Floodplain Management in Urban Developing Areas. Part I. Urban Growth Scenarios and Land-Use Controls

Some of the most critical flood problems occur in urban areas where values at risk are higher and damages tend to be heavier. Fast urban developing regions raise very specific problems because of the unsteady situation of these regions in terms of catchment land-use and urban encroachment. A realistic approach to flood management in these situations requires the consideration of urban growth scenarios and the simulation of the corresponding flood conditions. Coastal towns are frequently located in floodplains and are subject to flood hazard. This is the case for many coastal areas in Southern Europe that are still developing fast due to migration of the population to these areas. In such cases, flood management cannot be dissociated from land-use management, and non-structural measures for flood control can play a crucial role. It is important to make an ex-post evaluation of these types of measures in areas where they have been adopted. These issues are addressed in two Portuguese catchments, representative of urban growth and related to flood problems in Portugal and other Southern European regions. The Laje catchment is used for the ex-post evaluation of nonstructural measures, and the Livramento catchment is used for the modelling of urban growth scenarios. Quantitative results and policy recommendations are presented based on these two case-studies. Floodplain management is better done with GIS, especially if it is linked to hydrologic and hydraulic modelling capabilities. The use of GIS for conducting these studies is presented in Part II of this article.     

Coupling GIS with Hydrologic and Hydraulic Flood Modelling

Geographic Information Systems (GIS) have been recognised as a powerful means to integrate and analyse data from various sources in the context of comprehensive floodplain management. As part of this comprehensive approach to floodplain management, it is very important to be able to predict the consequences of different scenarios in terms of flooded areas and associated risk. Hydrologic and hydraulic modelling plays a crucial role and there is much to gain in incorporating these modelling capabilities in GIS. This is still a rather complex task and research is being done on the full integration of these models. Interfacing between these models and GIS may be a very efficient way of overcoming the difficulties and getting very good results in terms of engineering practice. This paper presents results based on the use of Intergraph GIS coupled with Idrisi GIS. Using these two systems substantially increased the flexibility of using GIS as a tool for flood studies. A lumped (XSRAIN) and a distributed (OMEGA) hydrologic models were used to simulate flood hydrographs. The well known HEC-2 Hydraulic model was used to compute flooded areas. These models were applied in the Livramento catchment with very good results. The computation of flooded areas for different flood scenarios, and its representation in GIS, can be used in the assessment of affected property and associated damages. This is a very useful GIS-based approach to floodplain management.     

黄泛平原古城“环城湖”与城市防洪减灾

以黄泛平原为研究背景,以该地城内形态相似的“环城湖”为研究对象,通过对其构成要素、历史成因、演变过程、空间格局等方面的研究,探讨了“环城湖”在黄河洪水与泥沙作用下的生成机制与演变规律.认为:古城“环城湖”是特定自然条件下黄河泛滥引起生态环境改变与古代城市营建模式共同作用的结果,在古城营建过程中承担着泄洪、排涝等防洪减灾功能,并在当今城市建设中仍发挥着重要作用;只有充分了解古城“环城湖”的形成过程与演变机制,才能重新认识和定位“环城湖”的当代价值,从本质上把握古城“环城湖”的特色与精华.     

黄河下游滩区洪水风险分析及减灾措施研究

黄河下游滩区洪水漫滩灾害频发,作为防洪非工程措施的洪水风险分析对于指导黄河下游滩区实施防洪减灾措施有着重要的意义。针对黄河下游滩区呈现“二级悬河”的不利局面及下游洪水泥沙含量大的特点,采用基于GIS的黄河下游二维水沙数学模型分量级计算相关洪水风险信息。根据洪水风险分析结果,制定滩区居民迁安救护方案,编制了不同量级洪水淹没下的滩区洪水风险图,增强滩区居民风险意识及应急避险撤退能力。提出了相关减灾应对措施,有着显著的防洪减灾效益。     

城市洪涝风险的演变趋向、重要特征与应对方略

为了寻求新常态下城市防洪减灾的有效对策,通过实地调研、资料分析与国内外的比较研究,探讨了我国城市洪涝损失激增的成因,分析了风险的演变倾向与重要特征。结果表明,2006年以来,我国每年受淹城市都在百座以上,年洪涝直接经济总损失与受淹城市数量呈明显正相关,洪涝损失构成已发生显著变化;1998年我国人口城镇化率突破30%以来,城镇化进程规模空前,目前虽已过了最为迅猛的状态,但仍处于中高速发展阶段,城镇化加剧洪涝风险的压力仍将持续增大;现代城市洪涝损失的连锁性与突变性日趋凸显,亟待基于风险评估建立更为完善的应急响应机制;随着城市人口增长、规模扩张,安全保障要求显著提高,但防洪治涝基础设施建设欠账太多,达标城市数不增反降。为此必须因地制宜,基于风险评估从流域、城市、社区等不同尺度上选择与发展阶段相适宜的减灾策略。     

