航天宏图内涝模型助力城市内涝监测预警相关业务

昨天夜间开始

北方多地将切换到多雨模式

华北、黄淮、东北等地有较强降雨

华北地区降雨或为今年来最强
本轮降雨将自西向东

覆盖河北、北京、天津、

山东、辽宁等10余省份

近几年来，极端暴雨事件频发造成了不可估量的生命和财产损失，例如广州市2010年“5.7”特大暴雨、北京市2012年“7.21”特大暴雨、河南郑州2021年“7.20”特大暴雨事件。国家住房和城乡建设部副部长仇保兴认为：城市内涝的本质不是因为降水淹了城市，而是由于在迅速扩张的城市建设过程中落后的排水系统不能与快速的发展所匹配造成的。如何对城市内涝采取行之有效的防治措施，保障城市经济和社会的健康发展，成为了一个亟需高度重视的问题。

航天宏图公司通过耦合一维管网模型与二维水动力模型，对内涝淹没过程进行模拟，同时结合降雨场景，实现淹没范围与水深变化动态展示，以期为内涝应急响应提供技术支持，辅助相关部门开展防涝减灾工作。

解决方法

基于城市雨洪模型特点，选用单项耦合方式，结合一维开源水文模型（SWMM）在雨洪模拟中的良好适应性及二维半开源水动力模型（LISFLOOD-FP）在洪水淹没历程中的直观展示效果，实现淹没过程模拟。

整体思路为：首先，基于管网水系等基础数据构建研究区SWMM模型；接着，采用相关算法提取节点的溢流过程，作为LISFLOOD-FP模型的驱动数据；最后，基于模拟数据进行淹没分析，获得淹没范围、淹没水深及过程。

▲图1：流程图

案例应用

以靖安某区域为例：当突发强降雨时，路面积水成倍增加，骤然聚积的积水若无法及时排除，将对道路、公共区域及低洼处的居民区带来诸多损失。基于耦合模型，可对强降雨造成的城市内涝进行二维模拟，实现内涝过程可视化展示，在接入降雨预报信息的情况下，还可对即将被淹没的区域进行预警，以降低内涝风险。

▲ 图2：一定时间段的降水信息

▲图3：swmm模型构建

以上述图件为例，图2为研究区域2022年6月17日晚5点至11点的降雨过程，降雨从晚6点开始，晚9点达到峰值。内涝过程如图4所示，道路从晚6点半开始产生积水，持续至9点，操场以北道路主干区近乎被积水覆盖。若使用预报的降雨数据，计算的内涝结果则可结合风险等级提前发布预警信息，疏散内涝风险较高区域的车辆或居民，避免生命财产损失。

总结展望

航天宏图公司通过模型耦合的业务化应用研发，助力城市内涝监测预警相关业务，未来将继续深耕相关产品研发，探索模型参数自动化率定系统，结合城市内涝灾害损失模型自动生成典型易涝点灾损和防御决策报告，以期为防灾减灾工作及灾害损失补偿机制提供数据支撑，同时为各级政府部门灾害应急决策提供参考。

责任编辑：彭菁