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水 利 学 报

２０２２年 ７月 ＳＨＵＩＬＩ ＸＵＥＢＡＯ 第 ５３卷 第 ７期

文章编号：０５５９ － ９３５０（２０２２）０７ － ０８３３ － １２

水工程调度与低影响开发协同作用下典型城市片区

洪涝过程模拟———以福州市为例

叶陈雷 １，２ ，徐宗学 １，２

（１．城市水循环与海绵城市技术北京市重点实验室，北京 １００８７５；２．北京师范大学 水科学研究院，北京 １００８７５）

摘要：城市水工程调度与低影响开发措施，在应对城市暴雨洪涝中发挥了重要作用。本文以沿海城市福州主城区
晋安河片区为例，构建一套综合的水文水动力模拟框架，从全域视角分析实时控制调度下的洪涝响应特征，并选
择典型社区，从社区尺度下分析低影响开发措施与水工程调度协同作用下的洪涝过程。结果表明，全域尺度下，
通过上游水工程联合调度可以有效控制下游内河水位，距离琴亭湖更近的晋安河主河道断面相比于下游断面，其
断面水位变化受实时调度方案影响更为明显。在未考虑河道漫溢时，联合调度对河道水位的影响明显大于对内涝
淹没的影响。在社区尺度下考虑河道漫溢时，低影响开发措施与水工程调度对内涝淹没的协同作用明显。在重现
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期为 １００ａ、历时为 ２ｈ降雨下，协同治理前后，淹没面积由 ７．５７ｈｍ 减少至 ４．８５ｈｍ ；在苏迪罗台风降雨数据驱
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动时，协同治理前后，淹没面积由 ２２．８７ｈｍ 减少至 ９．８３ｈｍ 。研究成果可以为城市防洪减灾应对措施提供一定的
参考。
关键词：城市；洪涝；水文水动力模型；联合调度；海绵城市
中图分类号：ＴＶ１２２
文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．１３２４３?ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｌｘｂ．２０２２０２２０

１ 研究背景

我国地处欧亚大陆东南部，位于东亚季风气候区，受季风气候影响，我国城市面临严峻的暴雨洪
涝问题，其近年来愈发呈现广发、频发的态势。随着地表温度上升，陆地区域极端降水强度更大、频
率更高 ［１］ 。每逢汛期，我国 “城市看海” 现象层出不穷，近年来甚至已成为城市的一种常态 ［２］ ，典型
的暴雨洪 涝 事 件 如 北 京 “２０１２．７．２１”、武 汉 “２０１６．７．６”、长 沙 “２０１７．６．２２”、广 州 “２０２０．５．２２”。
２０２１年郑州 “７·２０” 特 大 暴 雨 和 北 京 “８·１６” 强 降 雨 事 件 再 次 引 起 民 众 对 于 城 市 暴 雨 内 涝 的 思
考 ［３ － ４］ 。据预测，到 ２１世纪中叶，我国人口城镇化率预计达到 ８０％，保障城市水安全，特别是防洪安
全将是我国各级政府面临的重大挑战 ［５］ 。快速城市化背景下，城市热岛效应、凝结核效应、高层建筑
障碍效应等增强，下垫面热量及风动力条件发生改变，不透水面积增加，截留过程、下渗过程、填洼
过程、蒸散发过程等均有不同程度变化 ［６ － ７］ 。城市下垫面不断硬化，原有的水体调蓄功能受到削弱，
河湖水系连通也遭受一定程度的破坏 ［８］ 。水利渠道工程的建设改变了原先自然状态下的水系特征 ［９］ ，
城市排水管网的老化或拓扑结构上存在缺陷，这些均直接或间接导致城市内涝的出现。
城市水工程调度与低影响开发措施在应对城市暴雨洪涝时发挥着重要作用。由水库、湖泊、人工
渠、闸门、排涝泵站等重要基础设施组成水工程群，在雨前预先降低调蓄设施水位，腾空库容，雨中
存水调蓄，雨后维持城市水生态，改善城市水系水动力条件，全方位保障城市水安全 ［１０］ 。北京 ２０１６

收稿日期：２０２２ － ０３ － ２８；网络首发日期：２０２２ － ０７ － １３
网络首发地址：ｈｔｔｐ：??ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ?ｋｃｍｓ?ｄｅｔａｉｌ?１１．１８８２．ＴＶ．２０２２０７１２．１７３５．００４．ｈｔｍｌ
基金项目：国家重点研发计划项目（２０１７ＹＦＣ１５０２７０１）
作者简介：叶陈雷（ １９９１ － ），博士，主要从事城市洪涝数值模拟研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ｃｌｙｅ＠ｍａｉｌ．ｂｎｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
通讯作者：徐宗学（１９６２ － ），教授，主要从事水文学及水资源研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ｚｘｘｕ＠ｂｎｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
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