城市新区极端雨洪汇流淹没特性与致灾机理调查研究——以郑州“7.20”特大暴雨(郑东新区)为例

近年来全球极端暴雨发生的可能性与不确定性提高,增加了城市遭遇特大洪涝灾害的风险。城市雨洪与河道洪水有显著差异,灾后雨洪信息快速采集与调研对认清雨洪特性与致灾机理尤显重要。本文以郑州2021年“7.20”特大暴雨为例,结合郑东新区地理与社会环境特点,采用野外调查测量、口述记录、多源数据分析、数值模拟对比相结合的方法开展了城市雨洪汇流淹没特性及致灾机理的调查研究。针对城市雨洪洪痕特征,拟定调查基本方法与适宜工作程序,根据调查区93处洪痕数据绘制了区域雨洪淹没分布图,分析了城市雨洪峰值水位分布特征及调查区汇流特性,探索了道路雨洪汇流流速及行洪道路阻力参数的确定方法。研究表明,城市雨洪地表主要泄流通道是街区道路,汇流方向受连续阻水、导水建筑与路网布局影响,雨洪淹没深度分布与下垫面条件和雨洪汇流特性有关。致灾机理研究分析表明,极端暴雨汇流远超城市排水管网泄流能力,雨洪选择阻力小的街道快速行洪,街道交汇处壅阻引起局部积水严重,这是极端暴雨致灾的直接诱因;而城市新区水系泄洪排涝关系不协调以及清障不力,导致城区河流行洪不畅,干支流异常高水位的顶托,严重降低了管网排涝功能,则是城市雨洪严重积涝致灾的深层原因。研究成果可为城市雨洪调查标准方法的建立与城市新区防洪排涝体系规划提供技术参考。     

滩区公路对水库下游游荡型河段洪水及整治工程的影响

在河漫滩建设公路可能对河流行洪及整治工程产生干扰,为了兼顾河漫滩开发与河道行洪安全,必须对拟建工程选线进行科学分析与影响评价。以黄河小浪底水库下游右岸河漫滩内拟建公路为例,借助水力学及河流动力学方法,首先研究了未来水沙条件下,公路涉及河段河床边界和控制断面洪水位的变化及预测确定方法;然后通过洪水数值模拟分析与冲刷计算,对有无工程建设的河道洪水位、河势变化及整治工程进行了研究。分析表明,滩区建路选线远离主槽、顺河道行洪方向布置,工程建设对漫滩大洪水的影响很轻微;预测未来25 a遭遇10 000 m³/s漫滩洪水时,因建路引起局部行洪影响概化为3个阈值：洪水位壅高不超过0.06 m,主流流速增值不到1.6%,控导工程局部冲刷增量最大为0.17 m。研究河段整治工程体系与洪水河势有较好的互适性,可以维持中小洪水河势稳定,漫滩大洪水依然保持原有河势不变,拟建公路没有对整治工程增添新的不利影响。这种多角度的综合评估方法适用于水库影响下的游荡型河段。