黄河下游滩区发展循环经济的可行性与路径分析

分析了黄河滩区发展循环经济的可行性及其发展路径。可行性主要表现在:①滩区面积大,土地平整,适合大规模综合开发;②气候温和,土壤肥沃,农业开发条件比较成熟;③湿地面积广阔,旅游资源丰富;④区位优越,交通便利,发展潜力较大;⑤部分沿黄县(市)已在黄河开发方面积累了宝贵的经验;⑥利用外资进行黄河下游滩区综合开发的前景比较乐观。发展途径主要包括:①利用高效农业技术;②利用下游滩区安全建设成果;③利用节水工程;④洪水、泥沙综合利用;⑤生态环境开发;⑥开发清洁能源,加大资源再利用强度。     

结合GIS技术的洪水调度及风险分析

利用地理信息系统（GIS）技术中的空间数据管理功能对流域栅格数据、矢量数据和属性数据等信息进行管理;利用遥感图像和数字高程模型（DEM）形成流域二维、三维虚拟实现;利用二次开发组件对流域雨水情数据进行多方式的浏览;利用GIS二维、三维技术对洪水调度结果及风险分析结果进行演示（二维平面淹没演示、三维库水位动态演示）。逼真的模拟过程有助于洪水调度会商决策，从而提高洪水调度水平和最大程度减免风险。     

城市新区水利规划建设现状及对策分析

近年来,南京市各类开发园区得以迅速发展,但同时也常面临洪涝灾害的威胁。通过对南京市各类开发园区及新城区的水利规划及建设现状分析,提出开发园区水利建设存在的一系列问题,包括水利规划不完善、防洪工程建设相对落后、排涝工程布局不合理等。针对开发园区存在问题进行了分析,并根据其产生原因提出相应的对策建议。     

武烈河口滦河段防洪治理与效益分析

通过武烈河口滦河段人工修复措施,对武烈河口滦河段洪水设计,根据上游水文站系列资料,采用洪水过程错时段迭加的方法,计算出设计断面的设计洪水。采用不同方案对比的方法,确定出最优断面300m宽度设计洪水位。经过治理后的武烈河口滦河段,达到了动、静结合,自然环境和人文环境的和谐统一,建设了橡胶坝和观光桥生态工程,既有实用性,又突出了观赏性和生态功能。     

长江2017年第1号洪水莲花塘站洪水预报分析

“长江2017年第1号洪水”为长江中游区域性大洪水,面对严峻的防洪形势,长江上中游水库群实施联合防洪调度,三峡水库出库流量由27 300 m³/s逐步减至8 000 m³/s,为有史以来最大幅度补偿调度,确保了莲花塘站水位不超过分洪水位。在此期间,莲花塘站洪水预报是决定水库群联合调度启用时机及调度成败的关键因素之一。通过介绍莲花塘站洪水预报方法,分析了2017年长江第1号洪水中莲花塘站洪水预报的成果及误差成因,总结了莲花塘站洪水预报的关键点及难点,从而进一步为防汛决策提供更有力更科学的技术保障。     

黄河三角洲洪水风险分析及流路规划管理

河口治理和洪水风险管理是黄河三角洲发展的重要组成部分。过去几十年来,黄河三角洲在基础设施、水利工程、河堤及海堤建设以及组织、管理方面取得了巨大成就,确保了整个三角洲的防洪安全。然而,洪水风险依然存在,黄河在三角洲地区淤积、延伸、改道的自然属性没有改变,并且随着经济的增长以及气候的变化,洪水风险有增大的趋势。气候变化将导致更多极端气候事件的发生,如洪水、洪水引发的黄河改道以及强海暴潮等。针对目前黄河三角洲面对的洪水风险问题,提出加强水沙调节和河口减淤、延长现有流路行水年限、合理规划备用流路等应对措施。     

区间暴雨与外江洪水的遭遇分析实例

以排涝区的内涝分析为例,基于涝区附近雨量站实测雨量资料与外江水文站实测水位资料,以雨量站年最大24 h、最大72 h降雨量与同时期外江水位对应情况,以及外江历年最高日平均水位与同时期降雨对应情况,进行最大时段降雨与最高水位的相关性分析,以此判断排涝区内暴雨与外江洪水的遭遇情况,为排涝计算选择合适的水文条件提供依据。     

贯彻落实科学发展观完善流域防洪体系推进流域水资源的统一管理

《珠江流域防洪规划》是珠江流域防御洪涝灾害和风暴潮的总体部署,也是指导流域今后防洪建设和管理的重要依据.《规划》以科学发展观为指导,具有鲜明的时代特色.积极组织实施《规划》,加快珠江防洪建设是摆在流域广大水利工作者面前光荣而艰巨的任务.要以《规划》促发展,加快《珠江骨干水库调度条例》的立法工作,全力推进大藤峡水利枢纽的建设,积极推进流域水资源的统一管理.     

