;断链措施是阻断灾害链传播的方式,例如采取应急方案㊁及时救援;事件属性描述事件的属性值,主要涉及灾害链中事件㊁灾害链外事件以及断链措施的发生时间㊂其中灾害链外事件与断链措施都可分为灾前㊁灾中两部分分析㊂由图1可知,洪灾发生后,灾前因素会影响灾前㊁灾中断链措施的有效性,导致应急响应迟缓,难以发挥原有的减灾效果;而灾中因素会降低防汛部门救援效率而加剧灾情㊂此事件灾害链链式影响复杂,涉及因素多,断链难度大,而灾前的预防措施覆盖面广,能够有效降低潜在风险,是限制灾损的有效防汛方式㊂图1㊀郑州地铁5号线灾害链知识图谱Fig.1Knowledge graph of the disaster chain of Zhengzhou metro line5㊀第2期王㊀浩,等:基于知识图谱的城市洪涝灾害链推演及时空特性解析189㊀2.2㊀京广快速路隧道被淹灾害链由图2可知,郑州京广快速路隧道淹没事件中,极端降雨作为致灾因子使隧道淹没而产生孕灾环境,人和车辆作为主要承灾体由于车辆拥堵难以转移,最终产生灾害损失㊂因此,灾害损失加剧的原因是灾中断链措施未采取或采取不及时,具体表现为车辆拥堵在隧道中难以疏导㊂京广快速路隧道区域附近被淹车辆共247辆,其中隧道周边道路142辆,这表明隧道内外都存在拥堵情况且拥堵时间长,在灾害链传播过程中交通疏导难度愈发增加㊂图2㊀郑州京广快速路隧道灾害链知识图谱Fig.2Knowledge graph of disaster chain of the Beijing-Guangzhou expressway tunnel in Zhengzhou3㊀城市洪涝灾害链推演及时空特性解析时空特性分析能够还原灾害链中各事件的 时间先后顺序 和 相对位置关系 ,实现灾害演变过程复盘,从而提供采取有效断链措施的时间区间和空间位置,指导应急响应措施㊂3.1㊀城市洪涝灾害链推演从知识图谱中抽离出与灾害链链式传递相关的核心节点开展灾害链推演㊂根据各事件对后续的具体影响,可分为诱发点㊁引爆点㊁扩散点以及放大点㊂诱发点为诱发一系列洪涝灾害的根本原因,多为城市洪涝原生灾害的起始端;引爆点为引发城市洪涝风险并极大增加灾害损失的单元,即将原本有风险但无灾损的承灾体转化为有灾损的承灾体,引爆潜在风险的单元;扩散点为引发已形成洪涝灾害一系列次生灾害的单元;放大点为扩大城市洪涝灾害链已有损失的单元㊂郑州地铁5号线被淹事件灾害链推演如图3所示㊂暴雨产生的洪水是灾害链的诱发点㊂随着诱发点产生的洪涝灾害风险的不断提高,郑州市气象局截至16:01已发布了5次预警信息,此时若能采取相应措施,可避免引爆点的产生,但因未按照预案及时响应错过了预警时效性最有效的阶段㊂灾害链被引爆后,产生 多米诺效应 ,灾害损失爆发式增长,出现扩散点和放大点,在事件中表现为 应急方案未启动 以及 停运指190㊀水科学进展第35卷㊀令发布不及时 导致地铁放行,从而加剧灾害损失㊂在灾害演变的13个事件节点中,灾害链中扩散点和放大点数量都为6个,占比最高㊂其中,扩散点多向传播,引发次生灾害,增加承灾体种类与数量;而放大点进一步加剧灾害损失㊂并且扩散点和放大点表现出 叠加 的特性㊂比如道路被淹㊁地铁被淹事件,既是扩散点,又是放大点,既增加灾害链的复杂性,又加剧灾害损失程度㊂图3㊀郑州地铁5号线灾害链推演Fig.3Derivation of the disaster chain in Zhengzhou metro line5郑州京广快速路隧道被淹事件灾害链推演如图4所示㊂暴雨产生的洪水是灾害链的诱发点,随着致灾因子强度提高,道路与隧道形成积水,车辆难以通行㊂因此,疏导交通不及时是此次事件的引爆点㊂车辆拥堵无法快速缓解,隧道内车辆无法驶出,隧道被淹时受灾车辆难以及时驶离㊂ 车辆拥堵㊁交警无法到达㊁交通疏导不及时 3部分之间存在 循环放大效应 ,在采取措施阻断灾害链前,随着隧道内淹没水深的不断上升,交通疏导的有效性愈发降低,车辆拥堵情况将更加严重,交警也更难以到达现场疏导交通㊂在 循环放大效应 