吳 姍，姚 浪，聶 祥，帥 龍，王 凱

（1.畢節(jié)市七星關(guān)區(qū)氣象局，貴州 畢節(jié) 551700；2.畢節(jié)市氣象局，貴州 畢節(jié) 551700）

強(qiáng)降水或連續(xù)性降水是引發(fā)城市內(nèi)澇的直接氣象因素[1]。近年來(lái)，隨著畢節(jié)市七星關(guān)區(qū)城市化進(jìn)程的加快，城市規(guī)模迅速擴(kuò)張，城市內(nèi)很容易出現(xiàn)有強(qiáng)降水而引發(fā)的內(nèi)澇，嚴(yán)重影響市民生活，危害人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，建立七星關(guān)區(qū)城市內(nèi)澇預(yù)警指標(biāo)，及時(shí)發(fā)布內(nèi)澇積水預(yù)警信息尤為重要。為滿足業(yè)務(wù)發(fā)展建設(shè)和服務(wù)需求，提升業(yè)務(wù)現(xiàn)代化發(fā)展，七星關(guān)區(qū)氣象局在現(xiàn)有短臨業(yè)務(wù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，建設(shè)針對(duì)不同降雨等級(jí)的城市暴雨內(nèi)澇預(yù)報(bào)預(yù)警業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)概述

畢節(jié)市七星關(guān)區(qū)城市內(nèi)澇監(jiān)測(cè)預(yù)警服務(wù)系統(tǒng)旨在通過(guò)對(duì)內(nèi)澇歷史災(zāi)情和歷史降水的分析，確定不同時(shí)間尺度下降水致澇的臨界雨量閾值指標(biāo)體系。通過(guò)對(duì)雷達(dá)實(shí)況、降水實(shí)況預(yù)報(bào)實(shí)時(shí)疊加顯示，對(duì)主城區(qū)易積易澇點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)實(shí)況雨量或預(yù)報(bào)雨量達(dá)到閾值后，對(duì)每個(gè)易積易澇點(diǎn)實(shí)時(shí)提醒內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，并基于GIS 地圖疊加顯示，自動(dòng)加工制作城市內(nèi)澇監(jiān)測(cè)預(yù)警服務(wù)材料。并將主城區(qū)易積易澇點(diǎn)內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警服務(wù)材料及時(shí)發(fā)給城市管理、政府應(yīng)急管理及各涉災(zāi)部門人員，同時(shí)支持現(xiàn)場(chǎng)積澇的水深、災(zāi)情照片上傳，為城市運(yùn)行管理與防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)急處置提供決策建議和參考。

2 城市內(nèi)澇監(jiān)測(cè)預(yù)警服務(wù)系統(tǒng)內(nèi)容

2.1 城市內(nèi)澇預(yù)警指標(biāo)體系

通過(guò)與綜合行政執(zhí)法局對(duì)接，收集七星關(guān)區(qū)內(nèi)澇點(diǎn)、內(nèi)澇歷史災(zāi)情資料，運(yùn)用畢節(jié)市七星關(guān)區(qū)近10 年歷史雷達(dá)降水估測(cè)（QPE），主要是包括1h、3h降水累積以及七星關(guān)區(qū)依據(jù)《畢節(jié)市中心城區(qū)雨水澇綜合規(guī)劃》共有6 個(gè)排水（雨水）分區(qū)資料、主城區(qū)范圍30m 網(wǎng)格距的DEM 資料。通過(guò)模型模擬法，利用城市內(nèi)澇水動(dòng)力模型，生成輸入降雨量序列，生成雨量序列，輸入模型進(jìn)行模擬計(jì)算，得到每個(gè)易積易澇點(diǎn)的不同時(shí)次、不同降雨強(qiáng)度下的積水深度序列。選取數(shù)據(jù)分析集中80%的數(shù)據(jù)，建立降雨量（面雨量）與積水深度的最小二乘法二元線性回歸方程，利用數(shù)據(jù)分析集中剩余20%的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果對(duì)擬合系數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，最終確定降雨量（面雨量）與積水深度之間的定量關(guān)系。結(jié)合實(shí)際需要，建立1h、2h、3h、6h、12h 和24h 等6 大類下4 小類（Ⅰ級(jí)到Ⅳ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)）的6×4 臨界致澇雨量閾值指標(biāo)體系矩陣。

2.2 城市內(nèi)澇監(jiān)測(cè)預(yù)警服務(wù)系統(tǒng)

城市內(nèi)澇監(jiān)測(cè)預(yù)警服務(wù)系統(tǒng)采用B/S 架構(gòu)搭建，為了保證安全性、兼容性和可移植性，開發(fā)語(yǔ)言選擇Java8，前端采用JavaScript 原生技術(shù)無(wú)插件開發(fā)，數(shù)據(jù)庫(kù)采用mysql 數(shù)據(jù)庫(kù)，webgis 采用leaflet。

系統(tǒng)主要包括內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)、內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、預(yù)警自動(dòng)提醒、服務(wù)材料制作等功能模塊，如圖1所示。

2.2.1 內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)

