摘 要：鄭州市位于山前平原地帶，受氣候和地形條件影響，歷史上極端暴雨頻發(fā)，洪澇災(zāi)害十分嚴(yán)重，是國家防辦公布的３１ 個(gè)重點(diǎn)防洪城市之一。針對鄭州市區(qū)開展洪澇分析，是服務(wù)鄭州市防洪排澇，保障鄭州市經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展的需要。采用ＭＩＫＥ 系列模型，考慮復(fù)雜構(gòu)筑物和內(nèi)河水系河網(wǎng)的影響，在城市降雨產(chǎn)流模擬、大區(qū)域匯流及洪水演進(jìn)模擬、城市地下管網(wǎng)排水模擬等關(guān)鍵技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，構(gòu)建鄭州市洪澇模擬模型，并利用２０１１ 年、２０１５ 年和２０２１ 年實(shí)測暴雨洪水資料進(jìn)行了模型率定和驗(yàn)證。結(jié)果表明：模型模擬效果較好，計(jì)算結(jié)果與實(shí)測結(jié)果相差不大，可用于鄭州市洪澇模擬評估。

關(guān)鍵詞：洪澇模擬評估；山前平原地帶；耦合模型；鄭州市

中圖分類號：ＴＶ１２２；ＴＶ１３１．２ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２４．０７．００８

引用格式：羅秋實(shí)，沈潔，李舒．鄭州市洪澇模擬模型研究［Ｊ］．人民黃河，２０２４，４６（７）：４２－４７，７８．

０ 引言

受城市化進(jìn)程加快及全球氣候變化的影響，全球極端氣象事件總體呈現(xiàn)增多增強(qiáng)趨勢，由暴雨引起的城市洪澇問題日趨嚴(yán)重，多災(zāi)并發(fā)特征十分明顯［１－３］ 。

城市洪澇受市區(qū)土地利用、河道、地下管網(wǎng)、立交泵站、復(fù)雜構(gòu)筑物等多種因素影響，產(chǎn)匯流條件和孕災(zāi)環(huán)境非常復(fù)雜。城市洪澇研究一直是學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)，常用的分析方法有歷史災(zāi)情數(shù)理統(tǒng)計(jì)法、指標(biāo)體系法、水文水力學(xué)模型與仿真模擬法［４］ 。歷史災(zāi)情數(shù)理統(tǒng)計(jì)法計(jì)算簡單，但在應(yīng)用上具有一定的局限性，且用歷史資料預(yù)測未來災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率，可能存在一致性的問題。指標(biāo)體系法在精度要求不高的大尺度風(fēng)險(xiǎn)評估中應(yīng)用廣泛，但在精度要求較高的小尺度研究中應(yīng)用較少。水文水力學(xué)模型與仿真模擬法主要是通過設(shè)置不同頻率暴雨情景，利用流域產(chǎn)匯流模型以及洪水演進(jìn)模型的數(shù)值模擬計(jì)算，推求不同情景下暴雨可能引起的城市洪澇的淹沒范i6xgcrINyY57ECihnLyocQ==圍、淹沒水深以及淹沒歷時(shí)等，其中水動(dòng)力模型方法具有較強(qiáng)的物理基礎(chǔ)，能直接考慮各個(gè)水文要素的相互作用及其時(shí)空變異規(guī)律，模擬精度高，因此在城市洪澇分析中具有良好的應(yīng)用前景。

提高城市暴雨洪澇模型可靠性與實(shí)用性的關(guān)鍵是在科學(xué)認(rèn)識城市暴雨洪澇水文水動(dòng)力學(xué)機(jī)制的基礎(chǔ)上，提出合理的數(shù)學(xué)模型及其求解方法，實(shí)現(xiàn)建模機(jī)制優(yōu)化和解決精細(xì)化模擬的計(jì)算效率問題［５］ 。本文選取國家防辦公布的３１ 個(gè)重點(diǎn)防洪城市之一的鄭州市，選擇當(dāng)前數(shù)值模擬技術(shù)較為成熟的ＭＩＫＥ 系列軟件，采用ＭＩＫＥ１１、ＭＩＫＥ２１ 和ＭＩＫＥ ＵＲＢＡＮ 分別構(gòu)建河道一維、地面二維和地下管網(wǎng)模型，采用ＭＩＫＥ ＦＬＯＯＤ進(jìn)行耦合，構(gòu)建集城區(qū)地面、內(nèi)河、湖泊和地下管網(wǎng)于一體的鄭州市洪澇模擬模型，并采用２０１１ 年、２０１５ 年和２０２１ 年實(shí)測暴雨洪水資料進(jìn)行模型率定和驗(yàn)證，以構(gòu)建的模型為工具，預(yù)測不同頻率暴雨洪水下城市內(nèi)澇災(zāi)害發(fā)生的區(qū)域、風(fēng)險(xiǎn)等級等，做好提前防控，以減小可能帶來的災(zāi)害損失。