中放大点不断加剧引爆点严重程度,使得救灾工作难以开展,救灾难度显著提高㊂图4㊀郑州京广快速路隧道灾害链推演Fig.4Derivation of the disaster chain of the Beijing-Guangzhou expressway tunnel in Zhengzhou 综合分析,两事件诱发点都是暴雨引发的洪水,导致道路和隧道积水㊁交通受阻,成为潜在的灾害源,并且未及时采取相应的措施成为引爆点㊂两事件的扩散点和放大点存在表现差异:地铁事件中,承灾体种类更多,灾害链主要通过传播扩散增加灾害损失;而在隧道被淹事件中,车辆拥堵㊁交警无法到达㊁交通疏导不及时形成 循环放大效应 ,灾害链主要通过放大灾害链某一节点增加损失㊂㊀第2期王㊀浩,等:基于知识图谱的城市洪涝灾害链推演及时空特性解析191㊀3.2㊀灾害链时空特性解析图5展示了郑州地铁5号线事件灾害链的时空特性㊂从时间特性分析,15:09五龙口停车场大门挡水板被冲毁,雨洪水灌入停车场;16:00 17:00郑州市中心城区1h降水量达到201.9mm[31],雨洪水冲毁停车场围墙,灌入地铁隧道,使得17:47地铁失电停运㊁列车被淹且位置难以救援;18:04地铁公司发布停运指令,避免灾害损失加剧;18:40乘客打开车门自发逃离,因水流太大太急一度退回车内㊂当地消防部门和医务人员在接到救援消息后,立即展开救援行动㊂直至21:00左右,成功救出500多人,尽管救援及时,但仍有14人死亡,5人受伤[32]㊂从空间特性分析,中心城区洪涝灾害易损性较强[33],洪水灌入地铁隧道后,沙口站和海滩寺之间开始积水;当列车离开站台,进入两站台间积水地段后,退行约30m时列车失电迫停,但位置标高相较于原位置却低了75cm,进一步提高灾害风险㊂结合2个特性分析,17:00前地铁事件存在潜在风险,17:00后的极端降雨作为致灾因子极大提高了灾害扩大化的概率㊂地铁被淹后,人作为主要承灾体,被迫置于难以救援的孕灾环境,使得潜在风险转化为实际损失㊂断链措施最有效的切入点位于15:09停车场大门挡水板被冲毁前后㊂停车场挡水板冲毁前,可根据预警信息实施预案,开展检查巡视;停车场挡水板冲毁后,立刻开展有效的应急处置,包括排查风险㊁列车停运㊁乘客疏散等措施㊂注:迫停点为地铁被迫停止的位置点图5㊀郑州地铁5号线灾害链时空特性Fig.5Spatial-temporal characteristics of the disaster chain in Zhengzhou metro line5图6展示了郑州京广快速路隧道事件灾害链的时空特性㊂从时间特性分析,3条隧道进水时间并不集中,北隧道15:14首先进水,16:00左右中隧道㊁南隧道进水;16:20中隧道匝道大面积进水,并向南北两侧漫延;这导致3条隧道被淹的时间点集中在17:30左右;而车辆拥堵于15:38左右开始,此时车辆已经受到隧道内积水影响,到中隧道匝道大面积进水期间42min,理论上存在阻断灾害链的可能性㊂但此次洪灾涉及区域广,多个区域均需要交警疏导受淹路段交通,防汛部门或交通部门难以及时响应㊂从空间特性分析,整个隧道北低南高,积水首先在北隧道开始,且北隧道的淹没水深大于其他2条隧道;此后的大面积进水发192㊀水科学进展第35卷㊀生在中隧道北部,进一步提高了北隧道的风险㊂因此,尽管3条隧道最终都被洪水淹没,但只有北隧道发生了亡人事件㊂结合2个特性分析,地势低的北隧道首先进水被淹,随后在北隧道发生车辆拥堵,且未能及时疏散人群[34],导致人与车辆等承灾体停留时间过长,16:20大量洪水从中隧道进入北隧道,并且降雨强度大,此时人和车辆的总体风险程度急剧上升,产生一系列灾害损失[35]㊂断链措施执行最有效的切入点位于15:38车辆拥堵发生后,应尽快于北隧道疏导交通,及时关闭隧道,必要时积极引导人群舍弃车辆等财产,向高地势的安全地区撤离㊂图6㊀郑州京广快速路隧道灾害链时空特性Fig.6Spatial-temporal characteristics of the disaster chain of the