浙江沿海山地丘陵地区环境评估与研究--以温州龙湾区为例(十八)

浙江沿海山地丘陵地区环境评估与研究--以温州龙湾区为例技术和DEM数据，探讨一种适合于较大范围，可近似为静态水体的水深分布算法，以便迅速、准确地计算洪水淹没深度的空间分布，并以广东省北江流域清远地区2002年10月底的一次洪水进行了模型验证。

    张行南等(张行南等，2006)运用水文学原理和GIS技术，针对有工程条件下的溃堤式淹没和无工程条件下的漫滩式淹没两种洪水淹没形式，选取典型潮位过程进行洪水进水量模拟，并建立了洪水演进模型。根据上海市沿海区域下垫面特性和堤防、道路等线状阻水建筑物的分布，以及地势等因素将地形划分为地理单元和计算单元。地理单元控制淹没水流流向，计算单元辅助计算淹没水量和水位。该模型较为出色地体现了地形地貌对风暴潮洪水淹没的关键影响作用，为洪水风险图制作研究提供了新方法。

    随着“国际减灾十年”活动的开展，我国在自然灾害特别是洪涝灾害及其对策研究中取得了可喜的成绩。我国各流域管理机构相继开展了流域范围的洪涝灾害成因与规律、减灾措施等多方面的研究。城市洪涝灾害是我国自然灾害中影响最严重的灾害之一，城市化是我国经济发展的结果，随着城市化进程的加快，大规模的建设与开发改变了地表产汇流特征，加剧了水土流失造成河道淤积严重，行洪能力降低，且新增城市防洪排涝能力不足，使城市洪涝灾害损失日趋严重，因此加强城市化及其诱发的城市洪涝灾害的研究成为城市防洪减灾的重要任务。1984年，刘树坤在国内首次将规则网格的二维非恒定流数学模型应用于城市洪涝灾害模拟(仇劲卫等，1998)。该模型利用有限差分法，将城市内河道与街区划分为不同的计算网格分别考虑，利用规则网格计算方向上的确定性，将流量定义在网格的边界上，将水位定义在网格的中心上，水位与流量的计算在时间和空间上呈交错分布。该模型应用于沈阳、广州、海口等城市的洪涝灾害模拟，计算结果用于绘制城市洪涝风险图和城市防洪规划，收到了很好的效果。对于城市洪涝灾害的研究，部分城市的水利研究和管理部门也已着手进行，如深圳市的城市规划进程，就将城市防洪(潮)规划作为其重要内容。程晓陶等(程晓陶等，1995)开发了城市洪水演进一维和二维非恒定流混合数值模型，以1993年“9.26”洪水对深圳河流域模型进行验证，然后分现状与规划措施实施后两种情况对各典型年暴雨、高潮组合下深圳市可能造成的洪涝灾害淹没范围、淹没水深、洪水流速和历时进行模拟和分析，研究深圳河流域在高速城市化情况下深圳市洪涝灾害的演变趋势与特点，其结果为深圳市合理评价防洪(潮)规划提供了依据。仇劲卫等(仇劲卫等，1998)利用城市洪涝灾害仿真模型，通过对深圳市今后不同城市化条件下洪涝灾害的数值模拟，分析了城市化对洪涝灾害的影响。

    仇劲卫、李娜等(仇劲卫等，2000;李娜等，2002)利用二维非恒定流水动力学模型和计算机信息管理及图形技术，采用Power Station Fortran 4.0和VisualBasic 5.0编程语言，在Windows98环境下开发了天津市暴雨沥涝仿真模拟系统。这是水利部门首次与气象部门合作进行的城市暴雨预报、监测和沥涝仿真模拟的研究，改变了以往单纯研究城市气象灾害或城市洪涝灾害，为城市洪涝灾害的系统研究和应用研究作了非常重要的探索和尝试。解以扬等(解以扬等，2005)以城市地表与明渠、河道水流运动为主要模拟对象，研制了模拟城市暴雨内涝积水的数学模型。模型以平面二维非恒定流的基本方程和无结构不规则网格划分技术为

骨架，同时，针对小于离散网格尺度的河道或明渠，应用了一维非恒定流方程的算法。采用分类简化处理的方法，将通道分为河道型、路面型、特殊通道型(城市内的二级河道)，根据不同类型简化动量方程，求解任意网格各个通道上的单宽流量。运用一维非恒定流方程模拟地下排水管网内的水流，并给出泵站、闸门、淹没出流管道等排水系统的处理方法。根据无结构不规则网格的设计思路，按照天津、南京、南昌三市的地形地貌特征分别设计多边形的计算网格，建立了天津、南京、南昌三市的城市暴雨内涝灾害的仿真模拟系统，并介绍了城市面雨量的计算方法以及2003年汛期该模型在3个城市的应用情况。王林等(王林等，2004)根据降雨模型、排水模型和基于GIS体积法的产汇流模型，利用GIS的空间分析技术，结合城市地理数据库和数学计算模型以及城市暴雨强度经验公式，建立城市内涝灾害分析模型。该模型是城市内涝积水计算和模拟的基础，能够根据城市降雨分布情况，模拟和预测城市的内涝灾害有关特征数据，如内涝积水的淹没深度分布、淹没面积和淹没历时等，并以可视化的形式显示模拟结果，在深圳市进行了模型的验证。

    国内也有一些学者运用指标评价体系对洪水的危险度进行评估。何报寅等(何报寅等，2002)利用ARC/INFO地理信息系统平台强大的空间分析和叠加功能，对湖北省洪水灾害危险性进行了初步评价。王静爱等(王静爱等，2004)选择中国城市人口在60万以上的70个城市，从灾害系统角度构建了水灾孕灾环境、承灾体和致灾因子的危险性评价指标体系:采用成因分析法提出危险性评价模型并编制了中国城市水灾危险性评价图。提出了从城市孕灾环境角度，通过调整和优化城市土地利用结构，在城市中留出一定面积的土地作为“洪水用地”，让洪水来时“有处可去”。这种“与洪水共存”疏导洪水的城市减灾理念，是城市洪水风险

管理的一个重要的基本理念，具有重要的指导作用和实践价值。

3.2典型历史台风暴雨洪水事件淹没情景模拟和危险性评价

3.2.1典型历史台风暴雨洪水淹没情景模拟