航天宏圖內(nèi)澇模型助力城市內(nèi)澇監(jiān)測預(yù)警相關(guān)業(yè)務(wù)

昨天夜間開始

北方多地將切換到多雨模式

華北、黃淮、東北等地有較強(qiáng)降雨

華北地區(qū)降雨或?yàn)榻衲陙碜顝?qiáng)
本輪降雨將自西向東

覆蓋河北、北京、天津、

山東、遼寧等10余省份

近幾年來，極端暴雨事件頻發(fā)造成了不可估量的生命和財(cái)產(chǎn)損失，例如廣州市2010年“5.7”特大暴雨、北京市2012年“7.21”特大暴雨、河南鄭州2021年“7.20”特大暴雨事件。國家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部副部長仇保興認(rèn)為：城市內(nèi)澇的本質(zhì)不是因?yàn)榻邓土顺鞘?，而是由于在迅速擴(kuò)張的城市建設(shè)過程中落后的排水系統(tǒng)不能與快速的發(fā)展所匹配造成的。如何對(duì)城市內(nèi)澇采取行之有效的防治措施，保障城市經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的健康發(fā)展，成為了一個(gè)亟需高度重視的問題。

航天宏圖公司通過耦合一維管網(wǎng)模型與二維水動(dòng)力模型，對(duì)內(nèi)澇淹沒過程進(jìn)行模擬，同時(shí)結(jié)合降雨場景，實(shí)現(xiàn)淹沒范圍與水深變化動(dòng)態(tài)展示，以期為內(nèi)澇應(yīng)急響應(yīng)提供技術(shù)支持，輔助相關(guān)部門開展防澇減災(zāi)工作。

解決方法

基于城市雨洪模型特點(diǎn)，選用單項(xiàng)耦合方式，結(jié)合一維開源水文模型（SWMM）在雨洪模擬中的良好適應(yīng)性及二維半開源水動(dòng)力模型（LISFLOOD-FP）在洪水淹沒歷程中的直觀展示效果，實(shí)現(xiàn)淹沒過程模擬。

整體思路為：首先，基于管網(wǎng)水系等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)構(gòu)建研究區(qū)SWMM模型；接著，采用相關(guān)算法提取節(jié)點(diǎn)的溢流過程，作為LISFLOOD-FP模型的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)；最后，基于模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行淹沒分析，獲得淹沒范圍、淹沒水深及過程。

▲圖1：流程圖

案例應(yīng)用

以靖安某區(qū)域?yàn)槔寒?dāng)突發(fā)強(qiáng)降雨時(shí)，路面積水成倍增加，驟然聚積的積水若無法及時(shí)排除，將對(duì)道路、公共區(qū)域及低洼處的居民區(qū)帶來諸多損失?；隈詈夏Ｐ?，可對(duì)強(qiáng)降雨造成的城市內(nèi)澇進(jìn)行二維模擬，實(shí)現(xiàn)內(nèi)澇過程可視化展示，在接入降雨預(yù)報(bào)信息的情況下，還可對(duì)即將被淹沒的區(qū)域進(jìn)行預(yù)警，以降低內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)。

▲ 圖2：一定時(shí)間段的降水信息

▲圖3：swmm模型構(gòu)建

以上述圖件為例，圖2為研究區(qū)域2022年6月17日晚5點(diǎn)至11點(diǎn)的降雨過程，降雨從晚6點(diǎn)開始，晚9點(diǎn)達(dá)到峰值。內(nèi)澇過程如圖4所示，道路從晚6點(diǎn)半開始產(chǎn)生積水，持續(xù)至9點(diǎn)，操場以北道路主干區(qū)近乎被積水覆蓋。若使用預(yù)報(bào)的降雨數(shù)據(jù)，計(jì)算的內(nèi)澇結(jié)果則可結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)提前發(fā)布預(yù)警信息，疏散內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)較高區(qū)域的車輛或居民，避免生命財(cái)產(chǎn)損失。

總結(jié)展望

航天宏圖公司通過模型耦合的業(yè)務(wù)化應(yīng)用研發(fā)，助力城市內(nèi)澇監(jiān)測預(yù)警相關(guān)業(yè)務(wù)，未來將繼續(xù)深耕相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)，探索模型參數(shù)自動(dòng)化率定系統(tǒng)，結(jié)合城市內(nèi)澇災(zāi)害損失模型自動(dòng)生成典型易澇點(diǎn)災(zāi)損和防御決策報(bào)告，以期為防災(zāi)減災(zāi)工作及災(zāi)害損失補(bǔ)償機(jī)制提供數(shù)據(jù)支撐，同時(shí)為各級(jí)政府部門災(zāi)害應(yīng)急決策提供參考。

責(zé)任編輯：彭菁