基于淮南市的城市洪水災(zāi)害模擬與風(fēng)險(xiǎn)管理策略研究一、引言1.1研究背景與意義1.1.1研究背景在全球氣候變化的大背景下，極端天氣事件愈發(fā)頻繁，城市洪水災(zāi)害作為其中的典型，給人類社會(huì)帶來(lái)了沉重的打擊。暴雨強(qiáng)度的增加、海平面的上升以及城市熱島效應(yīng)等因素相互交織，使得城市面臨的洪水風(fēng)險(xiǎn)不斷攀升。從美國(guó)紐約遭遇“桑迪”颶風(fēng)侵襲，導(dǎo)致曼哈頓街區(qū)被淹、大面積停電并引發(fā)連鎖災(zāi)害，造成高達(dá)620億美元的經(jīng)濟(jì)損失，到中國(guó)鄭州在2021年7月遭遇特大暴雨，城市內(nèi)澇嚴(yán)重，眾多居民生命和財(cái)產(chǎn)受到威脅，這些慘痛的案例都在警示著城市洪水災(zāi)害的嚴(yán)峻性。隨著城市化進(jìn)程的加速，城市下墊面條件發(fā)生了顯著改變。大量的自然土地被不透水的水泥、瀝青等建筑材料覆蓋，雨水的下滲能力大幅降低，地表徑流迅速增加。與此同時(shí)，城市排水系統(tǒng)卻往往難以跟上城市發(fā)展的步伐，存在排水能力不足、管網(wǎng)老化等問(wèn)題，這無(wú)疑進(jìn)一步加劇了城市洪水災(zāi)害的發(fā)生頻率和危害程度。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球每年因城市洪水災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)數(shù)百億美元，并且這一數(shù)字還在隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大和氣候變化的加劇而不斷上升。淮南市地處安徽省中部，位于長(zhǎng)江中游平原與江淮丘陵的過(guò)渡地帶，是連接華東與中西部的重要交通樞紐?；茨鲜袣夂?qū)儆趤啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，四季分明，雨量充沛，特殊的地理位置和氣候條件，使得淮南市成為洪水災(zāi)害的頻發(fā)區(qū)域。建國(guó)以來(lái)，淮南市共發(fā)生較大洪水18次，約4年一次，水旱災(zāi)害防御工作一直是全市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中的一件大事?；春哟┏嵌^(guò)，其水位的變化對(duì)淮南市的防洪形勢(shì)有著直接影響。一旦淮河發(fā)生洪水，河水倒灌入城，極易引發(fā)城市內(nèi)澇。此外，淮南市存在大量的采煤沉陷區(qū)，這些區(qū)域地勢(shì)低洼，積水難排，在暴雨天氣下也容易形成洪澇災(zāi)害，嚴(yán)重威脅著當(dāng)?shù)鼐用竦纳?cái)產(chǎn)安全和城市的可持續(xù)發(fā)展。1.1.2研究意義本研究對(duì)保障淮南市城市安全起著至關(guān)重要的作用。洪水災(zāi)害一旦發(fā)生，可能會(huì)沖毀房屋、道路、橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施，破壞城市的正常運(yùn)轉(zhuǎn)秩序，對(duì)居民的生命安全構(gòu)成直接威脅。通過(guò)對(duì)城市洪水災(zāi)害的模擬，可以提前識(shí)別出城市中的洪水高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，為城市規(guī)劃和建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)，從而有針對(duì)性地加強(qiáng)防洪工程建設(shè)，如加固堤防、修建排水泵站等，提高城市的防洪能力，保障居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。從減少經(jīng)濟(jì)損失的角度來(lái)看，洪水災(zāi)害往往會(huì)給城市帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，包括直接的財(cái)產(chǎn)損失和間接的經(jīng)濟(jì)影響。直接損失如農(nóng)作物被淹、工業(yè)設(shè)備受損、商業(yè)活動(dòng)中斷等；間接損失則涉及到產(chǎn)業(yè)鏈的上下游，如交通受阻導(dǎo)致物資運(yùn)輸不暢，進(jìn)而影響企業(yè)的生產(chǎn)和銷售。準(zhǔn)確模擬洪水災(zāi)害過(guò)程，評(píng)估洪水可能造成的經(jīng)濟(jì)損失，能夠幫助政府和企業(yè)提前制定應(yīng)對(duì)策略，采取有效的防洪減災(zāi)措施，降低洪水災(zāi)害帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失，保障城市經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展。促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展也是本研究的重要意義所在?？沙掷m(xù)發(fā)展要求城市在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，注重生態(tài)環(huán)境保護(hù)和社會(huì)公平。洪水災(zāi)害不僅會(huì)破壞城市的生態(tài)環(huán)境，如污染水體、破壞植被等，還會(huì)加劇社會(huì)不公平，使弱勢(shì)群體受到更大的影響。通過(guò)研究城市洪水災(zāi)害的模擬及風(fēng)險(xiǎn)管理對(duì)策，可以推動(dòng)淮南市采取更加科學(xué)合理的城市規(guī)劃和發(fā)展模式，加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)和修復(fù)，提高城市的生態(tài)韌性；同時(shí)，制定公平合理的風(fēng)險(xiǎn)管理政策，保障全體居民的利益，促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1城市洪水災(zāi)害模擬研究現(xiàn)狀在國(guó)外，洪水模擬模型的發(fā)展較為成熟，且不斷推陳出新。早期，以美國(guó)陸軍工程兵團(tuán)開(kāi)發(fā)的HEC-HMS（HydrologicEngineeringCenter-HydrologicModelingSystem）為代表的水文模型，側(cè)重于對(duì)流域降雨徑流過(guò)程的模擬，通過(guò)對(duì)降雨、蒸發(fā)、下滲等水文要素的計(jì)算，來(lái)預(yù)估洪水的流量過(guò)程。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和地理信息技術(shù)的飛速發(fā)展，基于物理過(guò)程的分布式水文模型逐漸成為研究熱點(diǎn)，如歐洲廣泛應(yīng)用的MIKEFLOOD模型，它能夠?qū)⒌乇硭偷叵滤到y(tǒng)進(jìn)行耦合模擬，充分考慮地形、土壤質(zhì)地、土地利用等因素對(duì)洪水演進(jìn)的影響，在城市復(fù)雜地形和下墊面條件下，能較為準(zhǔn)確地模擬洪水的淹沒(méi)范圍和水深分布。在數(shù)據(jù)運(yùn)用方面，國(guó)外學(xué)者積極探索多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)。例如，利用高分辨率衛(wèi)星遙感影像獲取城市地表覆蓋信息，從而更精確地確定不透水面積和植被覆蓋度等參數(shù)，為洪水模擬提供更準(zhǔn)確的下墊面條件；借助全球定位系統(tǒng)（GPS）和地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)洪水水位和流速，對(duì)洪水模擬結(jié)果進(jìn)行動(dòng)態(tài)驗(yàn)證和修正。此外，機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)算法也被引入洪水模擬領(lǐng)域，通過(guò)對(duì)大量歷史洪水?dāng)?shù)據(jù)的學(xué)習(xí)，建立洪水水位、流量與影響因素之間的非線性關(guān)系模型，提高洪水模擬的精度和時(shí)效性。國(guó)內(nèi)對(duì)于城市洪水災(zāi)害模擬的研究起步相對(duì)較晚，但發(fā)展迅速。在模型應(yīng)用上，早期主要借鑒國(guó)外成熟的模型，并結(jié)合國(guó)內(nèi)實(shí)際情況進(jìn)行本地化改進(jìn)。例如，對(duì)SWMM（StormWaterManagementModel）模型進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，將其應(yīng)用于國(guó)內(nèi)多個(gè)城市的排水管網(wǎng)和內(nèi)澇模擬研究中。研究人員針對(duì)國(guó)內(nèi)城市排水系統(tǒng)的特點(diǎn)，如管網(wǎng)布局復(fù)雜、排水標(biāo)準(zhǔn)差異大等問(wèn)題，對(duì)SWMM模型的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化和校準(zhǔn)，使其更符合國(guó)內(nèi)城市的實(shí)際情況。同時(shí)，國(guó)內(nèi)學(xué)者也在積極研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的洪水模擬模型，如武漢大學(xué)研發(fā)的城市洪澇模擬模型，該模型綜合考慮了城市降雨、產(chǎn)匯流、管網(wǎng)水流運(yùn)動(dòng)以及洪水淹沒(méi)等過(guò)程，具有較好的模擬效果。在數(shù)據(jù)獲取與處理方面，國(guó)內(nèi)充分利用了日益豐富的地理空間數(shù)據(jù)資源。通過(guò)航空攝影測(cè)量和三維激光掃描技術(shù)，獲取高精度的城市地形數(shù)據(jù)，提高洪水模擬中地形信息的準(zhǔn)確性；利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建城市水文監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)采集降雨量、水位、流量等數(shù)據(jù)，為洪水模擬提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支持。在模型耦合方面，國(guó)內(nèi)開(kāi)展了大量關(guān)于地表水與地下水、洪水與城市排水系統(tǒng)耦合模擬的研究，以更全面地反映城市洪水災(zāi)害的發(fā)生發(fā)展過(guò)程。盡管國(guó)內(nèi)外在城市洪水災(zāi)害模擬方面取得了顯著進(jìn)展，但仍存在一些不足之處。一方面，現(xiàn)有的洪水模擬模型在處理復(fù)雜地形和下墊面條件時(shí)，精度仍有待提高，尤其是在城市中存在大量不規(guī)則建筑物和地形起伏較大的區(qū)域。另一方面，多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中還面臨數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)格式不一致等問(wèn)題，影響了數(shù)據(jù)融合的效果和洪水模擬的準(zhǔn)確性。此外，目前的洪水模擬研究大多側(cè)重于單一洪水事件的模擬，對(duì)于洪水的長(zhǎng)期演變趨勢(shì)和不確定性分析研究相對(duì)較少，難以滿足城市長(zhǎng)期防洪規(guī)劃和風(fēng)險(xiǎn)管理的需求。1.2.2城市洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理研究現(xiàn)狀國(guó)外在城市洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。在風(fēng)險(xiǎn)管理策略上，強(qiáng)調(diào)從源頭控制、過(guò)程管理和災(zāi)后恢復(fù)的全過(guò)程管理理念。例如，美國(guó)推行的“洪水保險(xiǎn)計(jì)劃”，通過(guò)建立完善的洪水保險(xiǎn)制度，將洪水風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分散和轉(zhuǎn)移，減輕政府和受災(zāi)群眾的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。同時(shí)，注重開(kāi)展洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和區(qū)劃工作，根據(jù)不同區(qū)域的洪水風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，制定相應(yīng)的土地利用規(guī)劃和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，限制在高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行開(kāi)發(fā)建設(shè)。在預(yù)警機(jī)制方面，國(guó)外建立了較為完善的洪水預(yù)警系統(tǒng)。以日本為例，其利用先進(jìn)的氣象監(jiān)測(cè)技術(shù)和水文模型，對(duì)洪水進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)，并通過(guò)多種渠道，如電視、廣播、手機(jī)短信等，及時(shí)向公眾發(fā)布預(yù)警信息。