基于“FloodArea”模型的山洪灾害精细化预警方法研究.pdfVIP

第 54卷 第 3期 复 旦 学 报 (自然科学版) Vo1．54No．3 2015年 6月 JournaJofFudanUniversity(NaturalScience) ’ Jun．2015 文章编号 ：0427—7104(2015)03—0282—06 基于 “FloodArea’’模型的山洪灾害精细化 预警方法研究 张 磊h，王 文 ，文明章。，施宗强 (1．南京信息工程大学 大气科学学院，南京 210044；2．福建省气象局，福州 350001； 3．福建省气候中心，福州 350001；4．漳州市南靖县气象局，漳州363000) 摘 要：引用二维水动力模型 “FloodArea”，针对缺乏水文资料但有历史洪水淹没记录的山区小流域，在山洪灾 害实地调查的基础上进行山洪风险雨量的计算；根据不同风险等级山洪淹没栅格数据和精细化承灾体地理信息 资料 ，利用ARCGIS进行分析计算，实现山洪灾害精细化风险评估；基于山洪灾害不同风险等级致灾临界雨量 和精细化风险评估成果实现山洪灾害精细化风险预警的目的．结果表明，利用 “FloodArea”水动力模型能实现无 水文资料的山区小流域山洪灾害精细化风险评估和预警． 关键词：山洪；FloodArea；承灾体；精细化预警 中图分类号：TU4 文献标志码 ：A 山洪是指山区中小流域河谷地带由降雨引起的突发性、暴涨暴落的洪水口一一．福建省境内多山地丘 陵，素有 “八山一水一分田”之称．近些年，随着极端天气事件的频繁发生，福建境 内突发性暴雨呈增强增 多趋势，由于山区山高坡陡、河流源短流急，在暴雨天气下极易发生山洪灾害，对国民经济和人民生命安 全造成严重危害，山洪预报预警是防洪减灾的重要非工程性措施之一．目前山洪灾害预警公认的依据指 标为风险临界雨量I】]，即一定时段内降水量达到或超过一定临界雨量时需启动应急预案．国内学者关于 临界雨量的研究较多，文明章等对山区无水文资料的山洪沟流域的致灾临界雨量作了较好的研究口；张 亚萍等基于天气雷达和地面雨量对山洪的降水条件作了精细化分析 ；樊建勇等根据多年的山洪灾害和 气候统计数据，对江西省不同历时山洪致灾临界雨量进行了研究[6]．目前国内对缺少水文资料的山区洪 涝灾害的精细化预警缺乏研究，而这也是政府防灾减灾工作中迫切需要解决的难题，为了实现无水文资 料的山区流域的致灾I临界雨量，本文引进 了德国研发的二维水动力模型 “FloodArea”[7]，在 山洪灾害实地 调查的基础上，针对无水文资料山区小流域，但有洪水淹没个例的流域，进行山洪风险雨量的计算，并根 据精细化地理信息资料，利用 ARCGIS进行精细化风险评估，进而实现山洪灾害精细化风险预警的目的． 1 方法简介 1．1 “风险临界雨量”计算方法 山区中小流域中发生不同等级的洪水淹没时所对应的某时段的降水量即为该淹没等级的风险临界 雨量，风险临界雨量分为一、二、三等级，一般用不同历时的降雨量(ram)表示_llj． 对于无水文资料的山区流域进行实地考察，选择山洪隐患点，调查往年洪水淹没的深度，以人 口集 中、经济发达的区域作为山洪预警点．根据数字高程模型数据、地表产流系数、地表水力糙度及以往山洪 发生时的降水资料，利用 “FloodArea’模型进行山洪淹没再现模拟，根据预警点的调查资料对模拟结果进 行调整．提取最佳模拟结果中预警点逐时的淹没深度，对逐时淹没深度及对应降水量进行分析，最终得出 不同风险等级的临界面雨量_l1j． 1．2 “FloodArea”计算原理 “FloodArea”为德国Geomer公司开发的洪水淹没模型，该模型内嵌于Arcgis平台，计算基于水动力 收稿 日期 ：2Ol5-Ol一27 作者简介：张 磊(1983一)，男，工程师，硕士，E-mail：zhangleiqx@163．COrn． 复旦 学 报 (自然科学版) 第 54卷 洪暴发．2012年6月24日梅溪流域遭遇强降水袭击，伴有突发短历时强降水，1h最大降水量达 31ID_rn， 山洪暴发，洪水漫堤造成居民受灾、房屋毁坏、