基于水文大數(shù)據(jù)背景下的日照市城市水文預(yù)警系統(tǒng)與應(yīng)用

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

【關(guān)鍵詞】城市發(fā)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(guī)劃面積已達134km2，建成區(qū)人口86萬。全市多年平均降水量816.6mm，城區(qū)年平均降水量857.1mm；多年平均徑流總量14.9億m3。徑流年內(nèi)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(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用是十分必要的。

一、建設(shè)城市水文預(yù)警系統(tǒng)必要性

近幾年，日照市主汛期城區(qū)都有不同程度的漬水內(nèi)澇發(fā)生，輕者影響交通出行，重者嚴重威脅到人民的生命財產(chǎn)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(qū)低洼地段多個村居出現(xiàn)不同程度的積水，造成嚴重的經(jīng)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(fā)城市內(nèi)澇，城區(qū)多處道路積水嚴重。2012年8月受第10號臺風(fēng)“達維”的影響，日照市區(qū)平均降雨量達59毫米，直接經(jīng)濟損失達幾十億余元。解決日照市的城市內(nèi)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(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)，可有效提升城市信息化管理程度，及時發(fā)布城市水文信息，在大面積積水發(fā)生之前提前預(yù)警，保護人民生命財產(chǎn)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(shè)的規(guī)劃與構(gòu)建

通過日照市城市洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)分析，城市短歷時暴雨頻發(fā)導(dǎo)致城市內(nèi)河道、道路、低洼地帶積水嚴重、排水不暢，隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展和人口數(shù)量的增加，發(fā)生城市內(nèi)澇的時間間隔越來越短，損失越來越大。因此，要根據(jù)城市內(nèi)澇情況，針對多發(fā)內(nèi)澇點（區(qū)域），科學(xué)編制規(guī)劃城市水文項目，加強排水防澇設(shè)施、排水通道的建設(shè)，強化江河水系的治理，為城市防洪提供準(zhǔn)確及時的實時和預(yù)警雨情、水情信息。結(jié)合洪澇災(zāi)害發(fā)生的地點、程度和頻次，進行時間序列分析，以日照市市區(qū)（含東港區(qū)、日照經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)、山海天旅游度假區(qū)、日照國際海洋城）為例，通過在主要河流設(shè)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(zhì)等水文要素進行監(jiān)測、預(yù)測、預(yù)警。在市區(qū)低洼地帶、道路易積水路段設(shè)置水位站，對低洼地帶、道路易積水路段水位、雨量進行監(jiān)測、預(yù)測、預(yù)警。在市區(qū)主要區(qū)域設(shè)置雨量站，對市區(qū)暴雨進行監(jiān)測、預(yù)測、預(yù)警。城市水文站、水位站、雨量站等水文設(shè)施工程和水文自動測報系統(tǒng)建成投入使用，可以實現(xiàn)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(qū)防汛應(yīng)急預(yù)案提供決策依據(jù)，為防汛應(yīng)急預(yù)警系統(tǒng)、防洪排澇、搶險救災(zāi)、水資源配置、水環(huán)境保護、水生態(tài)建設(shè)、城市交通、市民安全等提供科學(xué)依據(jù)。

三、 城市防洪預(yù)警調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)用與效益

城市水文工程是城市防洪的關(guān)鍵工程，雨水情、網(wǎng)絡(luò)通信和水文基礎(chǔ)設(shè)施等非工程措施是工程的重要組成部分。要建設(shè)的城市防洪預(yù)警調(diào)度系統(tǒng)主要功能模塊包括：實時數(shù)據(jù)監(jiān)測、積水分析預(yù)警、預(yù)警管理、災(zāi)害分析、防洪調(diào)度預(yù)警、數(shù)據(jù)接收處理功能、水文資料整編功能、城區(qū)暴雨積水模擬展。這套系統(tǒng)以預(yù)警、預(yù)報作為其根本目的，全面提供城市防汛抗洪信息，實現(xiàn)數(shù)字化城市水文模式。

通過對城市水文監(jiān)測站點的建設(shè)，研究極端暴雨條件下徑流的形成機理，建立雨量、水位監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)；開發(fā)建立基于GIS的城市暴雨徑流模擬模型，逐步建立以實時監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，包含降雨預(yù)測、徑流預(yù)測和基于GIS的城市內(nèi)澇淹沒范圍預(yù)測的城市內(nèi)澇仿真系統(tǒng)，實現(xiàn)根據(jù)城市降雨分布情況，模擬和預(yù)測城市的洪澇災(zāi)害有關(guān)特征數(shù)據(jù)，如內(nèi)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(jié)果為防災(zāi)減災(zāi)部門制定防災(zāi)減災(zāi)措施提供依據(jù)。經(jīng)初步測算，在城市防洪、城市水資源（供水、飲水、排水）、城市水環(huán)境、城市水生態(tài)等方面創(chuàng)造直接和間接經(jīng)濟效益達上億元，同時具有顯著的社會效益。

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