Beijing-Guangzhou expressway tunnel in Zhengzhou 综合分析,两事件共性在于时间特性上都存在一定的预警响应时机,但未能及时响应预警导致引爆点产生而扩大灾害损失;不同在于,地铁5号线事件的救灾强调灾前采取预案和应急处置的时机,京广快速路隧道事件则强调灾中车辆拥堵发生后的疏导交通㊁关闭隧道㊁尽快引导人群撤离等措施㊂4 城市洪涝灾害链断链总体思路基于上述断链切入点位置和灾害链推演结果,开展多情景灾害链推演假设,分析救灾措施执行时间对灾害链损失的影响,以灾害链链式传播长㊁承灾体种类复杂的地铁5号线被淹事件为例,如图7所示㊂图7中,包含4种情景下的灾害链传播,其中灾害链C是郑州地铁5号线淹没事件实际发生的灾害链,灾害链A㊁B㊁D为模拟推演假设㊂按照巡视预案响应㊁按照应急方案响应㊁及时救援是区分4条灾害链的3个关键事件,分别涉及引爆点㊁扩散点㊁放大点㊂当断链措施未采取或采取不及时,不能有效切断灾害链时,灾害链将持续链式传播至灾害结束,此时洪涝灾害损失将向最大化方向发展㊂而应急响应措施及时阻断灾害链,则能有效控制灾害损失扩大㊂灾害损失能够直观反映不同灾害链的损失程度,从而更好地评估灾害的影响,具体可参考S型曲线[36],多情景灾害链模拟综合损失曲线如图8所示㊂㊀第2期王㊀浩,等:基于知识图谱的城市洪涝灾害链推演及时空特性解析193㊀图7㊀多情景灾害链模拟推演假设Fig.7Simulation assumption of multi-scenario disaster chain图8㊀多情景灾害链模拟综合损失曲线Fig.8Comprehensive loss curve simulated in multi-scenario disaster chain图8中,当控制引爆点后,根据‘国家城市轨道交通运营突发事件应急预案“,将采取现场疏散㊁乘客转运等多种应急响应措施,之后扩散点和放大点无法损害已经脱离孕灾环境的承灾体,可有效控制灾害损失发展㊂随着断链措施不断滞后,洪涝灾害在链式传播中不断叠加放大,扩散点会产生新的扩散点或放大点,灾害损失持续加剧㊂在灾害链演变过程中,要发挥应急管理制度在洪涝灾害中的指导作用,在有效的预警和响应范围内采取断链措施,优先按照预案响应等措施避免灾害链引爆点的产生㊂随着采取断链措施时间的滞后,扩散点和放大点涉及的承灾体数量和种类增多,开展全面救灾工作的难度愈发增加,此时应以生命安全为优先项,阻断相关的扩散点,采取应急措施避免人员伤亡㊂5㊀结㊀㊀语本文首先通过梳理典型城市洪涝灾害链事件,识别了交通道路㊁交通系统㊁生命线设施等主要承灾体及其灾害链传递和损失特性㊂其次,以郑州 7㊃20 特大暴雨洪涝灾害中地铁5号线被淹事件㊁京广快速路隧道被淹事件为案例,提出了诱发点㊁引爆点㊁扩散点以及放大点等灾害链关键节点,基于知识图谱分析了灾害链的因果关系和逻辑结构,结果表明在救灾过程中应综合考虑灾前㊁灾中因素的影响,避免应急响应措施。
城市型水灾害及其应对方略
汉 、 州 、 南、 郑 济 西安 、 杭州 、 福州 等 大 城 市 暴 雨 积 涝成 灾 的 报 道 已 经屡 见
不鲜 。３ ０年 前 ， 日本 在 快 速 城 市 化 的
区 域 的暴 雨 中心 ， 强度 暴雨 可能发 高
遇多 次 暴 雨 袭击 。— １ 日降 雨 量 达 ７ ４ 到 了 ４ ０ｍ 超过平 均年 降雨 总量 的 ４ ｍ．
特 别 关 注
２ １ ．３ 中国水 利 ０ ０１
城 市型水灾害及其应对方略
程晓陶， 帅杰， 李 王 珊
（中国水利水 电科 学研 究院 ，０ ０ ８ 北 京 ） １０ ３ ，
关 键 词 ： 市 ； 水 灾 害 ； 略 城 洪 方
中图分类 号 ：４ Ｘ
文 献 标 识 码 ： Ｂ
文 章 编 号 ：０ ０ １ ２ （０ ０）３ ０ ０ — ２ １０ — １ ３ ２ １ １ — ０ ５ ０
１ 。 雨 期 间 ， 区街 道 成 了 河 道 ， ／ 暴 ４ 城 地
生 得更 为频 繁 。 城 市 内不 透水 面积 ② 增 加 、 体 面积 减 少 、 面沉 降 等 下 水 地