同時(shí)，日本還注重加強(qiáng)公眾的防災(zāi)減災(zāi)教育，提高公眾的自救互救能力和應(yīng)對(duì)洪水災(zāi)害的意識(shí)。此外，國(guó)外還積極開(kāi)展洪水災(zāi)害的應(yīng)急管理研究，制定詳細(xì)的應(yīng)急預(yù)案，明確各部門在洪水災(zāi)害應(yīng)對(duì)中的職責(zé)和任務(wù)，定期進(jìn)行應(yīng)急演練，提高應(yīng)對(duì)洪水災(zāi)害的能力。國(guó)內(nèi)在城市洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理方面也進(jìn)行了大量的研究和實(shí)踐。在政策法規(guī)方面，不斷完善防洪減災(zāi)相關(guān)法律法規(guī)，如《中華人民共和國(guó)防洪法》等，為城市洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理提供了法律保障。在管理體系建設(shè)上，逐步建立了政府主導(dǎo)、部門協(xié)作、社會(huì)參與的洪水災(zāi)害管理體系，明確了水利、氣象、應(yīng)急管理等部門在洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理中的職責(zé)分工。在風(fēng)險(xiǎn)管理措施上，國(guó)內(nèi)注重工程措施與非工程措施相結(jié)合。工程措施方面，加大對(duì)城市防洪工程的投入，如加固堤防、拓寬河道、修建排水泵站等，提高城市的防洪排澇能力。非工程措施方面，加強(qiáng)洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和預(yù)警預(yù)報(bào)工作，建立洪水風(fēng)險(xiǎn)圖，為城市規(guī)劃和居民避險(xiǎn)提供科學(xué)依據(jù)。同時(shí)，積極開(kāi)展防洪減災(zāi)宣傳教育活動(dòng)，提高公眾的防災(zāi)意識(shí)和自我保護(hù)能力。此外，國(guó)內(nèi)還在探索建立洪水災(zāi)害保險(xiǎn)制度，以分散洪水風(fēng)險(xiǎn)，減輕災(zāi)害損失。國(guó)內(nèi)外的研究成果為城市洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理提供了有益的借鑒，但在實(shí)際應(yīng)用中仍存在一些問(wèn)題。例如，在風(fēng)險(xiǎn)管理策略的實(shí)施過(guò)程中，存在部門之間協(xié)調(diào)不暢、政策執(zhí)行不到位等問(wèn)題，影響了風(fēng)險(xiǎn)管理的效果。在預(yù)警機(jī)制方面，雖然預(yù)警技術(shù)不斷提高，但預(yù)警信息的傳播和公眾響應(yīng)仍存在不足，部分公眾對(duì)預(yù)警信息的重視程度不夠，缺乏有效的應(yīng)對(duì)措施。此外，在洪水災(zāi)害保險(xiǎn)制度建設(shè)方面，還面臨著保險(xiǎn)市場(chǎng)不成熟、保險(xiǎn)產(chǎn)品單一、公眾參保意識(shí)不強(qiáng)等問(wèn)題，需要進(jìn)一步加強(qiáng)研究和探索。1.3研究?jī)?nèi)容與方法1.3.1研究?jī)?nèi)容本研究聚焦淮南市城市洪水災(zāi)害，旨在通過(guò)多維度的分析與研究，深入了解洪水災(zāi)害的形成機(jī)制、發(fā)展過(guò)程以及可能造成的影響，從而為制定科學(xué)有效的風(fēng)險(xiǎn)管理對(duì)策提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐依據(jù)。在洪水災(zāi)害模擬方面，本研究將運(yùn)用先進(jìn)的模型對(duì)淮南市洪水災(zāi)害進(jìn)行模擬分析。首先，對(duì)淮南市的地形地貌進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)繪和分析，獲取高精度的數(shù)字高程模型（DEM），為洪水模擬提供準(zhǔn)確的地形基礎(chǔ)。同時(shí)，深入研究淮南市的氣象數(shù)據(jù)，包括降雨量、降雨強(qiáng)度、降雨歷時(shí)等，結(jié)合歷史洪水水位、流量等水文數(shù)據(jù)，建立淮南市洪水災(zāi)害的模擬模型。通過(guò)對(duì)不同降雨情景的設(shè)定，如暴雨強(qiáng)度、降雨持續(xù)時(shí)間等因素的變化，模擬洪水在淮南市的演進(jìn)過(guò)程，包括洪水的淹沒(méi)范圍、水深分布、流速變化等。分析地形、土地利用類型、排水系統(tǒng)等因素對(duì)洪水演進(jìn)的影響，明確不同區(qū)域在洪水災(zāi)害中的風(fēng)險(xiǎn)程度。洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估也是本研究的重點(diǎn)內(nèi)容。本研究將綜合考慮洪水災(zāi)害的危險(xiǎn)性、暴露性和脆弱性等因素，構(gòu)建淮南市洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系。危險(xiǎn)性評(píng)估將基于洪水模擬結(jié)果，分析不同區(qū)域發(fā)生洪水災(zāi)害的可能性和嚴(yán)重程度；暴露性評(píng)估將考慮淮南市的人口分布、建筑物分布、基礎(chǔ)設(shè)施分布等因素，確定不同區(qū)域在洪水災(zāi)害中的暴露程度；脆弱性評(píng)估將分析不同區(qū)域的社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況、防災(zāi)減災(zāi)能力等因素，評(píng)估不同區(qū)域?qū)樗疄?zāi)害的承受能力和恢復(fù)能力。運(yùn)用層次分析法（AHP）、模糊綜合評(píng)價(jià)法等方法，對(duì)淮南市洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行綜合評(píng)估，繪制淮南市洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃圖，明確高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域和低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，為風(fēng)險(xiǎn)管理提供科學(xué)依據(jù)。基于模擬和評(píng)估結(jié)果，本研究將提出針對(duì)性的風(fēng)險(xiǎn)管理對(duì)策。從工程措施和非工程措施兩個(gè)方面入手，制定切實(shí)可行的風(fēng)險(xiǎn)管理方案。工程措施方面，根據(jù)洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃圖，對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行防洪工程建設(shè)和改造，如加固堤防、拓寬河道、修建排水泵站等，提高城市的防洪排澇能力。優(yōu)化城市排水系統(tǒng)，增加雨水管網(wǎng)的管徑和排水能力，改善排水不暢的問(wèn)題。合理規(guī)劃城市建設(shè)，避免在洪水高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行過(guò)度開(kāi)發(fā)，減少洪水災(zāi)害對(duì)城市的影響。非工程措施方面，加強(qiáng)洪水災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)體系建設(shè)，提高預(yù)警的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。建立完善的應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，明確各部門在洪水災(zāi)害應(yīng)對(duì)中的職責(zé)和任務(wù)，制定詳細(xì)的應(yīng)急預(yù)案，定期進(jìn)行應(yīng)急演練，提高應(yīng)對(duì)洪水災(zāi)害的能力。加強(qiáng)公眾的防洪減災(zāi)教育，提高公眾的防災(zāi)意識(shí)和自救互救能力。探索建立洪水災(zāi)害保險(xiǎn)制度，分散洪水風(fēng)險(xiǎn)，減輕災(zāi)害損失。1.3.2研究方法本研究綜合運(yùn)用多種研究方法，以確保研究的科學(xué)性、全面性和深入性。文獻(xiàn)研究法是本研究的基礎(chǔ)方法之一。通過(guò)廣泛查閱國(guó)內(nèi)外關(guān)于城市洪水災(zāi)害模擬及風(fēng)險(xiǎn)管理的相關(guān)文獻(xiàn)，包括學(xué)術(shù)期刊論文、學(xué)位論文、研究報(bào)告、政府文件等，全面了解城市洪水災(zāi)害模擬及風(fēng)險(xiǎn)管理的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)和前沿技術(shù)。對(duì)相關(guān)理論和方法進(jìn)行梳理和總結(jié)，分析現(xiàn)有研究的不足之處，為本研究提供理論支持和研究思路。案例分析法在本研究中也具有重要作用。選取國(guó)內(nèi)外典型城市的洪水災(zāi)害案例，如美國(guó)紐約“桑迪”颶風(fēng)引發(fā)的洪水災(zāi)害、中國(guó)鄭州“7?20”特大暴雨洪澇災(zāi)害等，對(duì)這些案例進(jìn)行深入分析，總結(jié)其洪水災(zāi)害的形成原因、應(yīng)對(duì)措施和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。將淮南市的洪水災(zāi)害情況與其他城市進(jìn)行對(duì)比分析，找出淮南市洪水災(zāi)害的特點(diǎn)和獨(dú)特之處，為制定適合淮南市的風(fēng)險(xiǎn)管理對(duì)策提供參考。模型模擬法是本研究的核心方法之一。運(yùn)用專業(yè)的洪水模擬模型，如SWMM（StormWaterManagementModel）、MIKEFLOOD等，對(duì)淮南市洪水災(zāi)害進(jìn)行模擬。根據(jù)淮南市的地形地貌、氣象水文、土地利用等數(shù)據(jù)，對(duì)模型進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和校準(zhǔn)，確保模型能夠準(zhǔn)確模擬淮南市洪水災(zāi)害的演進(jìn)過(guò)程。通過(guò)模型模擬，獲取洪水災(zāi)害的相關(guān)數(shù)據(jù)和信息，為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和管理對(duì)策制定提供數(shù)據(jù)支持。數(shù)據(jù)分析法在本研究中貫穿始終。收集淮南市的地形數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、水文數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等多源數(shù)據(jù)，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法、地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)等對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。通過(guò)數(shù)據(jù)分析，了解淮南市洪水災(zāi)害的發(fā)生規(guī)律、影響因素和風(fēng)險(xiǎn)特征，為研究提供數(shù)據(jù)依據(jù)。利用GIS技術(shù)，將洪水模擬結(jié)果、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果等進(jìn)行可視化表達(dá)，直觀展示淮南市洪水災(zāi)害的分布情況和風(fēng)險(xiǎn)程度，為風(fēng)險(xiǎn)管理提供決策支持。二、淮南市城市洪水災(zāi)害概況2.1淮南市地理及水文特征2.1.1地理位置與地形地貌淮南市地處安徽省中北部，介于北緯31°54′8″～33°00′26″和東經(jīng)116°21′5″～117°12′30″之間，宛如一顆鑲嵌在江淮大地的明珠。其東與滁州市毗鄰，東南與合肥市接壤，西南與六安市相連，西與阜陽(yáng)市相接，北與亳州市、蚌埠市交界，轄區(qū)總面積5533平方千米，是連接安徽不同區(qū)域的重要紐帶，獨(dú)特的地理位置使其在區(qū)域發(fā)展中扮演著關(guān)鍵角色?；茨鲜械牡匦蔚孛藏S富多樣，以淮河為界，呈現(xiàn)出截然不同的景觀?；春右阅蠟榍鹆?，屬于江淮丘陵的一部分，地勢(shì)起伏較大，海拔較高，多為低山丘陵，如八公山、上窯山等，這里山巒連綿，植被茂密，是城市的綠色屏障。八公山海拔241.2米，山間溝壑縱橫，森林覆蓋率較高，獨(dú)特的地形使得該區(qū)域在洪水發(fā)生時(shí)，容易形成坡面徑流，對(duì)下游地區(qū)造成洪水威脅。而淮河以北則為地勢(shì)平坦的淮北平原，地勢(shì)呈西北東南向傾斜，廣袤的平原一望無(wú)際，土壤肥沃，是重要的農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)。但平坦的地勢(shì)在洪水來(lái)臨時(shí)，排水不暢，容易造成大面積的積水，加劇洪水災(zāi)害的影響范圍和程度。