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水 利 学 报

２０２４年 ３月 ＳＨＵＩＬＩ ＸＵＥＢＡＯ 第 ５５卷 第 ３期

文章编号：０５５９ － ９３５０（２０２４）０３ － ０２８８ － １３

城市新区极端雨洪汇流淹没特性与致灾机理调查研究

———以郑州 “７．２０” 特大暴雨（郑东新区）为例

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刘明潇 ，朱勇杰 ，胡 昊 ，ＺＨＡＮＧＨａｏ，孙东坡 １
（１．华北水利水电大学 港口、航道与海洋发展研究中心，河南 郑州 ４５００４６；２．黄河水利职业技术学院，河南 开封 ４７５００４；
３．ＦａｃｕｌｔｙｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＫｕｍａｍｏｔｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，日本 熊本 ８６０８５５５）
摘要：近年来全球极端暴雨发生的可能性与不确定性提高，增加了城市遭遇特大洪涝灾害的风险。城市雨洪与河
道洪水有显著差异，灾后雨 洪 信 息 快 速 采 集 与 调 研 对 认 清 雨 洪 特 性 与 致 灾 机 理 尤 显 重 要。本 文 以 郑 州 ２０２１年
“ ７．２０” 特大暴雨为例，结合郑东新区地理与社会环境特点，采用野外调查测量、口述记录、多源数据分析、数
值模拟对比相结合的方法开展了城市雨洪汇流淹没特性及致灾机理的调查研究。针对城市雨洪洪痕特征，拟定调
查基本方法与适宜工作程序，根据调查区 ９３处洪痕数据绘制了区域雨洪淹没分布图，分析了城市雨洪峰值水位分
布特征及调查区汇流特性，探索了道路雨洪汇流流速及行洪道路阻力参数的确定方法。研究表明，城市雨洪地表主
要泄流通道是街区道路，汇流方向受连续阻水、导水建筑与路网布局影响，雨洪淹没深度分布与下垫面条件和雨洪
汇流特性有关。致灾机理研究分析表明，极端暴雨汇流远超城市排水管网泄流能力，雨洪选择阻力小的街道快速行
洪，街道交汇处壅阻引起局部积水严重，这是极端暴雨致灾的直接诱因；而城市新区水系泄洪排涝关系不协调以及
清障不力，导致城区河流行洪不畅，干支流异常高水位的顶托，严重降低了管网排涝功能，则是城市雨洪严重积涝
致灾的深层原因。研究成果可为城市雨洪调查标准方法的建立与城市新区防洪排涝体系规划提供技术参考。
关键词：特大暴雨；城市雨洪；街区洪痕；道路糙率；河湖连通
文献标识码：Ａ
中图分类号：ＴＶ１２２ ｄｏｉ：１０．１３２４３?ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｌｘｂ．２０２３０３２０

１ 研究背景

近年来全球气候变暖致使极端暴雨引发的洪涝灾害在世界各地发生的可能性与不确定性增强 ［１ － ３］ ，
我国城镇化迅速发展进程中，基础设施建设相对滞后、防灾减灾能力相对薄弱，导致洪涝灾害发生概
率提高 ［４ － ６］ 。近十几年间我国各地市发生过多次极端暴雨事件，如 ２００７年济南 “７．１８” 特大暴雨、
２０１２年北京 “７．２１”特大暴雨、２０１８年厦门 “５．７” 特大暴雨、２０２０年广州 “５．２２” 特大暴雨、２０２１
年郑州 “７．２０” 特大暴雨 ［７］ 以及 ２０２３年京津冀地区 “７．３１” 暴雨。极端暴雨引发的城市洪涝灾害由
于降雨强度大、洪涝交织、突发性强、次生灾害多、灾害损失重 ［８ － ９］ ，对经济社会发展与人民生命安
全的威胁严重，引起国内外众多城市水利及减灾研究者的极大关注，他们在极端暴雨过程、城市洪涝
特征、灾害调查及致灾机理等方面开展了相关研究 ［１０ － １３］ 。
一般而言，城市暴雨内涝主要致灾因子是淹没水深与历时；而极端高强度暴雨情况下大量地表径
流急速汇集而形成的城区雨洪现象。国外学者采用多学科综合分析方法对城市洪涝灾害风险进行评
估 ［１４ － １７］ 。于磊等 ［１８］ 通过构建内涝模拟模型，研究城市雨洪内涝风险并提出积水危险性指标。刘家宏

收稿日期：２０２３ － ０５ － ３１；网络首发日期：２０２４ － ０３ － ２１
网络首发地址：ｈｔｔｐｓ：??ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ?ｋｃｍｓ?ｄｅｔａｉｌ?１１．１８８２．ＴＶ．２０２４０３１９．１５５７．００７．ｈｔｍｌ
基金项目：国家自然科学基金面上项目（５２０７９０５３）；河南省重点研发与推广专项项目（２２２１０２３２０１３４）
作者简介：刘明潇（ １９８６ － ），副教授，主要从事水力学及河流动力学研究。Ｅｍａｉｌ：ｌｉｕｍｉｎｇｘｉａｏ＠ｎｃｗｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
通信作者：胡昊（１９７９ － ），教授，主要从事智慧水利、清洁能源与多能互补研究。Ｅｍａｉｌ：ｈｈ＠ｎｃｗｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
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