基于SCS和GIS的不同降雨情景城市内涝过程模拟方法

针对城市暴雨内涝灾害频发的现状,基于城市暴雨强度公式、芝加哥降雨过程线模型、SCS(Soil Conservation Service)产流模型以及基于地理信息系统软件ArcGIS的局部等体积法,提出一种关于城市暴雨内涝过程的模拟方法。选取武汉市内涝灾害严重的汤逊湖流域作为研究对象,使用该方法对流域内多种重现期暴雨内涝量的积水高程和积水淹没范围进行模拟。结果表明:汤逊湖流域内产生的内涝较为严重,10 a一遇的暴雨即可对低洼地区造成轻微内涝;不同重现期暴雨产生的积水区域基本是一致的,但重现期越长的暴雨产生的积水高程越深,淹没范围越广,对周边造成的影响越大。该研究成果对城市暴雨内涝的预防与治理具有借鉴和参考价值。     

已成防洪工程经济效益分析计算中的几个问题

根据ＳＬ２０６—９８《已成防洪工程经济效益分析计算及评价规范》的要求，结合实际计算中的问题，从理论方法和具体计算实例上，对防洪直接经济效益、间接经济效益、多年平均经济效益的分析计算进行了全面论述，指出了合理计算防洪经济效益应注意的问题，并对如何提高防洪减灾效益计算成果的准确性提出了措施和建议．     

水利改革发展对水资源规划与管理需求分析

总结了国内外传统水利发展沿革,提出传统水利发展存在的问题,进而分析了新时期水利改革发展的趋势。在此基础上．总结分析了新时期水利改革发展大背景下水资源规划与管理的需求．为我国水利改革发展提供技术支撑和经验总结。     

长江三峡集团应急管理信息系统的研究与设计

以面向对象的思路,进行了系统需求分析,对综合业务、监测预警、辅助决策、应急保障和评估等作了全面深入研究,为系统设计打下了稳固的基础,使总体构架、系统模块设计和功能全面满足总体回标要求。系统采用了目前最先进和成熟的技术,为系统设计和实现总体目标提供了可靠的保障,系统设计的关键技术紧密结合三峡集团的实际,且有所创新。     

水布垭水电站设备健康分析管理

提出了设备健康分析管理的目的,通过分析水布垭电厂设备健康分析管理的历史状况,引入了设备分析管理的标准,提出了改进设备健康分析管理的措施,以提高电厂设备健康分析管理的成效。     

新中国成立70年防洪抗旱减灾成效分析

2019年是中华人民共和国成立70周年,也是中国水利事业波澜壮阔的70年。作为基础产业,经过70年的艰苦奋斗,我国水利建设取得了举世瞩目的辉煌成就,在促进经济社会发展、改善人民生活条件、保护生态环境等方面发挥了重要作用。防洪抗旱作为水利的重要工作,70年来通过采取工程与非工程措施建设,我国的大江大河干流基本具备了防御新中国成立以来最大洪水的能力,中小河流暴雨洪水防范能力也显著提升,旱区供水基本得到了有效保障,最大限度地减少了人员伤亡。梳理分析了1950—2018年洪涝、干旱、山洪、台风灾害基本情况,总结了防洪抗旱工程和非工程措施体系及科学技术在防洪抗旱中发挥的作用,分析了70年防洪抗旱减灾成效,用数据说明了水利建设特别是防洪抗旱减灾建设对我国经济社会发展提供的保障作用,为今后我国水旱灾害防御和防汛抗旱减灾工作提供参考。     

长江泥沙信息系统中的“多S”结合与集成

水文泥沙信息具有多源、多类、多量、多维、多时态和多主题特征,其信息分析管理系统的开发采用了"多S"结合与集成化技术.该"多S"集成的大系统是一种以分布式主题数据库(含属性数据库与空间数据库)为核心的综合技术系统,其功能结构是技术方法与应用模型的层叠式复合结构.系统采用国家与行业标准、规范和数据网格(data grid)技术和数据网格应用工具,是保证多源异构数据转换交流畅通无阻的前提和条件;而采用面向对象分析、面向对象设计和面向对象语言,并建立"多S"数据的一体化管理、语义和非语义信息的自动提取的概念模型与数学模型,解决了数据自动更新、数据实时通讯和数据分析可视化等技术难题,初步实现了操作集成.该系统总体上采用C/S与B/S结合的设计方式,并引进了应用系统层、中间服务层和数据库层的3层映射模式.