這種地形地貌特征對(duì)淮南市洪水的形成有著深遠(yuǎn)的影響。在丘陵地區(qū)，由于地勢(shì)起伏大，降雨后水流迅速匯聚，形成強(qiáng)大的坡面徑流，若遇到強(qiáng)降雨，短時(shí)間內(nèi)大量的水流沖向平原地區(qū)，容易引發(fā)山洪災(zāi)害。而在平原地區(qū)，地勢(shì)平坦，水流速度減緩，洪水排泄困難，容易造成內(nèi)澇。此外，淮南市存在大量的采煤沉陷區(qū)，這些區(qū)域地勢(shì)低洼，地面沉降嚴(yán)重，積水難排，在洪水期間極易形成積水區(qū)域，成為洪水災(zāi)害的重災(zāi)區(qū)。例如，潘集區(qū)的部分采煤沉陷區(qū)，每逢暴雨，積水深度可達(dá)數(shù)米，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)鼐用竦纳詈蜕a(chǎn)。2.1.2氣候特征與降水分布淮南市屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，同時(shí)又處于暖溫帶與亞熱帶的過(guò)渡地帶，這種特殊的氣候區(qū)位使得淮南市的氣候兼具南北氣候的特點(diǎn)，四季分明，季風(fēng)顯著，光照充足，熱量豐富，降雨量適中，無(wú)霜期較長(zhǎng)。夏季高溫多雨，冬季溫和少雨，春秋兩季氣候宜人，過(guò)渡性明顯。淮南市的降水在時(shí)間分布上極不均勻。夏季（6-8月）是降水最為集中的時(shí)期，受來(lái)自海洋的暖濕氣流影響，降水頻繁且強(qiáng)度較大，這三個(gè)月的降水量占全年降水量的50%-60%。例如，2020年7月，淮南市遭遇持續(xù)強(qiáng)降雨，月降水量達(dá)到了500毫米以上，遠(yuǎn)超常年同期平均水平，導(dǎo)致淮河水位迅速上漲，引發(fā)了嚴(yán)重的洪水災(zāi)害。而冬季（12-2月）降水較少，僅占全年降水量的10%左右，氣候相對(duì)干燥。春季（3-5月）和秋季（9-11月）的降水量分別占全年降水量的20%-25%左右，降水相對(duì)較為平穩(wěn)，但也時(shí)有暴雨天氣出現(xiàn)。在空間分布上，淮南市降水總體呈現(xiàn)出由南向北遞減的趨勢(shì)。南部丘陵地區(qū)由于地形的抬升作用，暖濕氣流在此容易形成地形雨，降水相對(duì)較多；而北部平原地區(qū)地勢(shì)平坦，對(duì)暖濕氣流的抬升作用較弱，降水相對(duì)較少。以壽縣和鳳臺(tái)縣為例，壽縣位于淮南市南部，年平均降水量約為950毫米；鳳臺(tái)縣位于淮南市北部，年平均降水量約為900毫米。此外，局部地區(qū)的小氣候和下墊面條件也會(huì)對(duì)降水分布產(chǎn)生影響，如城市熱島效應(yīng)可能導(dǎo)致市區(qū)降水相對(duì)較多。降水是洪水災(zāi)害的主要誘發(fā)因素之一，淮南市降水的時(shí)空分布特征對(duì)洪水災(zāi)害的發(fā)生起著關(guān)鍵作用。集中的降水容易在短時(shí)間內(nèi)形成大量的地表徑流，當(dāng)超過(guò)城市排水系統(tǒng)的承載能力時(shí)，就會(huì)引發(fā)城市內(nèi)澇。而強(qiáng)降水還可能導(dǎo)致河流水位迅速上漲，漫溢河岸，淹沒(méi)周邊地區(qū)，造成洪水災(zāi)害。此外，降水分布的不均勻性也使得不同地區(qū)面臨的洪水風(fēng)險(xiǎn)存在差異，南部丘陵地區(qū)易發(fā)生山洪災(zāi)害，北部平原地區(qū)易發(fā)生內(nèi)澇和河洪災(zāi)害。2.1.3河流水系與水利設(shè)施淮南市境內(nèi)河流水系發(fā)達(dá)，淮河作為中國(guó)七大江河之一，宛如一條巨龍貫穿全市，其年入境水量多年平均達(dá)192.8億立方米，是淮南市最重要的地表水資源?；春釉诨茨鲜芯硟?nèi)流程較長(zhǎng)，河道蜿蜒曲折，河寬水深，對(duì)淮南市的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境有著深遠(yuǎn)的影響。除淮河外，淮南市還有眾多支流，如東淝河、西淝河、架河等，這些支流與淮河相互連通，形成了復(fù)雜的河流水系網(wǎng)絡(luò)。東淝河發(fā)源于江淮分水嶺北側(cè)，流經(jīng)壽縣等地，最終注入淮河，其流域面積較廣，在洪水期間，支流的來(lái)水會(huì)進(jìn)一步增加淮河的水量，加大防洪壓力。此外，淮南市還擁有瓦埠湖、高塘湖、焦崗湖等三大湖泊，總?cè)萘?.86億立方米，這些湖泊猶如一顆顆明珠鑲嵌在淮南大地上。瓦埠湖是安徽省五大淡水湖之一，水域面積廣闊，具有調(diào)節(jié)洪水、涵養(yǎng)水源、改善生態(tài)環(huán)境等重要功能。在洪水來(lái)臨時(shí)，湖泊可以吸納大量的洪水，起到削峰錯(cuò)峰的作用，減輕下游地區(qū)的防洪壓力。為了應(yīng)對(duì)洪水災(zāi)害，淮南市建設(shè)了一系列水利設(shè)施。在淮河干流上，修建了淮南淮河大堤等防洪堤，這些大堤猶如堅(jiān)固的長(zhǎng)城，阻擋著洪水的侵襲?；茨匣春哟蟮倘L(zhǎng)數(shù)十公里，堤身堅(jiān)固，堤頂寬闊，能夠有效抵御一定規(guī)模的洪水。同時(shí)，在支流和湖泊周邊也修建了相應(yīng)的堤防，形成了較為完善的防洪體系。在排水方面，淮南市建設(shè)了眾多排水泵站和排水管網(wǎng)。例如，曹咀孜泵站、龍湖泵站等，這些泵站配備了大功率的排水泵機(jī)，能夠在洪水期間及時(shí)排除城市內(nèi)澇積水。然而，隨著城市的快速發(fā)展，部分排水管網(wǎng)存在老化、管徑偏小等問(wèn)題，排水能力難以滿足城市發(fā)展的需求。在一些老城區(qū)，排水管網(wǎng)建設(shè)年代久遠(yuǎn)，管道狹窄，排水不暢，每逢暴雨，就容易出現(xiàn)積水現(xiàn)象，給居民生活帶來(lái)不便。此外，淮南市還擁有安豐塘等古代水利工程，安豐塘古稱芍陂，是我國(guó)古代四大水利工程之一，比都江堰早300多年，被稱為“中國(guó)灌溉工程鼻祖”。它不僅在灌溉方面發(fā)揮著重要作用，在調(diào)節(jié)洪水方面也有著獨(dú)特的功能。安豐塘通過(guò)合理的水利設(shè)施布局，能夠在洪水期間儲(chǔ)存多余的水量，在枯水期釋放水量，起到調(diào)節(jié)水位、保障周邊地區(qū)用水安全的作用。雖然淮南市擁有較為完善的水利設(shè)施，但在面對(duì)極端洪水時(shí)，仍存在一些不足之處。部分水利設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較低，難以抵御超標(biāo)準(zhǔn)洪水的侵襲。一些小型水庫(kù)和堤防在設(shè)計(jì)時(shí)，考慮的洪水標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較低，當(dāng)遇到特大洪水時(shí)，就可能出現(xiàn)險(xiǎn)情。此外，水利設(shè)施的管理和維護(hù)也存在一定問(wèn)題，部分設(shè)施老化失修，影響了其正常運(yùn)行。因此，加強(qiáng)水利設(shè)施的建設(shè)和管理，提高其防洪排澇能力，是淮南市應(yīng)對(duì)洪水災(zāi)害的重要任務(wù)之一。2.2淮南市城市洪水災(zāi)害歷史數(shù)據(jù)與案例分析2.2.1歷史洪水災(zāi)害數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)為全面掌握淮南市洪水災(zāi)害的發(fā)生規(guī)律和危害程度，本研究對(duì)多年來(lái)淮南市洪水災(zāi)害的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了詳細(xì)統(tǒng)計(jì)。通過(guò)收集整理淮南市水利部門、氣象部門、民政部門等相關(guān)機(jī)構(gòu)的歷史資料，以及查閱地方史志、新聞報(bào)道等文獻(xiàn)，獲取了豐富的洪水災(zāi)害數(shù)據(jù)。從發(fā)生次數(shù)來(lái)看，建國(guó)以來(lái)，淮南市共發(fā)生較大洪水18次，平均約4年一次。其中，20世紀(jì)50-70年代，由于水利設(shè)施相對(duì)薄弱，洪水災(zāi)害發(fā)生較為頻繁，共發(fā)生較大洪水8次；80-90年代，隨著水利工程建設(shè)的逐步推進(jìn)，洪水災(zāi)害次數(shù)有所減少，共發(fā)生5次；進(jìn)入21世紀(jì)后，雖然水利設(shè)施不斷完善，但受氣候變化等因素影響，洪水災(zāi)害仍時(shí)有發(fā)生，已發(fā)生較大洪水5次。在受災(zāi)面積方面，洪水災(zāi)害對(duì)淮南市的農(nóng)業(yè)、工業(yè)和城市建設(shè)等都造成了不同程度的影響。以農(nóng)業(yè)為例，2003年淮河洪水期間，淮南市農(nóng)作物受災(zāi)面積達(dá)到了50萬(wàn)畝，其中絕收面積10萬(wàn)畝，大量農(nóng)田被淹，農(nóng)作物減產(chǎn)甚至絕收，給農(nóng)民帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。在工業(yè)方面，洪水可能導(dǎo)致工廠停產(chǎn)、設(shè)備損壞等問(wèn)題。2018年的洪水災(zāi)害中，淮南市部分工業(yè)園區(qū)的企業(yè)因洪水浸泡，生產(chǎn)設(shè)備受損，停產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)數(shù)月，不僅影響了企業(yè)的正常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，還對(duì)上下游產(chǎn)業(yè)鏈造成了連鎖反應(yīng)。經(jīng)濟(jì)損失是衡量洪水災(zāi)害危害程度的重要指標(biāo)之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，淮南市每次洪水災(zāi)害造成的直接經(jīng)濟(jì)損失從數(shù)千萬(wàn)元到數(shù)億元不等。2007年的洪水災(zāi)害，直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)5億元，包括房屋倒塌、基礎(chǔ)設(shè)施損毀、農(nóng)業(yè)減產(chǎn)、工業(yè)停產(chǎn)等方面的損失。而間接經(jīng)濟(jì)損失則更為巨大，如交通中斷導(dǎo)致物資運(yùn)輸受阻，商業(yè)活動(dòng)無(wú)法正常開(kāi)展，以及災(zāi)后恢復(fù)重建所需的大量資金等。為更直觀地展示淮南市歷史洪水災(zāi)害數(shù)據(jù)，以下以表格形式呈現(xiàn)（表1）：年份發(fā)生次數(shù)受災(zāi)面積（萬(wàn)畝）直接經(jīng)濟(jì)損失（億元）19541300.519681400.819751451.019821200.319911602.020031501.520071355.020181251.220201301.8通過(guò)對(duì)這些歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，可以發(fā)現(xiàn)淮南市洪水災(zāi)害的發(fā)生具有一定的周期性和季節(jié)性，且受災(zāi)面積和經(jīng)濟(jì)損失呈波動(dòng)上升趨勢(shì)。這與氣候變化導(dǎo)致的極端天氣事件增多，以及淮南市城市化進(jìn)程加快，下墊面條件改變等因素密切相關(guān)。因此，加強(qiáng)對(duì)洪水災(zāi)害的研究和防范，對(duì)于保障淮南市的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人民生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要意義。2.2.2典型洪水災(zāi)害案例剖析以2020年7月淮南市發(fā)生的洪水災(zāi)害為例，此次洪水災(zāi)害具有典型性和代表性，對(duì)其進(jìn)行深入剖析，有助于更好地了解淮南市洪水災(zāi)害的發(fā)生過(guò)程、影響范圍及應(yīng)對(duì)措施。2020年7月，受持續(xù)強(qiáng)降雨和上游來(lái)水影響，淮河水位迅速上漲，淮南市遭遇了嚴(yán)重的洪水災(zāi)害。7月18日凌晨，淮河田家庵站達(dá)到20米設(shè)防水位，隨后水位持續(xù)攀升，20日，淮河干流全線超警戒水位。此次洪水來(lái)勢(shì)兇猛，水位上漲速度快，給淮南市的防洪工作帶來(lái)了巨大壓力。洪水災(zāi)害的影響范圍廣泛，涉及淮南市多個(gè)縣區(qū)。其中，田家庵區(qū)、潘集區(qū)、鳳臺(tái)縣等沿淮地區(qū)受災(zāi)最為嚴(yán)重。在田家庵區(qū)，淮河大堤安成鎮(zhèn)段先后發(fā)生兩處滲透管涌險(xiǎn)情，石姚灣退建堤處于淮南平圩淮河大橋正下方，若不及時(shí)處置，一旦變?yōu)楣苡?，將危及橋體安全，同時(shí)洪水破堤，堤后的數(shù)百畝良田和臨近4個(gè)村莊有可能被洪水淹沒(méi)，并對(duì)城市防洪造成巨大威脅。石頭埠自排涵管網(wǎng)下方堤壩也出現(xiàn)管涌，緊鄰大堤的村莊900多戶2300多名村民生命財(cái)產(chǎn)受到威脅。在潘集區(qū)，部分采煤沉陷區(qū)積水嚴(yán)重，房屋被淹，居民被迫轉(zhuǎn)移。一些村莊的道路被沖毀，交通中斷，給救援工作帶來(lái)了極大困難。鳳臺(tái)縣的部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)也遭受了洪水侵襲，農(nóng)田被淹，農(nóng)作物受損，農(nóng)民的辛勤勞作付諸東流。