圖1 畢節(jié)市七星關(guān)區(qū)城市內(nèi)澇監(jiān)測(cè)預(yù)警服務(wù)系統(tǒng)模塊

七星關(guān)主城區(qū)電子地圖上疊加顯示各類氣象雨量站、內(nèi)澇點(diǎn)位置，實(shí)現(xiàn)雨量實(shí)況數(shù)據(jù)、雷達(dá)降水估測(cè)（QPE）數(shù)據(jù)、雷達(dá)實(shí)況數(shù)據(jù)、貴州省智能網(wǎng)格降水預(yù)報(bào)產(chǎn)品的疊加顯示，構(gòu)建清晰直觀的監(jiān)測(cè)體系。

2.2.2 內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警

基于貴州省智能網(wǎng)格降水預(yù)報(bào)產(chǎn)品，根據(jù)各內(nèi)澇點(diǎn)臨界致澇雨量閾值指標(biāo)體系，計(jì)算內(nèi)澇點(diǎn)所在排水（雨水）分區(qū)的實(shí)況面雨量，分析計(jì)算各內(nèi)澇點(diǎn)的內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，并對(duì)內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、雨量實(shí)況進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，以表格、統(tǒng)計(jì)圖表、文字等多種方式匯總顯示。

2.2.3 預(yù)警自動(dòng)提醒

根據(jù)實(shí)況雨量和預(yù)報(bào)雨量，后臺(tái)不間斷對(duì)各易積易澇點(diǎn)按照預(yù)警指標(biāo)體系進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算，當(dāng)監(jiān)測(cè)到實(shí)況雨量或預(yù)報(bào)雨量超閾值時(shí)，進(jìn)行提醒報(bào)警，并提示報(bào)警原因，顯示預(yù)警提醒結(jié)果列表。內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)逐小時(shí)更新，內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警未來(lái)3h 逐小時(shí)更新、未來(lái)24h 逐3h 更新。

2.2.4 服務(wù)材料制作

對(duì)降水過(guò)程中各監(jiān)測(cè)站雨量實(shí)況進(jìn)行分析匯總，提取降水預(yù)報(bào)結(jié)果對(duì)未來(lái)降水趨勢(shì)進(jìn)行分析匯總，對(duì)內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)和內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)預(yù)報(bào)結(jié)果進(jìn)行分析匯總，經(jīng)過(guò)業(yè)務(wù)人員對(duì)內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警等級(jí)修訂后，最終形成針對(duì)城市內(nèi)澇監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)服務(wù)的決策材料，包括降水實(shí)況、降水預(yù)報(bào)、內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)、內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、決策建議等內(nèi)容。

2.3 城市內(nèi)澇預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)

城市內(nèi)澇預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)基于微信小程序，登錄微信小程序后可實(shí)時(shí)接收所關(guān)注內(nèi)澇點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)和預(yù)警結(jié)果，自動(dòng)接收并顯示“城市內(nèi)澇監(jiān)測(cè)預(yù)警服務(wù)系統(tǒng)”生成的服務(wù)材料，及時(shí)發(fā)給城市管理、政府應(yīng)急管理及各涉災(zāi)部門人員。同時(shí)支持現(xiàn)場(chǎng)積澇的水深、災(zāi)情照片上傳，為城市內(nèi)澇現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處置提供決策參考。

2.4 城市內(nèi)澇監(jiān)測(cè)預(yù)警服務(wù)系統(tǒng)其他功能

2.4.1 災(zāi)情統(tǒng)計(jì)

利用通過(guò)綜合行政執(zhí)法局獲取的七星關(guān)區(qū)主城區(qū)17 個(gè)易積易澇點(diǎn)的內(nèi)澇歷史資料，按時(shí)間、等級(jí)查詢、顯示內(nèi)澇災(zāi)情的排名及統(tǒng)計(jì)分析。同時(shí)依托后臺(tái)對(duì)接的七星關(guān)區(qū)內(nèi)澇微信小程序，將用戶通過(guò)小程序上傳的受災(zāi)人口、經(jīng)濟(jì)損失、淹沒(méi)面積水深等災(zāi)情詳細(xì)信息處理分析歸檔。

2.4.2 系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理包括了系統(tǒng)用戶管理、服務(wù)用戶管理，同時(shí)由于內(nèi)澇點(diǎn)及其周遭環(huán)境都是在不停變化的，也設(shè)置了內(nèi)澇點(diǎn)管理、重點(diǎn)單位管理、主要道路管理、排水分區(qū)管理和閾值管理等模塊。

3 結(jié)論

七星關(guān)區(qū)城市內(nèi)澇監(jiān)測(cè)預(yù)警服務(wù)系統(tǒng)通過(guò)七星關(guān)區(qū)主城區(qū)17 個(gè)內(nèi)澇點(diǎn)降水致澇的臨界雨量閾值指標(biāo)體系建立，設(shè)定內(nèi)澇預(yù)警指標(biāo)，對(duì)主城區(qū)易積易澇點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，結(jié)合智能網(wǎng)格降水預(yù)報(bào)產(chǎn)品，當(dāng)監(jiān)測(cè)到實(shí)況雨量或預(yù)報(bào)雨量超閾值時(shí)，根據(jù)預(yù)警指標(biāo)制作服務(wù)產(chǎn)品并通過(guò)預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)進(jìn)行服務(wù)。系統(tǒng)的建立進(jìn)一步提高了氣象部門監(jiān)測(cè)預(yù)警服務(wù)的能力，加強(qiáng)城市內(nèi)澇監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警，提升城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)防治能力。