夏军; 王惠筠; 甘瑶瑶; 张利平
【期刊名称】《《暴雨灾害》》
中国欢乐谷排名大小【年(卷),期】什么团购网最好又便宜2019(038)005
【总页数】6页(P416-421)
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【关键词】暴雨洪涝灾害; 水文模型; 气象水文耦合; 实时洪水预报【作 者】夏军; 王惠筠; 甘瑶瑶; 张利平
【作者单位】武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室 武汉430072; 海绵城市建设水系统科学湖北省重点实验室 武汉430072桂林旅游自驾游攻略
【正文语种】中 文
【中图分类】P333.2
引言
世界十大酒店排行榜暴雨洪涝灾害一直是最严重威胁人类生存和发展的自然灾害之一。随着人类社会经济的不断发展，暴雨洪涝灾害所造成的经济损失和社会影响与日俱增。暴雨洪涝灾害可造成粮食减产，导致巨额经济损失，破坏土地资源和生态环境，对社会经济和环境等具有多方面的影响。中国洪涝灾害频繁发生，是世界上洪涝灾害最频繁和严重的国家之一，全国约2/3的地区曾受到不同类型和不同危害程度的洪涝灾害。洪涝灾害可由多种原因造成，在各种致灾原因中，暴雨是最常见和最具威胁性的(叶帮苹等，2012)。研究表明：近半世纪，尤其是20世纪90年代以来，我国极端降水发生强度和频率都呈现增加趋势，暴雨洪涝趋于增多。20世纪50年代以来长江流域(包括江淮地区)的历次大水都是由致洪暴雨造成的，给国家造成巨大损失。以2013年为例，全国31个省(自治区、直辖市)均遭受不同程度洪涝灾害，受灾人口近1.2亿，因灾死亡775人，直接经济损失高达3155亿元，2266个市(县、区)遭受洪涝灾害，其中，243座城市发生严重内涝或进水受淹，相比之下，2011和2012年分别为136座和184座，直接经济损失分别为1301亿元和2675亿元，可见，遭受暴雨洪涝影响的城市数量和洪灾损失也逐年增加(姜仁贵等，2016；於琍等，2018)。同时，暴雨本身也是危害最严重的气象灾害之一，暴雨天气出现，多伴随雷电和狂风，常导致平面积水、
河道漫溢、农田毁坏、房屋倒塌等。
因此迫切需要做好降水集中期的暴雨预报，加强对暴雨洪涝灾害的预报和模拟，为政府部门的决策提供可靠的科学依据，提升对暴雨洪涝灾害的应对水平，保障防灾减灾措施的及时制定和实施，最大限度地减轻暴雨洪涝灾害损失，对于保障区域社会经济持续发展具有重大意义。
1 暴雨洪涝灾害简述
1.1 致洪暴雨
针对我国洪涝的严重危害及其频发特征，暴雨预报需求十分迫切。但是，在各种降水中，可能形成洪涝威胁的仅是其中的一部分过程。有的降水过程有大暴雨中心存在，即点暴雨量很大，从而形成了洪涝威胁；而有的降水过程中点暴雨中心的雨量并不很大，但出现了大面积长历时的强降水，也形成了洪涝威胁。此外，它与该次降水过程出现之前，此流域原有的丰枯状态及底水水位、流量也密切相关。
20世纪90年代，章淹(1995)第一次提出致洪暴雨(Flooding-Causing Torrential Rain，简称
FCTR)的概念，将可能形成洪涝威胁的降水定义为致洪暴雨。采取气象与水文相结合的方法，可采用下列数学式来表达
式中Ist表示强降水的瞬时降水强度，a代表强降水面积，t代表强降水出现的历时，三者的综合效果，描述了致洪暴雨的气象成因，是致洪暴雨重要的气象参数；BQ代表前期基础降水量(或江河底水)，它是一个复杂的函数,可认为是与前期江河底水或起涨流量、流域内土壤湿润状况、下垫面特征、水库分布、地表径流和流域汇流特性、以及下游顶托效应等多种水文和地理因素有关,从而给致洪暴雨的确定带来颇大困难（贾显锋等，2007）。式中右端第1、2项的单位，经过处理可使之无量纲化或同一化。
但是由于暴雨和各地的河湖洪涝均有很强的地域性特点，故致洪暴雨标准可能会有所差异，即需要对该公式做一定的补充或修订。同洪水一样，致洪暴雨并不一定都形成洪涝灾害，这与人们的防范能力是否有力及调度措施等是否得当有关。不管怎样，暴雨与洪涝灾害形成的关系十分密切，认识暴雨的规律和成因，并开展积极的预报，对于抗御洪灾减少损失有着极为重要的意义。
1.2 暴雨洪涝灾害
