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中國城市內澇治理及海綿城市的12點建議

2016-08-04 11:25:56         來源:慧聰水工業網     瀏覽次數:

  5、今年的暴雨洪水態勢,讓我們看到了我國面臨的新的洪澇威脅格局:1)對于濱河的城市(例如武漢、南京等)來說,要考慮“兩碰頭”,即:天上下暴雨和濱河大水遭遇,排水受阻;2)對于濱海大城市(諸如上海、杭州、福州、廣州等),要考慮“三碰頭”,即:天上下暴雨、三角洲河口(Estuary)上游來大水、海邊恰逢天文高潮(Stormsurge),同樣的排澇不暢;3)三、四線城市面臨山洪和城市內澇的同時威脅(看看城市街道上呼嘯奔騰的黃濁渾水就知道了)。其實,這些都是工程水文研究的內容:洪水地區組成問題。

  6、從防洪減災非工程措施來說,防洪規劃(大江大河洪水、山區山洪、城市洪澇)方案屬于工程水文、城市水文、水文氣象的范疇,可是中國大陸目前的工程水文人才奇缺,原因很復雜,這里不去探討。譬如,工程水文的核心內容水文頻率計算,是防洪規劃(注意,不是預報!)的基本知識和主要工具,可是國內仍然停留在“一點、一線、加雙眼”的水平,即:單點、單時段、P-III曲線、常規矩法目估適線;國外、特別是美國于上世紀九十年代初就全面開展對基于次序統計量的線性矩(L-moments)和地區頻率分析相結合的全新的水文頻率分析法的研究,即地區線性矩分析法,參數估計不偏性好、對特大值的穩健性好、頻率估計值(Quantiles)的可靠性好。美國NOAA進一步開發了完整的(End-to-end)“地區線性矩暴雨頻率分析法(RegionalL-momentsPrecipitationFrequencyAnalysis)”,并且完成了全美暴雨頻率圖集(PrecipitationFrequencyAtlases)的編制,包括5m、10m、…、60m、2h、3h、…、24h、2d、4d、…、7d、…、60d共18個設計時段,涵蓋1y、2y、…、10y、…、100y、200y、500y、1000y等完整的頻率估計值,供聯邦、州、縣三級各類工程建設(Infrastructures)和地區防洪規劃使用。我的研究又進一步指出:當用年最大值抽樣(AnnualMaximumSeries,AMS)分析時,常遇頻率估計值偏低,例如:1年一遇應該是1.58年、2年一遇應該是2.54年,…,等等;這將對城市給排水建設造成很大影響。可是,目前國內的水文(水利)、氣象、海洋、地質等等部門仍然沿用“一點一線加雙眼”的過時的頻率計算方法,在防洪減災領域(譬如國家防辦主導的洪水風險圖編制、住建部委托中國氣象局做的城市暴雨修訂工作等)也是如此。海外學者涉獵這一領域研究的不多;我自2009年回國后就一直呼吁、推動改變這一局面,但是很困難,因為頻率計算是工程水文的核心部分、又是水文計算中學術含量最高的內容,現行設計洪水計算規范定死了,阻力很大。直到兩個禮拜前,我主持的一個歷時三年的水利部行業專項研究,“水文氣象分區線性矩法在防洪規劃中的應用”,在北京舉行的結題評審會中受到與會的國內一流頻率計算專家、教授的一致推崇,獲得最高的評分A,露出了一線曙光,估計這一新穎的頻率估算方法有望在國內相關防洪減災的工程設計和海綿城市建設規劃設計中獲得重視和推廣。

  7、我寫這么多是想給美華水利協會的同仁提供一點經驗,為有意回國工作(長期或短期)或合作的同行借鑒,切記不要一開始就期望太高、太急。水利工程建設、防洪減災措施具有強烈的地域特點,加上中美兩國的國情、民情、管理體制、自然地理(水文、氣象、氣候)條件不同,有些事情不好照搬。還有一點,要明白,國內有本事有經驗的學者也不少。1993年籍ASCE在SanFrancisco召開學術大會之際,前輩先進顏本奇、沈學文、范守山教授發起成立美華水利協會時,我就對顏教授說:水利工作的地域特點明顯、實際經驗很重要,若不了解中國國內的實際情況,海外的學者就很難發揮大的作用。

  顏教授從1981年回國訪問在南京河海大學開講“城市水文”起,就經常回國講學交流,對國內的情況比較了解。(1980年夏,前輩周文德大教授曾訪問河海大學作了PMP講座。)

  8、針對國內山洪災害威脅嚴重而山洪的準確預報難度很大,我和我的團隊開發了“三張圖山洪預警預報系統”,即:靜態的山洪暴雨高風險區劃圖(科學基礎圖)+動態的臨界河漫灘徑流值圖(缺水圖)+動態的衛星-雷達臨界降雨量圖(來水圖),24小時滾動提供作業預警。特別是,第一張圖,已經開發出計算機可視化模塊,為山洪預防開辟了一條比較科學的路子;目前,我的團隊正承擔國家防辦山洪防治中心委托的“山洪災害暴雨高風險區劃關鍵技術及示范應用”課題,涵蓋10省2市。

  9、針對氣象災害預防的難點,我和我的團隊發揮我們水文和氣象結合的優勢,又開發了“山洪災害氣象風險預警平臺”,上月初應邀在中國氣象局氣象中心作報告介紹,受到高度贊賞,目前正在籌備進一步合作的計劃。

編輯:lianqi

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