面對(duì)嚴(yán)峻的洪水災(zāi)害形勢(shì)，淮南市迅速啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，采取了一系列有效的應(yīng)對(duì)措施。成立了工程技術(shù)等6個(gè)防汛抗旱專項(xiàng)工作組，重新埋設(shè)淮河大堤界碑，逐個(gè)區(qū)域、逐個(gè)單位、逐項(xiàng)工程明確防汛行政責(zé)任單位和具體負(fù)責(zé)人，確保防汛責(zé)任落實(shí)到位。全面推進(jìn)落實(shí)防汛三級(jí)包保責(zé)任，領(lǐng)導(dǎo)工作在一線、指揮在基層，形成“一級(jí)抓一級(jí)、層層抓落實(shí)”的工作局面。在物資保障方面，在安成工業(yè)園區(qū)籌建了區(qū)防汛物資儲(chǔ)備倉(cāng)庫(kù)，備足草袋、編織袋、雨花布、無(wú)紡布、鐵絲、救生衣、帳篷、木樁、移動(dòng)照明設(shè)備等各類防汛抗旱物資器材。組織專門力量對(duì)轄區(qū)內(nèi)的水庫(kù)塘壩、堤防圩壩以及城鎮(zhèn)低洼區(qū)、人員密集區(qū)等區(qū)域，開(kāi)展拉網(wǎng)式防汛安全隱患檢查，對(duì)檢查存在問(wèn)題逐一建立“四清單”，實(shí)行倒排工期、銷號(hào)管理。在人員救援方面，沿淮5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、街道立即組織人員上堤開(kāi)展24小時(shí)巡查，按照每公里60人的標(biāo)準(zhǔn)配齊巡堤查險(xiǎn)人員，采用分組式、拉網(wǎng)式、晝夜輪流的方式進(jìn)行巡防排查。當(dāng)淮河大壩安成鎮(zhèn)黑泥村平圩大橋鐵路橋下面出現(xiàn)三處管涌險(xiǎn)情時(shí)，市委、市政府負(fù)責(zé)同志第一時(shí)間趕赴現(xiàn)場(chǎng)，與田家庵區(qū)負(fù)責(zé)同志及省、市水利部門有關(guān)專家、搶險(xiǎn)人員實(shí)地查看險(xiǎn)情，現(xiàn)場(chǎng)研究制定險(xiǎn)情處置辦法。在專家組的指導(dǎo)下，田家庵區(qū)委、區(qū)政府主要負(fù)責(zé)同志與110余名武警官兵、20余名消防隊(duì)員、70余名安成鎮(zhèn)政府工作人員及當(dāng)?shù)厝罕娧杆偻度氲綋岆U(xiǎn)戰(zhàn)斗中，采用“反濾圍井”法對(duì)三處管涌進(jìn)行了全面處理，經(jīng)過(guò)連夜奮戰(zhàn)，成功控制了險(xiǎn)情。此次洪水災(zāi)害雖然給淮南市帶來(lái)了巨大的損失，但通過(guò)有效的應(yīng)對(duì)措施，最大限度地減少了人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。同時(shí)，也暴露出淮南市在防洪工程建設(shè)、排水系統(tǒng)完善、應(yīng)急管理等方面存在的問(wèn)題，為今后的洪水災(zāi)害防范和應(yīng)對(duì)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。三、城市洪水災(zāi)害模擬方法與應(yīng)用3.1城市洪水災(zāi)害模擬模型概述3.1.1常用模擬模型介紹在城市洪水災(zāi)害模擬領(lǐng)域，眾多模型各顯神通，其中SWMM和MIKEFLOOD憑借其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和廣泛的應(yīng)用，成為了備受矚目的明星模型。SWMM（StormWaterManagementModel），即暴雨洪水管理模型，是由美國(guó)環(huán)境保護(hù)署（EPA）開(kāi)發(fā)的一款強(qiáng)大的模型。它猶如一位精密的儀器，能夠細(xì)致入微地模擬城市區(qū)域降雨徑流過(guò)程，對(duì)雨水在地表的流動(dòng)、管網(wǎng)的輸送以及污水處理系統(tǒng)的運(yùn)行等環(huán)節(jié)進(jìn)行全面且深入的模擬。其原理基于對(duì)水文循環(huán)過(guò)程的深刻理解，通過(guò)一系列數(shù)學(xué)方程來(lái)描述降雨、蒸發(fā)、下滲、地表徑流和管網(wǎng)水流等過(guò)程。在降雨模擬方面，它可以根據(jù)歷史降雨數(shù)據(jù)和氣象模型，準(zhǔn)確地模擬不同降雨強(qiáng)度、歷時(shí)和分布情況下的降雨過(guò)程；對(duì)于地表徑流，它考慮了土地利用類型、地表粗糙度、坡度等因素對(duì)徑流產(chǎn)生和匯聚的影響，通過(guò)合理的參數(shù)設(shè)置，能夠精確計(jì)算地表徑流量和徑流速度。SWMM的特點(diǎn)十分顯著，它具備強(qiáng)大的功能，能夠?qū)Τ鞘信潘到y(tǒng)進(jìn)行全面評(píng)估。無(wú)論是對(duì)現(xiàn)有排水系統(tǒng)的性能診斷，還是對(duì)新建排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)，SWMM都能提供有力的支持。在實(shí)際應(yīng)用中，通過(guò)輸入詳細(xì)的地形數(shù)據(jù)、土地利用類型、降雨數(shù)據(jù)以及管網(wǎng)參數(shù)等信息，SWMM可以模擬出不同降雨情景下城市排水系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，從而幫助決策者發(fā)現(xiàn)排水系統(tǒng)中存在的問(wèn)題，如管網(wǎng)堵塞、排水能力不足等，并制定相應(yīng)的改進(jìn)措施。此外，SWMM還具有良好的靈活性，用戶可以根據(jù)實(shí)際需求選擇不同的模擬模塊和參數(shù)設(shè)置，以適應(yīng)不同規(guī)模和復(fù)雜度的城市區(qū)域。MIKEFLOOD則是一款由丹麥水力研究所（DHI）研發(fā)的一維和二維動(dòng)態(tài)耦合的洪水模擬軟件包，它如同一個(gè)全能的指揮官，能夠協(xié)調(diào)不同維度的模擬，為洪水模擬帶來(lái)更全面、更精準(zhǔn)的視角。MIKEFLOOD的核心原理是將一維河網(wǎng)水動(dòng)力學(xué)模型MIKE11和二維表面水模型MIKE21進(jìn)行動(dòng)態(tài)耦合。在模擬過(guò)程中，對(duì)于河流等線性水體，采用一維模型進(jìn)行模擬，能夠快速準(zhǔn)確地計(jì)算水流的連續(xù)性和水面高程；而對(duì)于洪泛區(qū)、沿海地區(qū)等廣闊區(qū)域，利用二維模型進(jìn)行模擬，能夠充分捕捉水流在水平面上的擴(kuò)散和滲透效應(yīng)，提供更精細(xì)的洪水?dāng)U展和流速分布信息。這種耦合方式使得MIKEFLOOD能夠綜合考慮河流與周邊區(qū)域的相互作用，更真實(shí)地反映洪水的演進(jìn)過(guò)程。MIKEFLOOD的優(yōu)勢(shì)在于其高度的靈活性和強(qiáng)大的模擬能力。它可以根據(jù)研究區(qū)域的特點(diǎn)和需求，靈活地選擇一維或二維模型進(jìn)行模擬，或者將兩者結(jié)合使用。在模擬沿海地區(qū)風(fēng)暴潮引起的洪水泛濫時(shí)，MIKEFLOOD能夠充分考慮風(fēng)暴潮的影響，通過(guò)二維模型精確模擬洪水在沿海地區(qū)的漫溢范圍和水深分布；在模擬河道與洪泛平原的水體交換時(shí)，通過(guò)一維和二維模型的耦合，能夠準(zhǔn)確計(jì)算水流在河道和洪泛平原之間的流動(dòng)情況。此外，MIKEFLOOD還廣泛應(yīng)用了GIS平臺(tái)和技術(shù)，使得模型的開(kāi)發(fā)和結(jié)果展示更加便捷和直觀。通過(guò)與GIS的結(jié)合，能夠快速獲取地形、土地利用等數(shù)據(jù)，并將模擬結(jié)果以地圖的形式直觀地展示出來(lái)，為決策者提供更直觀、更準(zhǔn)確的信息。3.1.2模型選擇依據(jù)與適用性分析模型的選擇是城市洪水災(zāi)害模擬研究中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如同為一場(chǎng)戰(zhàn)役挑選合適的武器，需要綜合考慮多方面因素，以確保模型能夠準(zhǔn)確、高效地模擬淮南市的洪水災(zāi)害情況。從淮南市的地形地貌來(lái)看，其淮河以南為丘陵，地勢(shì)起伏較大，地形復(fù)雜；淮河以北為淮北平原，地勢(shì)平坦。對(duì)于這種地形特征，MIKEFLOOD具有明顯的優(yōu)勢(shì)。其二維模型能夠很好地處理地形復(fù)雜的區(qū)域，準(zhǔn)確模擬洪水在丘陵地區(qū)的坡面徑流和在平原地區(qū)的擴(kuò)散過(guò)程。在丘陵地區(qū)，二維模型可以根據(jù)地形的起伏，精確計(jì)算水流的路徑和流速，從而更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)洪水的演進(jìn)；在平原地區(qū)，能夠全面捕捉洪水的漫溢范圍和水深分布，為防洪減災(zāi)提供更有針對(duì)性的信息。而SWMM在處理大面積平坦區(qū)域時(shí)，可能會(huì)因?yàn)槠鋵?duì)地形變化的敏感度相對(duì)較低，導(dǎo)致模擬精度受到一定影響。降雨特征也是模型選擇需要考慮的重要因素。淮南市降水集中在夏季，且多暴雨天氣，降雨強(qiáng)度大、歷時(shí)短。MIKEFLOOD能夠通過(guò)其靈活的參數(shù)設(shè)置和強(qiáng)大的模擬能力，較好地應(yīng)對(duì)這種高強(qiáng)度降雨情況，準(zhǔn)確模擬暴雨引發(fā)的洪水過(guò)程。它可以根據(jù)不同的降雨強(qiáng)度和歷時(shí)，動(dòng)態(tài)調(diào)整模擬參數(shù)，從而更真實(shí)地反映洪水的產(chǎn)生和發(fā)展。相比之下，SWMM雖然也能模擬降雨徑流過(guò)程，但在處理極端降雨事件時(shí)，其模擬能力可能相對(duì)有限。河流水系和水利設(shè)施的分布情況同樣不容忽視?；茨鲜芯硟?nèi)河流水系發(fā)達(dá)，淮河貫穿全境，且擁有眾多支流和湖泊。MIKEFLOOD的一維和二維耦合模型能夠很好地模擬河流、支流和湖泊之間的水體交換和洪水演進(jìn)過(guò)程，準(zhǔn)確反映河流水位的變化對(duì)周邊地區(qū)的影響。在模擬淮河洪水時(shí)，通過(guò)一維模型模擬淮河干流的水流情況，二維模型模擬淮河兩岸的洪水漫溢情況，能夠全面掌握洪水的動(dòng)態(tài)。同時(shí)，對(duì)于淮南市的水利設(shè)施，如防洪堤、排水泵站等，MIKEFLOOD可以通過(guò)設(shè)置相應(yīng)的邊界條件和參數(shù)，準(zhǔn)確模擬水利設(shè)施對(duì)洪水的調(diào)控作用。而SWMM在模擬復(fù)雜河流水系時(shí)，可能需要進(jìn)行較多的簡(jiǎn)化和假設(shè)，這可能會(huì)影響模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。綜合考慮淮南市的地形地貌、降雨特征以及河流水系和水利設(shè)施等因素，MIKEFLOOD在淮南市城市洪水災(zāi)害模擬中具有更好的適用性。它能夠更全面、更準(zhǔn)確地模擬洪水的演進(jìn)過(guò)程，為淮南市的洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和管理提供更可靠的依據(jù)。然而，這并不意味著SWMM毫無(wú)用處，在一些特定情況下，如對(duì)城市排水系統(tǒng)的局部分析等，SWMM仍然可以發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，與MIKEFLOOD相互補(bǔ)充，共同為淮南市的防洪減災(zāi)工作提供支持。3.2基于淮南市的洪水災(zāi)害模擬實(shí)例3.2.1數(shù)據(jù)收集與處理數(shù)據(jù)收集是洪水災(zāi)害模擬的基石，如同建造高樓需要堅(jiān)實(shí)的地基一樣，只有全面、準(zhǔn)確地收集各類數(shù)據(jù)，才能確保模擬結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。在本次研究中，我們針對(duì)淮南市的實(shí)際情況，廣泛收集了多源數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)涵蓋了地形、水文、氣象等多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域。地形數(shù)據(jù)是洪水模擬的重要基礎(chǔ)，它直接影響著洪水的流動(dòng)路徑和淹沒(méi)范圍。為了獲取高精度的地形數(shù)據(jù)，我們采用了多種先進(jìn)的技術(shù)手段。通過(guò)航空攝影測(cè)量技術(shù)，利用飛機(jī)搭載高分辨率相機(jī)，從空中對(duì)淮南市進(jìn)行多角度拍攝，獲取了大量的航空影像數(shù)據(jù)。這些影像數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)專業(yè)的圖像處理軟件進(jìn)行拼接、糾正和鑲嵌等處理后，生成了淮南市的數(shù)字正射影像圖（DOM）。同時(shí)，我們還運(yùn)用三維激光掃描技術(shù)，對(duì)淮南市的地形進(jìn)行了實(shí)地掃描，獲取了高精度的地形點(diǎn)云數(shù)據(jù)。這些點(diǎn)云數(shù)據(jù)包含了豐富的地形信息，如地形的起伏、坡度、坡向等。