暴雨洪涝灾害主要是指因大雨、暴雨或长期降雨量过于集中而产生大量的积水和径流，排水不及时，致使土地、房屋等渍水、受淹而造成的灾害，主要有以下特点：雨强大、范围广、历时长，洪水量级高、洪灾损失重、突发性强，先兆特征不明显，落区离散，时空分布不均等。
暴雨洪涝灾害是我国的主要气象灾害之一，几乎每年都给国民经济和人民财产造成巨大损失，多发生在中部和东部沿海经济较发达的地区，成为工农业生产发展的主要制约因素之一。冯强等(2001)研究指出，暴雨洪涝灾害不仅在其发生过程中会对灾区人民的生命财产造成直接损失，而且灾后仍然会对社会经济产生较长期的影响，即灾害具有后效效应。因此，我们要进一步开展对暴雨洪涝灾害的研究，不但要研究其发生的原因，还要充分运用现代化科学手段，加强对暴雨的监测和预报，不断提高暴雨预报准确率，及时预报可能产生的暴雨洪涝灾害，对其可能造成的损失进行预评估和灾后及时评估，为减灾防灾提供可靠的科学依据。
2 暴雨洪涝灾害预报研究进展
暴雨和大暴雨是导致洪涝灾害发生的主要原因，但并不见得出现了大暴雨，就一定会产生
洪涝灾害。洪涝灾害的产生与当时的河湖蓄水量、客水量、径流量等要素均密切相关，因此洪涝预报有别于暴雨预报，但洪涝预报必须要建立在暴雨预报的基础上。
新疆国际大巴扎2.1 预报方法
在科技发展及各类科技产品尚未成熟的早期，大多采用数值统计方法来预测暴雨洪涝灾害，如回归分析方法、灰拓扑预测理论等。这类方法通常通过数值统计，建立时间序列同暴雨洪涝灾害各要素如受灾面积之间的简单函数关系，预测出曲线未来变化趋势，得出未来若干年的旱涝状态趋势。这种数值统计方法对资料的要求不太严格，要求的样本量也不大，少数几个有代表意义的样本也可以做预测，比较适应于灾害分析中资料不足的情况；但同时，这种预测方法精度不高，有预测意义的数据仅仅是当前状态后的一两个数据，其他更远的数据不是预测数据，而是更偏向于规划性数据，可以认为预报时效越长，通过此种方法预测数据的预测意义越小。
目前，在我国的暴雨洪涝灾害预报中，水文模型是最重要的依据之一，因此，选择一个恰当的模型对洪水的准确模拟非常重要。我国所采用的水文预报模型主要有我国自行研制开发的新安江模型、双超产流模型、河北雨洪模型、姜湾径流模型等，以及从国外引进的模
型主要有Tank、Sacramento和SMAR等模型(丁一汇等，2009)。
2.1.1 经验模型
经验模型又叫黑箱模型，是一种早期开发的用于暴雨洪涝模拟的数学模型，基于传输函数，几乎没有任何物理意义。它将所研究的流域或区间视作一种动力系统，利用输入(一般指降雨量或上游干支流来水)与输出(一般指流域控制断面流量)资料，建立某种数学关系；然后就可由新的输入推测输出。这种模型只关心模拟的精度，而不考虑输入—输出之间的物理因果关系。系统模型有线性和非线性，单输入单输出，多输入单输出，多输入多输出等多种类型。其中具备代表性的模型有：简单线性模型(SLM)、线性扰动模型(LPM)、约束线性系统模型(CLS)、线性可变增益因子模型(VGFLM)、Volterra函数模型、多输入简单线性模型(MISLM)、多输入线性扰动模型(MILPM)、神经网络模型(ANN)等(崔春光等，2011)。
2.1.2 水动力学物理模型
随着对暴雨洪涝过程的特性与成因进行进一步的模拟，水文模型由最初相对简单的经验性
和概念性模型慢慢发展到复杂的水动力学模型，包括：水量水质耦合模型，QS模型，Wallingford模型，SWMM模型，MIKE-SWMM模型以及HSPF模型等。这些模型可建立适用于研究区域的面雨量与河流实时水文特征(流量、水位等)的定量关系，来实时模拟降水致洪过程。
2.1.3 集总概念模型
集总概念性模型将流域作为一个整体来描述或者模拟降雨径流形成过程，它所利用的是一些简单的物理概念和经验关系，将物理现象进行合理概化。由于具有一定的物理基础，结构简单，对输入资料要求不高，因此，在近几十年里发展很快，并在实际应用中得到大量的使用。很多流域水文模型都属于概念性水文模型，如由Craford和Linsley提出的斯坦福模型，营原正己提出的水箱模型(Tank)，美国天气局Sitten提出的API模型，Bernash提出的萨克门托模型，爱尔兰国立大学工程水文系研制的SMAR模型，国内由赵人俊教授提出的新安江模型，意大利Todini提出的Arno模型等。这些模型目前仍然是主流的洪水预报模型，并且在一定时期内还会继续发挥作用(崔春光等，2011)。
