基于FloodArea的青弋江流域暴雨洪涝灾害风险区划与初步评估

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安徽省是中国上自然灾害最严重的省份之一,其中由暴雨引发的灾害占相当大的比重,因此针对流域以及特殊地形的暴雨灾害风险所开展的评估与区划研究及验证工作日益受到重视[1-2]。王胜[3]等以淠河流域为例进行,对山洪灾害风险区划研究验证,高展[4]等基于自然灾害风险评价理论,对黄山开展山岳型景区暴雨山洪灾害风险区划研究,李军玲[5]等对河南省洪涝灾害风险评估与区划研究,张俊香[6]等对台风暴雨灾害风险区划进行更新实证分析。位于安徽省南部的水阳江、青弋江、漳河三江流域,河道纵横、水网交错,是著名的鱼米之乡,也是最易遭受洪涝灾害的地域,近300年来,流域共出现大小洪灾200多次[7];其中作为安徽境内长江最大的支流青弋江,起源于安徽省黟县黄山北麓,途径宣城、芜湖等地汇入长江,干流长233km,流域面积7100km2,青弋江西河镇以下均为圩区。本文将对青弋江流域的暴雨洪涝灾害风险进行区划研究,并对区划做进一步评估验证。使用资料分别为安徽省气象站逐日及逐小时降水资料、主要水文站2016年7月2日逐小时水位数据,以及水文站警戒、保证水位等;STRM30(30m×30m)的DEM资料为,2010年土地利用资料(30m×30m);2010年GDP数据(1km×1km);人口为2010年数据,精度1km×1km;2012-2016年安徽省暴雨洪涝灾害风险普查灾情数据,1984-2010安徽省气象灾情普查数据库。使用工具Mu DFi T(多概率分布函数拟合工具软件)和FloodA rea模型,FloodA rea由德国eomer公司开发,基于GIS栅格数据构建二维非恒定流的水动力模型。水流的淹没深度等于淹没水位高程和地面高程之差。暴雨洪涝灾害风险是由危险性(致灾因子)、敏感性(孕灾环境)、易损性(承灾体)和抗灾能力四部分共同形成的,危险性表示引起暴雨灾害的致灾因子强度及概率特征,是洪涝灾害产生的先决条件;在气候条件相同的情况下,某个孕灾环境的地理地貌条件与暴雨配合,在很大程度上能加剧或减弱暴雨致灾因子及次生灾害;易损性表示承灾体整个社会经济系统(包括人口、耕地、GDP等)易于遭受暴雨威胁和损失的性质和状态。本文利用DEM、水文等资料,使用统计方法和半分布式水文模型确定了青弋江流域的致灾临界雨量,通过广义极值分布函数计算青弋江流域不同重现期致洪面雨量,得出青弋江T年一遇(T=5,10,15,20,50,100)的致洪面雨量分别为86.8、100.1、109.4、116.8、128.5、145.8、174.9mm,并加入地理信息资料、DEM等资料,代入Flood Area淹没模型,得出重现期为T年一遇(T=5,10,15,20,50,100)的栅格淹没数据,从而制作出T年一遇的青弋江暴雨洪涝灾害风险区划图,并在GIS平台上使用青弋江不同重现期暴雨山洪的淹没深度分布图叠加上对应的人口、GDP、土地利用信息,就可制作不同重现期下人口、GDP以及土地利用等风险区划图谱(图略),对暴雨洪涝灾害的评估具有重要意义。2016年7月2日流域上有一次暴雨过程,青弋江水位猛涨,本文选择青弋江上大砻坊、湾沚、清水镇三个水文站点进行淹没比对,选取7月1日20时至7月2日20时24个时次的水文实测水位增长值和基于Flood Area系统模拟提取的24个时次淹没水深进行对比,青弋江上站点实测值站均比模拟值略偏高,其中湾沚站的数据曲线一致性最好(表1),大砻坊站数据表现出前期实测值比模拟值低,主要是大砻坊接近青弋江和长江的汇流口,暴雨期间前期青弋江水汇入长江。此外,通过计算青弋江流域的面雨量,得出此次暴雨天气青弋江面雨量为20年30年一遇,选取湾沚水文站验证,实际淹没深度0.94米,青弋江暴雨洪涝灾害风险区划图对应处的模拟淹没深度为0.8-1.2米,两者较为符合。从以上两种验证来说,这次暴雨模拟淹没表明青弋江暴雨洪涝灾害风险区划较为合理。虽然流域也可能因为模拟时会因为地形地貌、水文资料的不足产生误差,但就目前空白状态的风险评估领域来说,仍具有较好的参考价值。
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