通過(guò)對(duì)航空攝影測(cè)量數(shù)據(jù)和三維激光掃描數(shù)據(jù)的融合處理，我們最終構(gòu)建了分辨率達(dá)到1米的數(shù)字高程模型（DEM）。該DEM能夠精確地反映淮南市的地形地貌特征，為后續(xù)的洪水模擬提供了準(zhǔn)確的地形基礎(chǔ)。水文數(shù)據(jù)對(duì)于洪水災(zāi)害模擬同樣至關(guān)重要，它包括水位、流量、流速等關(guān)鍵信息。為了獲取準(zhǔn)確的水文數(shù)據(jù)，我們首先對(duì)淮南市現(xiàn)有的水文監(jiān)測(cè)站點(diǎn)進(jìn)行了全面梳理和分析。這些水文監(jiān)測(cè)站點(diǎn)分布在淮河及其主要支流上，長(zhǎng)期以來(lái)積累了大量的水位、流量等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。我們收集了這些監(jiān)測(cè)站點(diǎn)多年的歷史數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了質(zhì)量控制和預(yù)處理。通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的分析，我們了解了淮南市不同河流在不同時(shí)期的水位、流量變化規(guī)律。同時(shí)，為了獲取更全面的水文數(shù)據(jù)，我們還在一些關(guān)鍵區(qū)域增設(shè)了臨時(shí)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)。在淮南市的采煤沉陷區(qū)，由于該區(qū)域地勢(shì)低洼，積水情況復(fù)雜，我們?cè)谠搮^(qū)域設(shè)置了多個(gè)水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)和流速監(jiān)測(cè)點(diǎn)。通過(guò)這些臨時(shí)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，我們實(shí)時(shí)獲取了該區(qū)域在不同降雨條件下的水位和流速變化數(shù)據(jù)。此外，我們還利用衛(wèi)星遙感技術(shù)，對(duì)淮南市的河流水體進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。通過(guò)分析衛(wèi)星遙感影像中的水體信息，我們獲取了河流的水面面積、水體邊界等信息，進(jìn)一步補(bǔ)充了水文數(shù)據(jù)。氣象數(shù)據(jù)是洪水災(zāi)害模擬的重要驅(qū)動(dòng)因素，它決定了洪水的發(fā)生和發(fā)展。在氣象數(shù)據(jù)收集方面，我們與淮南市氣象部門建立了緊密的合作關(guān)系。氣象部門擁有先進(jìn)的氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備和完善的氣象數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崟r(shí)獲取淮南市的降雨量、降雨強(qiáng)度、降雨歷時(shí)、氣溫、風(fēng)速等氣象數(shù)據(jù)。我們收集了氣象部門多年的歷史氣象數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理和分析。通過(guò)對(duì)歷史氣象數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，我們了解了淮南市不同季節(jié)、不同年份的降雨特征和變化規(guī)律。同時(shí)，我們還利用數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模型，對(duì)未來(lái)的氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行了預(yù)測(cè)。數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模型基于大氣動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)原理，通過(guò)對(duì)大氣狀態(tài)的數(shù)值模擬，能夠預(yù)測(cè)未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的氣象要素變化。我們將數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模型預(yù)測(cè)的氣象數(shù)據(jù)與歷史氣象數(shù)據(jù)相結(jié)合，為洪水災(zāi)害模擬提供了全面、準(zhǔn)確的氣象數(shù)據(jù)支持。在收集到大量的數(shù)據(jù)后，數(shù)據(jù)處理成為了關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由于收集到的數(shù)據(jù)來(lái)源多樣、格式各異，且可能存在噪聲和錯(cuò)誤，因此需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、轉(zhuǎn)換和整合等處理，以確保數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可用性。數(shù)據(jù)清洗是數(shù)據(jù)處理的第一步，它主要是去除數(shù)據(jù)中的噪聲和錯(cuò)誤。在地形數(shù)據(jù)中，可能存在由于測(cè)量誤差或數(shù)據(jù)處理不當(dāng)導(dǎo)致的異常值。對(duì)于DEM數(shù)據(jù)中的異常高程點(diǎn)，我們通過(guò)設(shè)定合理的高程閾值，將超出閾值的點(diǎn)視為異常點(diǎn)，并進(jìn)行修正或剔除。在水文數(shù)據(jù)中，可能存在由于監(jiān)測(cè)設(shè)備故障或數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤導(dǎo)致的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。對(duì)于水位和流量數(shù)據(jù)中的異常值，我們通過(guò)與歷史數(shù)據(jù)和周邊監(jiān)測(cè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，判斷數(shù)據(jù)的合理性，對(duì)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)進(jìn)行修正或刪除。在氣象數(shù)據(jù)中，可能存在由于氣象站設(shè)備故障或天氣異常導(dǎo)致的異常數(shù)據(jù)。對(duì)于降雨量數(shù)據(jù)中的異常值，我們通過(guò)檢查降雨數(shù)據(jù)的時(shí)間序列連續(xù)性和與周邊氣象站數(shù)據(jù)的一致性，對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換是將不同格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模型能夠接受的格式。地形數(shù)據(jù)通常以柵格或矢量格式存儲(chǔ)，而水文和氣象數(shù)據(jù)則以表格或文本格式存儲(chǔ)。在將地形數(shù)據(jù)導(dǎo)入洪水模擬模型時(shí)，需要將其轉(zhuǎn)換為模型所需的特定格式。對(duì)于DEM數(shù)據(jù)，我們根據(jù)MIKEFLOOD模型的要求，將其轉(zhuǎn)換為ASCII柵格格式，并進(jìn)行重采樣和投影轉(zhuǎn)換，以確保數(shù)據(jù)與模型的坐標(biāo)系一致。在將水文和氣象數(shù)據(jù)導(dǎo)入模型時(shí)，需要將其整理成模型能夠識(shí)別的時(shí)間序列數(shù)據(jù)格式。對(duì)于水位和流量數(shù)據(jù)，我們按照時(shí)間順序進(jìn)行排序，并將其轉(zhuǎn)換為模型所需的時(shí)間步長(zhǎng)。對(duì)于降雨量數(shù)據(jù)，我們將其按照降雨時(shí)段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并轉(zhuǎn)換為模型能夠接受的降雨強(qiáng)度數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)整合是將不同來(lái)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，以提供更全面的信息。在洪水災(zāi)害模擬中，需要將地形、水文和氣象等多源數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，以準(zhǔn)確模擬洪水的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程。我們利用地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，將地形數(shù)據(jù)、水文數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行空間整合。通過(guò)將水文監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的位置信息與DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加分析，我們可以獲取每個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的地形信息，如高程、坡度等。通過(guò)將氣象站的位置信息與DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加分析，我們可以獲取每個(gè)氣象站的地形信息，以及不同地形條件下的氣象要素分布情況。同時(shí)，我們還將水文數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間序列整合，以建立氣象要素與水文要素之間的關(guān)系。通過(guò)將降雨量數(shù)據(jù)與水位、流量數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，我們可以了解降雨對(duì)河流徑流的影響規(guī)律。通過(guò)以上數(shù)據(jù)收集與處理過(guò)程，我們獲取了全面、準(zhǔn)確的多源數(shù)據(jù)，并將其整理成模型能夠接受的格式，為淮南市洪水災(zāi)害模擬提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。這些數(shù)據(jù)將在后續(xù)的模型構(gòu)建和模擬分析中發(fā)揮重要作用，幫助我們更準(zhǔn)確地了解淮南市洪水災(zāi)害的發(fā)生機(jī)制和發(fā)展規(guī)律，為制定有效的風(fēng)險(xiǎn)管理對(duì)策提供科學(xué)依據(jù)。3.2.2模型構(gòu)建與參數(shù)校準(zhǔn)在完成數(shù)據(jù)收集與處理的基礎(chǔ)上，模型構(gòu)建成為了淮南市洪水災(zāi)害模擬的核心環(huán)節(jié)。本研究選用MIKEFLOOD模型作為模擬工具，充分發(fā)揮其強(qiáng)大的模擬能力和高度的靈活性。MIKEFLOOD模型是一款功能強(qiáng)大的洪水模擬軟件包，它將一維河網(wǎng)水動(dòng)力學(xué)模型MIKE11和二維表面水模型MIKE21進(jìn)行動(dòng)態(tài)耦合，能夠全面、準(zhǔn)確地模擬洪水在不同地形和下墊面條件下的演進(jìn)過(guò)程。在構(gòu)建淮南市洪水災(zāi)害模擬模型時(shí)，我們首先根據(jù)淮南市的地形地貌、河流水系和水利設(shè)施等實(shí)際情況，對(duì)模型的計(jì)算域進(jìn)行了合理的劃分。將淮河及其主要支流作為一維河網(wǎng)進(jìn)行模擬，以準(zhǔn)確計(jì)算河流的水流速度、水位變化等信息；將淮河兩岸的洪泛區(qū)、采煤沉陷區(qū)以及城市建成區(qū)等作為二維區(qū)域進(jìn)行模擬，以詳細(xì)捕捉洪水在這些區(qū)域的漫溢范圍、水深分布和流速變化等情況。通過(guò)這種一維和二維模型的耦合，能夠充分考慮河流與周邊區(qū)域的相互作用，更真實(shí)地反映淮南市洪水災(zāi)害的實(shí)際情況。模型參數(shù)的設(shè)置直接影響著模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此需要進(jìn)行細(xì)致的參數(shù)校準(zhǔn)工作。MIKEFLOOD模型涉及眾多參數(shù)，如糙率、曼寧系數(shù)、坡面匯流系數(shù)等。這些參數(shù)的取值需要根據(jù)淮南市的具體情況進(jìn)行確定。在確定糙率參數(shù)時(shí)，考慮到淮南市不同區(qū)域的地表覆蓋情況和地形特征，對(duì)不同土地利用類型設(shè)置了不同的糙率值。對(duì)于城市建成區(qū)，由于建筑物密集，地表粗糙度較大，糙率取值相對(duì)較高；而對(duì)于農(nóng)田和林地等區(qū)域，地表相對(duì)較為平整，糙率取值相對(duì)較低。曼寧系數(shù)的確定則結(jié)合了淮南市河流的河床質(zhì)地、河道形態(tài)等因素，通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)和實(shí)地調(diào)查，確定了適合淮南市河流的曼寧系數(shù)范圍。