垫 面的改 变 ， 得 径流 形成 规 律发 生 使 变 化 ，即 同量 级 暴 雨 的 产 流 系 数 增
强行 洪 能力 。 城市 依靠 有 压管 道供 ⑤
水 ． 年 因供 水管 道 破 裂导 致局 部 区 近 域 受 淹 的事件 时 有报 道 ． 已成 为 与 这 降雨无 关 的城市水 灾新 类型 。
广州连续 发生 的暴雨 内涝 ，不仅 凸现 了城市型水灾害 的典型特征 ， 而且 使 人们 领略 了其 防 范与 治理 的难 度 。
市民反 映 ．历 次特 大暴 雨 中 ，０ ０年 ２１ 淹 得尤 为 “ 烈 ” 影 响范 围 和程 度 也 惨 ，
城市洪水风险图编制方法与技术
6:00
20 30 时间 25
降雨量(mm) 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
8:00 10:00
10:00
天安门
石景山
20:00 6:00 8:00
降雨量(mm) 45 40 时间 35 30 25 20 15 10 5 0
10
15
4
对建筑物分布对洪水影响的模拟
面积修正率
H
T 2 DT i
K 2DT 2DTqT DT T DT H Qi Lik 1 AXY Ai (1 AXY) k 1 k T i
DT DT QT vT HT max( AXY j1 , AXY j 2 ) ) j j j (1
有详细的排水网管分布和排水能力资料时，地下管网内按一维非恒 定流模拟，并与地面二维非恒定流耦合
8
对排水系统的模拟
无详细的排水网管分布和排水能力资料时，按等效的方法将地下排 水系统按虚拟的地下水库模拟 雨水设计流量： Qs qF 济南 1869 .916(1 0.7573lg P)
济南市 q 暴雨强度公式：
将离散的雨量站降雨量通过处理，
得到模型每个网格形心处的降雨 数据
2
对河道洪水的模拟
河道型网格
普通节点 特殊型河道节点 河道型通道 特殊型河道通道 阻水型通道（堤防） 特殊型通道的水位计算单元 水流方向
特殊河道型通道
矩形断面
3
对地形的模拟
模型采用无结构不规则网格对研究区域进行离散，网格布置更为灵 活，能更准确地反映计算域的地形特征。 网格高程可由DEM数据或高程点数据自动插值获得 济南
8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 0:00 2:00 4:00
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赵勇
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27水资源开发利用
魏永富
①政治思想理论②英语一③数学一④水资源学
28水资源优化配置与管理
郭中小
①政治思想理论②英语一③数学一④水资源学
04水工结构抗震研究
张艳红
①政治思想理论②英语一③数学一④材料力学
05高坝工作性态智能监控
刘毅
①政治思想理论②英语一③数学一④材料力学
06结构诊断与加固
李炳奇
①政治思想理论②英语一③数学一④材料力学
07大体积混凝土温控防裂与细观结构数值模拟
刘有志
①政治思想理论②英语一③数学一④材料力学
08复杂混凝土结构非线性分析
牧科所
牧科所
20城市水文
刘家宏
①政治思想理论②英语一③数学一④水资源学
21干旱区水资源持续利用
龙爱华
①政治思想理论②英语一③数学一④水资源学
22水资源配置方法与技术
尹明万
①政治思想理论②英语一③数学一④水资源学
23城市水循环
王明娜
①政治思想理论②英语一③数学一④水资源学
24农业水循环模拟与水资源高效利用
中国水利水电科学研究院2014年度硕士研究生招生专业目录
招生单位名称：中国水利水电科学研究院招生单位代码：82301邮政编码：100048地址：北京市海淀区车公庄西路20号
专业名称（代码）
研究方向
指导教师
本专业拟招生人数/拟招收推免生人数
考试科目