基于水文大數據背景下的日照市城市水文預警系統與應用

【摘要】改革開放以來，我國經歷了經濟的快速增長，城市作為國民經濟的重要空間載體，也經歷了高速的發展，城市人口不斷增多，城市數量和規模不斷擴張，對于城市化過程中產生的一系列經濟和社會問題應引起我們對城市化進行綜合全面的考量與評價。同時，與經濟的高速增長相伴隨的是，我國經濟社會已經面臨著資源枯竭、環境惡化、人口問題等各種挑戰。資源的枯竭與生態環境的惡化，使我們的經濟和社會發展面臨制約。

【關鍵詞】城市發展；對水資源利用；影響

引言：

日照市位于山東省東南部黃海之濱，總面積5358平方公里，城市規劃面積已達134km2，建成區人口86萬。全市多年平均降水量816.6mm，城區年平均降水量857.1mm；多年平均徑流總量14.9億m3。徑流年內分配不均衡，6-9月徑流量約占全年的82%以上，形成明顯的夏汛期。隨著日照市城市化進程的加快，日照市城市水文預警系統的建設與應用是十分必要的。

一、建設城市水文預警系統必要性

近幾年，日照市主汛期城區都有不同程度的漬水內澇發生，輕者影響交通出行，重者嚴重威脅到人民的生命財產安全。2008年7月，受西和切變南渦線共同影響，全市平均降雨量81.6毫米，市區低洼地段多個村居出現不同程度的積水，造成嚴重的經濟損失。2011年7月，受副熱帶高壓邊緣西南暖濕氣流和北方弱冷空氣的共同影響，全市平均降雨量96.8毫米，暴雨引發城市內澇，城區多處道路積水嚴重。2012年8月受第10號臺風“達維”的影響，日照市區平均降雨量達59毫米，直接經濟損失達幾十億余元。解決日照市的城市內澇問題，僅僅依靠工程措施是不可能完全解決的，迫切需要工程措施與非工程措施并舉。日照市城市水文預警系統的建設，可有效提升城市信息化管理程度，及時發布城市水文信息，在大面積積水發生之前提前預警，保護人民生命財產安全，為城市防汛安全的提供可靠的信息保障。

二、城市水文項目建設的規劃與構建

通過日照市城市洪澇災害數據分析，城市短歷時暴雨頻發導致城市內河道、道路、低洼地帶積水嚴重、排水不暢，隨著經濟社會的發展和人口數量的增加，發生城市內澇的時間間隔越來越短，損失越來越大。因此，要根據城市內澇情況，針對多發內澇點（區域），科學編制規劃城市水文項目，加強排水防澇設施、排水通道的建設，強化江河水系的治理，為城市防洪提供準確及時的實時和預警雨情、水情信息。結合洪澇災害發生的地點、程度和頻次，進行時間序列分析，以日照市市區（含東港區、日照經濟技術開發區、山海天旅游度假區、日照國際海洋城）為例，通過在主要河流設置河道水文站、河道水位站，對河流水位、流量、含沙量、降水量、水質等水文要素進行監測、預測、預警。在市區低洼地帶、道路易積水路段設置水位站，對低洼地帶、道路易積水路段水位、雨量進行監測、預測、預警。在市區主要區域設置雨量站，對市區暴雨進行監測、預測、預警。城市水文站、水位站、雨量站等水文設施工程和水文自動測報系統建成投入使用，可以實現水文信息采集、傳輸、存儲的自動化和報汛自動化，為實施城區防汛應急預案提供決策依據，為防汛應急預警系統、防洪排澇、搶險救災、水資源配置、水環境保護、水生態建設、城市交通、市民安全等提供科學依據。

三、 城市防洪預警調度系統的應用與效益

城市水文工程是城市防洪的關鍵工程，雨水情、網絡通信和水文基礎設施等非工程措施是工程的重要組成部分。要建設的城市防洪預警調度系統主要功能模塊包括：實時數據監測、積水分析預警、預警管理、災害分析、防洪調度預警、數據接收處理功能、水文資料整編功能、城區暴雨積水模擬展。這套系統以預警、預報作為其根本目的，全面提供城市防汛抗洪信息，實現數字化城市水文模式。

通過對城市水文監測站點的建設，研究極端暴雨條件下徑流的形成機理，建立雨量、水位監測預警系統；開發建立基于GIS的城市暴雨徑流模擬模型，逐步建立以實時監測數據為基礎，包含降雨預測、徑流預測和基于GIS的城市內澇淹沒范圍預測的城市內澇仿真系統，實現根據城市降雨分布情況，模擬和預測城市的洪澇災害有關特征數據，如內澇積水的空間分布、深度分布、淹沒面積和淹沒時間等，模擬結果為防災減災部門制定防災減災措施提供依據。經初步測算，在城市防洪、城市水資源（供水、飲水、排水）、城市水環境、城市水生態等方面創造直接和間接經濟效益達上億元，同時具有顯著的社會效益。

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