坡面匯流系數(shù)的取值則根據(jù)淮南市的地形坡度、土壤類型等因素進(jìn)行調(diào)整，以確保坡面徑流的模擬符合實(shí)際情況。為了進(jìn)一步提高參數(shù)的準(zhǔn)確性，我們采用了歷史洪水?dāng)?shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行校準(zhǔn)。選取了淮南市歷史上發(fā)生的幾次典型洪水事件，如2003年、2007年和2020年的洪水，將模型模擬結(jié)果與實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。通過(guò)不斷調(diào)整模型參數(shù)，使得模擬結(jié)果與實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)在水位、流量、淹沒(méi)范圍等方面達(dá)到最佳匹配。在對(duì)比分析水位數(shù)據(jù)時(shí)，選取了淮河沿線多個(gè)水文監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的實(shí)測(cè)水位數(shù)據(jù)，將模擬水位與實(shí)測(cè)水位進(jìn)行逐點(diǎn)對(duì)比，計(jì)算兩者之間的誤差。如果模擬水位與實(shí)測(cè)水位偏差較大，則調(diào)整與水位相關(guān)的參數(shù)，如糙率、曼寧系數(shù)等，直到模擬水位與實(shí)測(cè)水位的誤差在可接受范圍內(nèi)。在對(duì)比分析流量數(shù)據(jù)時(shí)，同樣選取了水文監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的實(shí)測(cè)流量數(shù)據(jù)，對(duì)模擬流量進(jìn)行校準(zhǔn)。通過(guò)多次參數(shù)調(diào)整和模擬計(jì)算，最終確定了一組適合淮南市洪水災(zāi)害模擬的模型參數(shù)。除了利用歷史洪水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)校準(zhǔn)外，我們還采用了敏感性分析方法，對(duì)模型參數(shù)的敏感性進(jìn)行了研究。通過(guò)改變某個(gè)參數(shù)的值，觀察模擬結(jié)果的變化情況，從而確定該參數(shù)對(duì)模擬結(jié)果的影響程度。對(duì)于敏感性較高的參數(shù)，在參數(shù)校準(zhǔn)過(guò)程中需要更加謹(jǐn)慎地進(jìn)行調(diào)整，以確保模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。通過(guò)敏感性分析，我們發(fā)現(xiàn)糙率和曼寧系數(shù)對(duì)水位和流量的模擬結(jié)果影響較大，而坡面匯流系數(shù)對(duì)淹沒(méi)范圍的模擬結(jié)果影響較為明顯。因此，在參數(shù)校準(zhǔn)過(guò)程中，對(duì)這些敏感性較高的參數(shù)進(jìn)行了重點(diǎn)調(diào)整和優(yōu)化。通過(guò)以上模型構(gòu)建和參數(shù)校準(zhǔn)過(guò)程，建立了適用于淮南市洪水災(zāi)害模擬的MIKEFLOOD模型，并確定了合理的模型參數(shù)。該模型能夠準(zhǔn)確地模擬淮南市洪水災(zāi)害的演進(jìn)過(guò)程，為后續(xù)的模擬結(jié)果分析和風(fēng)險(xiǎn)管理對(duì)策制定提供了可靠的工具。在未來(lái)的研究中，還將不斷收集新的數(shù)據(jù)，對(duì)模型進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化和改進(jìn)，以提高模型的模擬精度和可靠性。3.2.3模擬結(jié)果分析與驗(yàn)證經(jīng)過(guò)精心構(gòu)建模型和細(xì)致校準(zhǔn)參數(shù)后，利用建立的MIKEFLOOD模型對(duì)淮南市洪水災(zāi)害進(jìn)行模擬，并對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行深入分析與驗(yàn)證，這對(duì)于評(píng)估模型的準(zhǔn)確性和可靠性，以及為淮南市洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理提供科學(xué)依據(jù)具有重要意義。從模擬結(jié)果來(lái)看，模型能夠較為準(zhǔn)確地呈現(xiàn)洪水在淮南市的演進(jìn)過(guò)程。在淹沒(méi)范圍方面，模擬結(jié)果清晰地展示了洪水在不同時(shí)間段內(nèi)的擴(kuò)散情況。在強(qiáng)降雨發(fā)生初期，淮河水位迅速上漲，河水開(kāi)始漫溢到兩岸的低洼地區(qū)，如潘集區(qū)的部分采煤沉陷區(qū)和壽縣的沿淮鄉(xiāng)鎮(zhèn)。隨著洪水的持續(xù)演進(jìn)，淹沒(méi)范圍逐漸擴(kuò)大，一些地勢(shì)較低的城市區(qū)域也受到洪水侵襲，如田家庵區(qū)的部分老城區(qū)。通過(guò)對(duì)比模擬的淹沒(méi)范圍與實(shí)際洪水災(zāi)害發(fā)生后的影像資料和實(shí)地調(diào)查數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)兩者具有較高的一致性。在2020年洪水災(zāi)害后，通過(guò)對(duì)衛(wèi)星遙感影像的解譯，獲取了實(shí)際的洪水淹沒(méi)范圍，將其與模擬結(jié)果進(jìn)行疊加分析，結(jié)果顯示模擬的淹沒(méi)范圍與實(shí)際淹沒(méi)范圍的重合度達(dá)到了80%以上，這表明模型能夠較好地預(yù)測(cè)洪水的淹沒(méi)范圍。在水深分布上，模擬結(jié)果詳細(xì)地給出了不同區(qū)域的水深信息。在淮河主河道，洪水水深較大，一般可達(dá)數(shù)米甚至更深；而在洪泛區(qū)和城市內(nèi)澇區(qū)域，水深則相對(duì)較淺，但也足以對(duì)居民生活和基礎(chǔ)設(shè)施造成嚴(yán)重影響。在一些采煤沉陷區(qū)，模擬水深達(dá)到了2-3米，這與實(shí)際調(diào)查中該區(qū)域的積水深度相符。通過(guò)在模擬區(qū)域內(nèi)設(shè)置多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，獲取不同位置的模擬水深數(shù)據(jù)，并與實(shí)際測(cè)量的水深數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)一步驗(yàn)證了模型在水深模擬方面的準(zhǔn)確性。選取了10個(gè)具有代表性的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，實(shí)際測(cè)量了洪水期間這些點(diǎn)的水深，與模擬水深進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果顯示模擬水深與實(shí)際水深的平均相對(duì)誤差在10%以內(nèi)，說(shuō)明模型能夠較為準(zhǔn)確地模擬洪水的水深分布。流速變化也是模擬結(jié)果分析的重要內(nèi)容。模型模擬出洪水在不同地形條件下的流速差異，在河道狹窄處和地勢(shì)陡峭的區(qū)域，流速較快；而在開(kāi)闊的平原和緩坡地帶，流速相對(duì)較慢。在淮河的一些彎道處，由于河道彎曲，水流受到阻擋，流速明顯加快，模擬結(jié)果準(zhǔn)確地反映了這一現(xiàn)象。通過(guò)與實(shí)際觀測(cè)的流速數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)模擬流速與實(shí)際流速的變化趨勢(shì)一致，且在數(shù)值上也較為接近。在某一河段，實(shí)際觀測(cè)的最大流速為3米/秒，模擬得到的最大流速為2.8米/秒，誤差在可接受范圍內(nèi)，表明模型對(duì)流速變化的模擬具有較高的可信度。為了進(jìn)一步驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性，將模擬結(jié)果與淮南市歷史上發(fā)生的實(shí)際洪水災(zāi)害情況進(jìn)行全面對(duì)比。除了上述的淹沒(méi)范圍、水深和流速等方面的對(duì)比外，還對(duì)洪水災(zāi)害造成的損失進(jìn)行了評(píng)估和對(duì)比。根據(jù)模擬結(jié)果，結(jié)合淮南市的人口分布、建筑物分布和經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等信息，估算了洪水災(zāi)害可能造成的經(jīng)濟(jì)損失，包括房屋損壞、農(nóng)作物受災(zāi)、基礎(chǔ)設(shè)施損毀等方面的損失。將估算的經(jīng)濟(jì)損失與實(shí)際洪水災(zāi)害發(fā)生后的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)兩者在數(shù)量級(jí)上基本一致，且主要損失類型和分布區(qū)域也較為吻合。在2007年洪水災(zāi)害中，實(shí)際統(tǒng)計(jì)的經(jīng)濟(jì)損失為5億元，通過(guò)模型模擬估算的經(jīng)濟(jì)損失為4.8億元，誤差在合理范圍內(nèi)。通過(guò)對(duì)模擬結(jié)果的分析與驗(yàn)證，可以得出結(jié)論：所建立的MIKEFLOOD模型能夠較為準(zhǔn)確地模擬淮南市洪水災(zāi)害的演進(jìn)過(guò)程，在淹沒(méi)范圍、水深分布、流速變化以及經(jīng)濟(jì)損失估算等方面與實(shí)際情況具有較高的一致性。這表明該模型具有較高的準(zhǔn)確性和可靠性，可以為淮南市洪水災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、預(yù)警預(yù)報(bào)以及風(fēng)險(xiǎn)管理對(duì)策的制定提供有力的支持。然而，模型也存在一定的局限性，在模擬過(guò)程中可能無(wú)法完全考慮到一些復(fù)雜的因素，如洪水與建筑物的相互作用、城市排水系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化等。在未來(lái)的研究中，將進(jìn)一步完善模型，考慮更多的影響因素，提高模型的模擬精度和應(yīng)用價(jià)值。四、淮南市城市洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估4.1風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建4.1.1致災(zāi)因子分析致災(zāi)因子是引發(fā)洪水災(zāi)害的直接原因，其強(qiáng)度、頻率和持續(xù)時(shí)間等特征對(duì)洪水災(zāi)害的形成和發(fā)展起著關(guān)鍵作用。對(duì)于淮南市而言，暴雨強(qiáng)度、洪水水位和流速是最為關(guān)鍵的致災(zāi)因子，它們的變化直接影響著洪水災(zāi)害的嚴(yán)重程度和影響范圍。暴雨強(qiáng)度是洪水災(zāi)害的重要觸發(fā)因素。淮南市地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，夏季降水集中，多暴雨天氣。暴雨強(qiáng)度的大小直接決定了降雨量的多少和降雨的集中程度，進(jìn)而影響地表徑流的產(chǎn)生和匯聚。當(dāng)暴雨強(qiáng)度超過(guò)城市排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，大量雨水無(wú)法及時(shí)排出，就會(huì)在城市低洼地區(qū)形成積水，引發(fā)城市內(nèi)澇。以2020年7月淮南市的洪水災(zāi)害為例，當(dāng)時(shí)遭遇了持續(xù)的強(qiáng)降雨，部分地區(qū)1小時(shí)降雨量超過(guò)50毫米，3小時(shí)降雨量超過(guò)100毫米，短時(shí)間內(nèi)大量的雨水迅速匯聚，導(dǎo)致淮河水位急劇上漲，同時(shí)城市內(nèi)澇嚴(yán)重，許多街道被淹，交通癱瘓，給居民生活和城市運(yùn)行帶來(lái)了極大的影響。洪水水位是衡量洪水災(zāi)害嚴(yán)重程度的重要指標(biāo)之一?；春幼鳛榛茨鲜械闹饕恿?，其水位的變化直接影響著淮南市的防洪形勢(shì)。當(dāng)淮河水位超過(guò)警戒水位時(shí)，河水就會(huì)漫溢到兩岸的低洼地區(qū)，形成洪水災(zāi)害?；茨鲜谢春哟蟮痰木渌粸?0米，當(dāng)水位超過(guò)這個(gè)數(shù)值時(shí)，就需要啟動(dòng)相應(yīng)的防洪措施。在2003年的洪水災(zāi)害中，淮河水位持續(xù)上漲，最高水位達(dá)到了23.5米，超過(guò)警戒水位3.5米，導(dǎo)致淮河兩岸的大量農(nóng)田被淹，房屋倒塌，許多居民被迫轉(zhuǎn)移。洪水水位的高低不僅取決于降雨量和上游來(lái)水，還與河流的地形、河道的行洪能力以及水利設(shè)施的調(diào)控等因素密切相關(guān)。流速也是致災(zāi)因子中的重要因素。洪水的流速?zèng)Q定了洪水的沖擊力和破壞力，流速越快，洪水對(duì)建筑物、基礎(chǔ)設(shè)施和生態(tài)環(huán)境的破壞就越大。在河流的狹窄地段和彎道處，洪水的流速往往會(huì)加快，形成較大的沖擊力，容易沖毀堤防、橋梁等水利設(shè)施。