基于情景模拟上海中心城区道路内涝危险性评价

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1、基于情景模拟上海中心城区道路内涝危险性评价摘要：内涝是影响上海的主要灾害之一。利用历史灾情初步探讨上海内涝产生的规律，多角度对其产生原因进行分析的基础上，通过两次典型内涝情景证实，排水设施滞后是上海市暴雨内涝频繁发生的主要原因。基于情景模拟方法，在设置典型暴雨内涝的前提下,构造模型对上海中心城区道路的内涝灾害危险性进行评价，结果显示，徐汇区道路面临内涝的形势最为严峻，虹口、普陀、闸北与长宁道路的内涝危险性也较大，相对而言，杨浦、黄浦、静安和卢湾的道路内涝危险性较小，总体呈现出外围行政区道路发生内涝的可能性较大的分布特征，这与实际情况基本符合。关键词:上海市;道路

2、；暴雨内涝;危险性；情景模拟;GIS中图分类号：X43文献标识码：ADOI:10.3969/j.issn.1004-9479.2013.04.017上海北滨长江，东临东海，南依杭州湾，是长江流域出海的门户，太湖流域的尾闾。特殊的地理位置和低洼的平原地形使得水灾成为该市的心腹之患。上海的水灾主要包括黄浦江受上游太湖流域洪水下泄过境形成的洪灾、本地暴雨内涝形成的涝灾、沿海沿江地区受风暴潮袭击而形成的潮灾,有些年份甚至发生“三碰头”的严重灾害，给这座人口密集、经济发达的国际大都市造成重大经济损失，制约了社会健康稳定发展。近年来，随着海平面上升、全球气候变暖的加剧，极端

3、暴雨出现的几率越来越大,由此而导致内涝灾害加剧，相关报道较多但深入研究较少，不足以为科学防灾减灾提供指导，本文以上海中心城区为例，利用历史内涝灾情及情景模拟方法，探讨道路内涝灾害的时空发展规律，对灾害管理提供借鉴。1上海暴雨内涝历史灾情概况城市内涝是由于强降雨或连续性降雨超出城市排水能力、积水不能及时排除而造成的灾害。城市是暴雨内涝灾害最显著的区域，上海市区暴雨积水几乎年年发生，仅积水深度、遭淹地区和范围不同而已，凡日雨量大于50mm或过程■■■降水量大于100mm暴雨，都会给全市造成浸害［1］。上海市区，特别是中心城区（长宁、普陀、闸北、虹口、杨浦、黄浦、卢湾

4、、静安、徐汇），暴雨内涝造成的主要影响是马路积水和居民家庭进水。据统计，1980-1993年的14年中，因内涝引起的平均年积水路段251条，年均住宅进水户数5.27万户。从2000年以来上海中心城区遭受的较为严重的暴雨内涝灾情统计来看，市区暴雨积水马路数与住宅进水户数有一定的正比关系，即马路积水路段越多，进水户数越多；降雨量与积水路段、进水户数也存在一定的正比关系，小时（日）降雨量越多，积水路段与进水户数越多［1］。据划定,年住宅进水户数十万户以上或年积水路段500条段以上的为特大灾年；年住宅进水户数在5-10万户，或年积水路段250-500条段以上的为大灾年；

5、年住宅进水户数2-5万户或年积水路段150-250条段的为中灾年；年住宅进水户数2万户以下或年积水路段在150条段以下的为小灾年。照此等级标准，根据45年的上海市区积水资料整理分析，上海发生暴雨积水的中灾,平均每三年出现一次。作为区域社会、经济、文化的中心，频繁发生的暴雨内涝造成社会、经济和环境系统遭受巨大影响，严重威胁到人类的生存安全［2］。2上海暴雨内涝成因分析及典型情景2.1典型内涝情景台风是造成上海暴雨和风暴潮的主要原因,同时也会引起内河水位骤涨，加大洪涝发生的可能性。“麦莎”是本世纪对上海影响最大的台风,全市普降大暴雨,中心市区的普陀、徐汇、长宁、虹口

6、降雨量都超过了200mm,黄浦江最高潮位全线超过警戒线，市区内河最高水位普遍超过历史记录并逼近防汛墙设计水位，经采取停泵的应急措施才保水位不再上涨。据统计，上海市在“麦莎”侵袭中，全市受灾人口94.6万人，直接经济损失13.58亿元，市区200余条马路积水（图1）,5万余户居民家中进水。冷暖空气碰撞导致的强雷暴雨也是上海内涝的重要原因，由于上海市区“热岛”效应明显，气温相对比市郊髙出2-3工，地面热量致使雷雨云团易加强发展，增大雨势。市区密集的高层建筑，也使气流运动的摩擦力加大，雷雨云团移动减缓，在市区滞留时间较长，降雨也更多。2008年8月25日上海入汛之后最

7、大的一场暴雨，强度超百年一遇。这场降雨来势凶猛，徐家汇气象观测站117nini/h的降雨量是130多年以来的最高纪录，卢湾、长宁、普陀、黄浦、浦东、闵行、崇明等地的累积雨量均超过lOOnrni的大暴雨标准，降雨强度大大超过上海城市的排水能力。据统计，上海中心城区■■■近100条马路积水（图2）,近万户居民家中进水。受暴雨影响，徐家汇等地一度交通严重拥堵，全市共发生各类交通事故3165起，车辆抛锚694起。从两次灾害情景看,由于暴雨时空分布特征差异,积水路段的位置及数量有很大不同，积水路段的长度及积水深度也有很大区别，但中山西路、乌鲁木齐路等一些路段历次积水，黄浦

8、、静安等地积水路段较密集