殷 勇,黄 敏,龙 斌
(江西省宜春水文局,江西 宜春 336000)
城市水文建设是深入贯彻落实科学发展观、积极践行可持续发展理念和新时期治水思路的重要内容,能够为大力推进民生水利提供服务和保障,对于城市发展规划和建设、城市防洪排涝、城市水环境与生态保护、市政管理以及企业发展和居民生活都具有重大意义。2015 年,江西省萍乡市被批复为首批全国16 个“海绵城市”建设试点城市之一。本文针对萍乡市城市水文洪涝淹没预警系统进行探析,大力推进萍乡市城市水文洪涝监测工作,发展城市洪涝淹没系统建设。
萍乡属亚热带季风性湿润气候类型,降水充沛,但时空分布不均匀,全年光照充足,日照数约1600 h,无霜期270 d,极端最高气温达41.0℃,极端最低气温为-9.3℃,年平均气温为17.3℃。作为赣湘水系的分水岭,萍乡境内有袁水流入赣江,萍水、栗水和草水流入湘江。全市地势比邻县市高,且无过境河流,故天然储水条件较差。萍乡市多年平均年降水量约为1603 mm,年最大降雨量2201.5 mm(1997 年),年最小降雨量1084.9 mm(1985 年),上半年平均降雨量占全年平均降雨量的60%以上;尤其4 月~6 月降雨量较为集中,占全年平均降雨量的44%。年平均蒸发量1254.2 mm,一年中以7 月蒸发量最多,月平均蒸发212.7 mm;多年平均地表水资源量3.57×109m3。
萍乡市地处湘赣分界,属丘陵地区,地形复杂,每逢春夏之交,冷暖气流相互作用于境内,雨水较多,部分低洼地带,易受涝灾,城区洪涝灾害主要来自暴雨洪水。洪涝灾害的主要特点是突发性强,一次暴雨持续时间为1 d~2 d,洪水具有峰高、持续时间短、陡涨陡落的特点。
据萍乡市水利志记载,自宋大中祥符二年(1009)至2007年,共有75 年次出现洪水灾害(建国前有疏漏)。在建国后22年次洪灾中,小水灾为4 年次,中等水灾10 年次,大水灾8 年次,水灾多出现在5 月~7 月雨季。凡日雨量超过100.00 mm~120.00 mm,或三日雨量超过250.00 mm 时,就会出现大水灾。如2010 年6 月23 日期晚8 时至24 日早8 时,萍乡市遭遇了入汛以来最强降雨过程,萍乡城区降雨131 mm,芦溪县城降雨90 mm,上栗县城降雨118 mm,莲花县城降雨33 mm,湘东城区降雨140 mm,最大降雨量为上栗县长平乡214.4 mm。由于连续的强降雨引发城区内的特大洪水灾害,萍乡城区的康庄桥、东门桥、公园路等一片汪洋,水深0.5 m~1.5 m,城区万龙湾,东门桥,沿河路多处路段因大水造成交通中断。据统计,洪灾涉及三县两区,受灾人口达36 万余人,经济损失15 亿余元。
根据河海大学芮孝芳教授主编的《产汇流理论》,城市水泥可以认为是厚度为0 的包气带,下渗能力视为0,只要满足降雨强度i 大于表面蒸发强度e,就会产流[2]。产流计算公式为:
次降雨量——总径流关系为:
式中:R 为总径流量,mm;P 为次降雨量,mm;E 为次降雨期间总蒸发量,mm;i 为降雨强度,mm/h。
萍乡市城市洪涝预警系统主要由四部分组成(见图1)。
(1)监测中心。硬件系统:服务器、计算机、打印机、显示大屏、短信报警模块、交换机等;软件构成:操作系统软件、数据库软件和城市道路积水监测预警系统软件。
(2)通信网络。GPRA/CAMA/4G网络、INTERNET公网、光纤等。
(3)监测设备。道路积水监测终端DATA—9201。
(4)现场仪表。超声波水位计、电子水尺、LED 情报板等。
图1 城市洪涝预警系统
根据气象部门提供的短期降雨预报雨量,通过人工输入雨量,系统可得出预报结果或者查相关图得到最深淹没程度,通过电台或电视等媒体向市民发布预警信息,让市民做好应对准备。
随着城市化发展进程的加快,不透水路面等市政基础设施建设越来越多,城市洪涝灾害愈发严重,响应海绵城市的建设理念,加强对城市雨洪灾害的监测已成为城市建设的当务之急。目前河道防洪基础建设日益加强,洪水预报已有很多成熟的方法,但是城市内涝预报还没有得到相应的重视,这将是水文部门预报工作的新方向。