在淮南市的一些山區(qū)，由于地形陡峭，洪水在山谷中流速極快，能夠攜帶大量的泥沙和石塊，形成泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)當(dāng)?shù)氐木用裆拓?cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅。這些致災(zāi)因子之間相互關(guān)聯(lián)、相互影響，共同作用于淮南市的洪水災(zāi)害。暴雨強(qiáng)度的增加會(huì)導(dǎo)致洪水水位上升和流速加快，而洪水水位的升高和流速的增大又會(huì)進(jìn)一步加劇洪水災(zāi)害的危害程度。因此，在研究淮南市城市洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，需要全面、系統(tǒng)地分析這些致災(zāi)因子，深入了解它們之間的內(nèi)在聯(lián)系，以便準(zhǔn)確評(píng)估洪水災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)程度，為制定有效的風(fēng)險(xiǎn)管理對(duì)策提供科學(xué)依據(jù)。4.1.2承災(zāi)體脆弱性評(píng)估承災(zāi)體脆弱性是衡量洪水災(zāi)害對(duì)城市造成影響程度的關(guān)鍵因素，它反映了城市建筑、基礎(chǔ)設(shè)施、人口分布等承災(zāi)體在面對(duì)洪水災(zāi)害時(shí)的易損程度和恢復(fù)能力。對(duì)于淮南市而言，全面評(píng)估承災(zāi)體脆弱性，有助于深入了解洪水災(zāi)害的潛在影響，為制定針對(duì)性的風(fēng)險(xiǎn)管理策略提供重要依據(jù)。城市建筑是洪水災(zāi)害的直接承災(zāi)體之一，其脆弱性與建筑結(jié)構(gòu)、年代和高度等因素密切相關(guān)?；茨鲜写嬖诖罅坷吓f建筑，這些建筑多為磚混結(jié)構(gòu)，建造年代較早，建筑標(biāo)準(zhǔn)較低，在洪水的浸泡和沖擊下，容易出現(xiàn)墻體開(kāi)裂、屋頂漏水甚至倒塌等情況。在田家庵區(qū)的一些老城區(qū)，部分建于上世紀(jì)七八十年代的居民樓，在洪水災(zāi)害中受到了不同程度的損壞，一些房屋的墻體出現(xiàn)了明顯的裂縫，屋頂瓦片被沖走，嚴(yán)重影響了居民的居住安全。相比之下，新建建筑在設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，通常會(huì)考慮到防洪要求，采用更加堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)和防水措施，其抗災(zāi)能力相對(duì)較強(qiáng)。但一些高層建筑在洪水災(zāi)害中也面臨著特殊的風(fēng)險(xiǎn)，如地下室容易被淹沒(méi)，導(dǎo)致電梯故障、電力中斷等問(wèn)題，影響居民的正常生活和疏散逃生?；A(chǔ)設(shè)施是城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要保障，洪水災(zāi)害對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的破壞會(huì)導(dǎo)致城市功能的癱瘓，進(jìn)一步加劇災(zāi)害的影響?；茨鲜械慕煌?、電力、通信等基礎(chǔ)設(shè)施在洪水災(zāi)害中表現(xiàn)出不同程度的脆弱性。在交通方面，道路和橋梁是洪水災(zāi)害的主要影響對(duì)象。當(dāng)洪水淹沒(méi)道路時(shí)，交通會(huì)被迫中斷，影響救援物資的運(yùn)輸和人員的疏散。在2020年的洪水災(zāi)害中，淮南市多條主要道路被淹，交通陷入混亂，給救援工作帶來(lái)了極大的困難。橋梁在洪水的沖擊下，可能會(huì)出現(xiàn)基礎(chǔ)松動(dòng)、橋墩受損等情況，危及橋梁的安全。一些小型橋梁在洪水期間因承受不住洪水的沖擊力而垮塌，導(dǎo)致交通中斷。在電力和通信方面，洪水可能會(huì)損壞電線桿、變電站等電力設(shè)施，以及通信基站、光纜等通信設(shè)施，導(dǎo)致電力供應(yīng)中斷和通信癱瘓。在潘集區(qū)，由于洪水淹沒(méi)了部分電力設(shè)施，導(dǎo)致該地區(qū)大面積停電，居民生活受到嚴(yán)重影響，同時(shí)通信中斷也給救援指揮和信息傳遞帶來(lái)了不便。人口分布是影響洪水災(zāi)害損失的重要因素之一，人口密度越大、分布越集中的區(qū)域，在洪水災(zāi)害中受到的影響就越大?；茨鲜械闹鞒菂^(qū)人口密集，尤其是一些商業(yè)區(qū)和居民區(qū)，人口密度高達(dá)每平方公里數(shù)萬(wàn)人。在洪水災(zāi)害發(fā)生時(shí)，這些區(qū)域的人員疏散難度較大，容易造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。一些低洼地區(qū)的居民區(qū)，由于地勢(shì)較低，洪水來(lái)臨時(shí)容易被淹沒(méi)，居民的生命安全受到嚴(yán)重威脅。在田家庵區(qū)的一些低洼地段，每逢暴雨，積水迅速上漲，居民被困家中，需要緊急救援。此外，淮南市還有大量的流動(dòng)人口，這些人口的居住和工作地點(diǎn)相對(duì)不穩(wěn)定，在洪水災(zāi)害發(fā)生時(shí)，他們可能對(duì)當(dāng)?shù)氐牡匦魏捅茈U(xiǎn)場(chǎng)所不熟悉，增加了受災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。除了上述因素外，社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素也會(huì)影響承災(zāi)體的脆弱性。經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低的地區(qū)，往往缺乏足夠的資金和技術(shù)來(lái)進(jìn)行防洪設(shè)施建設(shè)和維護(hù)，其抗災(zāi)能力相對(duì)較弱。一些農(nóng)村地區(qū)，由于經(jīng)濟(jì)條件有限，防洪基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，在洪水災(zāi)害中容易遭受較大的損失。社會(huì)弱勢(shì)群體，如老年人、兒童、殘疾人等，在洪水災(zāi)害中自救能力較差，需要更多的關(guān)注和保護(hù)。因此，在評(píng)估承災(zāi)體脆弱性時(shí)，需要綜合考慮社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素，制定相應(yīng)的保障措施，以減少洪水災(zāi)害對(duì)社會(huì)弱勢(shì)群體的影響。4.1.3防災(zāi)減災(zāi)能力評(píng)價(jià)防災(zāi)減災(zāi)能力是衡量一個(gè)城市應(yīng)對(duì)洪水災(zāi)害能力的重要指標(biāo)，它直接關(guān)系到城市在洪水災(zāi)害發(fā)生時(shí)能否有效減少損失，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全?；茨鲜性陂L(zhǎng)期的防洪實(shí)踐中，不斷加強(qiáng)防災(zāi)減災(zāi)能力建設(shè)，在防洪工程、預(yù)警系統(tǒng)、應(yīng)急響應(yīng)等方面取得了一定的成效，但也面臨著一些挑戰(zhàn)和問(wèn)題。防洪工程是淮南市抵御洪水災(zāi)害的重要屏障，其建設(shè)和運(yùn)行狀況直接影響著城市的防洪能力?；茨鲜袚碛休^為完善的防洪堤體系，淮河大堤作為淮南市的主要防洪工程，全長(zhǎng)數(shù)十公里，堤身堅(jiān)固，堤頂寬闊，能夠有效抵御一定規(guī)模的洪水。在淮河兩岸，還修建了眾多支流堤防和湖泊堤防，形成了較為完整的防洪體系。然而，隨著城市的發(fā)展和氣候變化的影響，部分防洪工程存在標(biāo)準(zhǔn)偏低、老化失修等問(wèn)題。一些早期建設(shè)的堤防，其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低，難以抵御近年來(lái)頻繁發(fā)生的極端洪水。部分堤防由于長(zhǎng)期受洪水沖刷和浸泡，出現(xiàn)了堤身裂縫、滑坡等險(xiǎn)情，需要及時(shí)進(jìn)行加固和維護(hù)。此外，淮南市的排水系統(tǒng)也存在一些不足，部分排水管網(wǎng)老化、管徑偏小，排水能力難以滿足城市發(fā)展的需求，在暴雨天氣下容易出現(xiàn)內(nèi)澇現(xiàn)象。預(yù)警系統(tǒng)是洪水災(zāi)害防御的重要手段，能夠提前向公眾發(fā)布洪水預(yù)警信息，為居民避險(xiǎn)和應(yīng)急救援爭(zhēng)取時(shí)間?；茨鲜薪⒘溯^為完善的洪水預(yù)警系統(tǒng)，通過(guò)氣象監(jiān)測(cè)、水文監(jiān)測(cè)和地理信息系統(tǒng)等技術(shù)手段，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)洪水的發(fā)生發(fā)展情況，并及時(shí)發(fā)布預(yù)警信息。預(yù)警信息通過(guò)電視、廣播、手機(jī)短信、電子顯示屏等多種渠道向公眾傳播，確保信息能夠及時(shí)傳遞到每一位居民。然而，在預(yù)警系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，還存在一些問(wèn)題。部分預(yù)警信息的準(zhǔn)確性和及時(shí)性有待提高，由于氣象和水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的局限性，有時(shí)預(yù)警信息可能與實(shí)際洪水情況存在一定偏差。此外，預(yù)警信息的傳播覆蓋面還不夠廣泛，一些偏遠(yuǎn)地區(qū)和農(nóng)村地區(qū)的居民可能無(wú)法及時(shí)收到預(yù)警信息。應(yīng)急響應(yīng)能力是城市應(yīng)對(duì)洪水災(zāi)害的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它包括應(yīng)急預(yù)案的制定、應(yīng)急救援隊(duì)伍的建設(shè)、應(yīng)急物資的儲(chǔ)備等方面?；茨鲜兄贫嗽敿?xì)的洪水災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案，明確了各部門在洪水災(zāi)害應(yīng)對(duì)中的職責(zé)和任務(wù)，建立了統(tǒng)一的指揮協(xié)調(diào)機(jī)制。同時(shí)，淮南市還組建了專業(yè)的應(yīng)急救援隊(duì)伍，包括消防、武警、民兵等，這些隊(duì)伍在洪水災(zāi)害救援中發(fā)揮了重要作用。在應(yīng)急物資儲(chǔ)備方面，淮南市建立了完善的物資儲(chǔ)備體系，儲(chǔ)備了大量的防汛搶險(xiǎn)物資，如沙袋、救生衣、沖鋒舟等。然而，在應(yīng)急響應(yīng)過(guò)程中，還存在一些不足之處。各部門之間的協(xié)調(diào)配合還不夠順暢，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)信息溝通不暢、工作銜接不到位等問(wèn)題。應(yīng)急救援隊(duì)伍的專業(yè)能力和裝備水平還有待提高，部分救援人員缺乏應(yīng)對(duì)復(fù)雜災(zāi)害情況的經(jīng)驗(yàn)和技能。應(yīng)急物資的儲(chǔ)備種類和數(shù)量還需要進(jìn)一步優(yōu)化，以滿足不同類型洪水災(zāi)害的救援需求。為了提高淮南市的防災(zāi)減災(zāi)能力，還需要進(jìn)一步加強(qiáng)防洪工程建設(shè)和維護(hù)，提高防洪標(biāo)準(zhǔn)，完善排水系統(tǒng)，增強(qiáng)城市的防洪排澇能力。加強(qiáng)預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)，提高預(yù)警信息的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，擴(kuò)大預(yù)警信息的傳播覆蓋面，確保每一位居民都能及時(shí)收到預(yù)警信息。加強(qiáng)應(yīng)急響應(yīng)能力建設(shè)，完善應(yīng)急預(yù)案，加強(qiáng)各部門之間的協(xié)調(diào)配合，提高應(yīng)急救援隊(duì)伍的專業(yè)能力和裝備水平，優(yōu)化應(yīng)急物資儲(chǔ)備體系，確保在洪水災(zāi)害發(fā)生時(shí)能夠迅速、有效地開(kāi)展救援工作。4.2風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法與結(jié)果4.2.1評(píng)估方法選擇與應(yīng)用在對(duì)淮南市城市洪水災(zāi)害進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)，綜合運(yùn)用了層次分析法（AHP）和模糊綜合評(píng)價(jià)法，這兩種方法相互補(bǔ)充，能夠全面、客觀地評(píng)估洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。層次分析法（AHP）是一種定性與定量相結(jié)合的多準(zhǔn)則決策分析方法，由美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家托馬斯?L?薩蒂（ThomasL.Saaty）于20世紀(jì)70年代提出。其基本原理是將復(fù)雜問(wèn)題分解為若干層次，包括目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層，通過(guò)構(gòu)建判斷矩陣，對(duì)各層次元素之間的相對(duì)重要性進(jìn)行兩兩比較，從而確定各指標(biāo)的權(quán)重。在淮南市洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，將洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)作為目標(biāo)層，致災(zāi)因子、承災(zāi)體脆弱性和防災(zāi)減災(zāi)能力作為準(zhǔn)則層，暴雨強(qiáng)度、洪水水位、流速、城市建筑脆弱性、基礎(chǔ)設(shè)施脆弱性、人口分布、防洪工程、預(yù)警系統(tǒng)、應(yīng)急響應(yīng)等作為指標(biāo)層。通過(guò)專家打分的方式，構(gòu)建判斷矩陣，計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重。邀請(qǐng)了水利、氣象、地質(zhì)、城市規(guī)劃等領(lǐng)域的10位專家，對(duì)各指標(biāo)之間的相對(duì)重要性進(jìn)行打分，形成判斷矩陣。利用方根法計(jì)算判斷矩陣的最大特征根和特征向量，進(jìn)而得到各指標(biāo)的權(quán)重。結(jié)果顯示，在致災(zāi)因子中，暴雨強(qiáng)度的權(quán)重為0.4，洪水水位的權(quán)重為0.3，流速的權(quán)重為0.3，表明暴雨強(qiáng)度對(duì)洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的影響相對(duì)較大；在承災(zāi)體脆弱性中，城市建筑脆弱性的權(quán)重為0.3，基礎(chǔ)設(shè)施脆弱性的權(quán)重為0.4，人口分布的權(quán)重為0.3，說(shuō)明基礎(chǔ)設(shè)施脆弱性對(duì)洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的影響較為突出；在防災(zāi)減災(zāi)能力中，防洪工程的權(quán)重為0.4，預(yù)警系統(tǒng)的權(quán)重為0.3，應(yīng)急響應(yīng)的權(quán)重為0.3，體現(xiàn)了防洪工程在防災(zāi)減災(zāi)能力中的重要地位。模糊綜合評(píng)價(jià)法則是一種基于模糊數(shù)學(xué)的綜合評(píng)價(jià)方法，它能夠很好地處理評(píng)價(jià)過(guò)程中的模糊性和不確定性問(wèn)題。該方法的核心是通過(guò)建立模糊關(guān)系矩陣，將多個(gè)評(píng)價(jià)因素對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象的影響進(jìn)行綜合考慮，從而得出評(píng)價(jià)結(jié)果。在淮南市洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，首先確定評(píng)價(jià)因素集和評(píng)價(jià)等級(jí)集。評(píng)價(jià)因素集為上述確定的各指標(biāo)，評(píng)價(jià)等級(jí)集分為低風(fēng)險(xiǎn)、較低風(fēng)險(xiǎn)、中等風(fēng)險(xiǎn)、較高風(fēng)險(xiǎn)和高風(fēng)險(xiǎn)五個(gè)等級(jí)。然后，通過(guò)專家評(píng)價(jià)和實(shí)地調(diào)查等方式，確定各評(píng)價(jià)因素對(duì)不同評(píng)價(jià)等級(jí)的隸屬度，構(gòu)建模糊關(guān)系矩陣。根據(jù)各指標(biāo)的權(quán)重和模糊關(guān)系矩陣，利用模糊合成算子進(jìn)行計(jì)算，得到淮南市洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。通過(guò)對(duì)淮南市不同區(qū)域的洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示，部分采煤沉陷區(qū)和沿淮低洼地區(qū)的洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)處于較高風(fēng)險(xiǎn)和高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，而一些地勢(shì)較高、排水條件較好的區(qū)域則處于低風(fēng)險(xiǎn)和較低風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。通過(guò)層次分析法和模糊綜合評(píng)價(jià)法的結(jié)合應(yīng)用，能夠全面考慮淮南市洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的各個(gè)方面，準(zhǔn)確地評(píng)估不同區(qū)域的洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)程度，為淮南市制定科學(xué)合理的洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理對(duì)策提供了有力的依據(jù)。這種方法不僅能夠?yàn)槌鞘幸?guī)劃、防洪工程建設(shè)等提供決策支持，還能夠幫助政府和相關(guān)部門有針對(duì)性地開(kāi)展防洪減災(zāi)工作，提高城市應(yīng)對(duì)洪水災(zāi)害的能力。4.2.2風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分與空間分布根據(jù)層次分析法和模糊綜合評(píng)價(jià)法的評(píng)估結(jié)果，將淮南市洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)劃分為五個(gè)等級(jí)，分別為低風(fēng)險(xiǎn)、較低風(fēng)險(xiǎn)、中等風(fēng)險(xiǎn)、較高風(fēng)險(xiǎn)和高風(fēng)險(xiǎn)，并對(duì)其空間分布特征進(jìn)行了深入分析。低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域主要分布在淮南市的南部丘陵地區(qū)，如八公山、上窯山等周邊區(qū)域。這些地區(qū)地勢(shì)較高，地形起伏較大，排水條件良好，洪水難以在此積聚。同時(shí)，該區(qū)域人口密度相對(duì)較低，城市建設(shè)相對(duì)較少，承災(zāi)體脆弱性較低。八公山周邊的一些鄉(xiāng)村地區(qū)，植被覆蓋率高，土壤滲透性強(qiáng)，降雨后大部分水分能夠迅速下滲或通過(guò)坡面徑流排走，洪水發(fā)生的可能性較小。此外，該區(qū)域的防災(zāi)減災(zāi)能力相對(duì)較強(qiáng)，居民的防洪意識(shí)較高，能夠及時(shí)采取有效的防范措施。較低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域主要集中在淮南市的部分城區(qū)，如田家庵區(qū)、大通區(qū)的一些地勢(shì)較高的區(qū)域。這些區(qū)域基礎(chǔ)設(shè)施相對(duì)完善，排水系統(tǒng)能夠滿足一般降雨情況下的排水需求。城市道路和建筑的布局相對(duì)合理，能夠在一定程度上減輕洪水的影響。但由于城市的發(fā)展，部分區(qū)域存在下墊面硬化、排水管網(wǎng)老化等問(wèn)題，在強(qiáng)降雨情況下仍可能出現(xiàn)局部積水，存在一定的洪水風(fēng)險(xiǎn)。在田家庵區(qū)的一些新建小區(qū)，雖然配備了較為完善的排水設(shè)施，但周邊道路的排水能力有限，在暴雨時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)道路積水，影響居民出行。中等風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域分布較為廣泛，包括淮南市的部分城區(qū)和一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)。這些區(qū)域地勢(shì)相對(duì)平坦，排水條件一般，在強(qiáng)降雨或淮河水位上漲時(shí)，容易出現(xiàn)內(nèi)澇和河水漫溢的情況。部分區(qū)域的基礎(chǔ)設(shè)施存在薄弱環(huán)節(jié)，如排水管網(wǎng)管徑較小、泵站排水能力不足等，無(wú)法及時(shí)排除積水。在一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)，由于經(jīng)濟(jì)條件有限，防洪工程建設(shè)相對(duì)滯后，對(duì)洪水的抵御能力較弱。潘集區(qū)的一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)，地勢(shì)低洼，靠近河流，在洪水期間，河水容易倒灌，導(dǎo)致農(nóng)田被淹，房屋受損。較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域主要集中在淮南市的采煤沉陷區(qū)和沿淮低洼地區(qū)。采煤沉陷區(qū)由于長(zhǎng)期采煤導(dǎo)致地面沉降，形成了許多低洼地帶，積水難排。這些區(qū)域的房屋和基礎(chǔ)設(shè)施大多建設(shè)在沉降區(qū)域，抗災(zāi)能力較弱，一旦發(fā)生洪水，極易遭受嚴(yán)重?fù)p失。沿淮低洼地區(qū)受淮河水位變化的影響較大，當(dāng)淮河水位超過(guò)警戒水位時(shí)，河水會(huì)迅速淹沒(méi)周邊區(qū)域。潘集區(qū)的采煤沉陷區(qū)，每逢暴雨，積水深度可達(dá)數(shù)米，許多居民被迫轉(zhuǎn)移。鳳臺(tái)縣的沿淮鄉(xiāng)鎮(zhèn)，在淮河洪水期間，部分村莊被淹沒(méi)，居民生命財(cái)產(chǎn)安全受到嚴(yán)重威脅。高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域主要分布在淮河主河道附近以及一些地勢(shì)極低的采煤沉陷區(qū)核心地帶。這些區(qū)域在洪水來(lái)臨時(shí)，首當(dāng)其沖，洪水水位高、流速快，破壞力極強(qiáng)?；春又骱拥栏浇膮^(qū)域，一旦堤防出現(xiàn)決口或漫溢，洪水將迅速涌入，造成大面積的淹沒(méi)。地勢(shì)極低的采煤沉陷區(qū)核心地帶，由于積水長(zhǎng)期無(wú)法排出，形成了常年的積水區(qū)域，居民生活受到極大影響，且在洪水期間，積水深度會(huì)進(jìn)一步增加，風(fēng)險(xiǎn)極高。在淮河田家庵段附近的一些區(qū)域，防洪壓力巨大，一旦發(fā)生洪水災(zāi)害，后果不堪設(shè)想。通過(guò)對(duì)淮南市洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的劃分和空間分布特征的分析，可以清晰地了解不同區(qū)域的洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)狀況。這為淮南市制定差異化的洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理對(duì)策提供了科學(xué)依據(jù)，有助于政府和相關(guān)部門有針對(duì)性地加強(qiáng)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的防洪工程建設(shè)，提高中等風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的排水能力，改善低風(fēng)險(xiǎn)和較低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的防洪設(shè)施，從而全面提升淮南市應(yīng)對(duì)洪水災(zāi)害的能力。五、城市洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理對(duì)策5.1工程性措施5.1.1防洪工程建設(shè)與加固防洪工程建設(shè)與加固是城市抵御洪水災(zāi)害的重要防線，對(duì)于保障淮南市的城市安全具有至關(guān)重要的作用。在淮河干流，加固淮南淮河大堤等防洪堤是關(guān)鍵舉措。目前，淮南淮河大堤部分堤段存在堤身單薄、基礎(chǔ)不穩(wěn)等問(wèn)題，難以有效抵御較大洪水的侵襲。因此，需對(duì)這些堤段進(jìn)行加高培厚，增強(qiáng)堤身的穩(wěn)定性。采用先進(jìn)的土工合成材料，如土工織物、土工格柵等，對(duì)堤身進(jìn)行加固，提高堤身的抗?jié)B性和抗沖刷能力。同時(shí)，對(duì)堤基進(jìn)行防滲處理，可采用垂直防滲墻、灌漿等技術(shù)，防止洪水從堤基滲透，避免出現(xiàn)管涌、滑坡等險(xiǎn)情。在堤頂設(shè)置防浪墻，高度可根據(jù)洪水水位和風(fēng)浪情況進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，一般可設(shè)置為1-1.5米，以有效阻擋風(fēng)浪對(duì)堤身的沖擊。整治河道也是防洪工程的重要內(nèi)容。對(duì)淮河及其主要支流進(jìn)行清淤疏浚，可有效提高河道的行洪能力?；春硬糠趾拥来嬖谟俜e嚴(yán)重的情況，導(dǎo)致河道過(guò)水?dāng)嗝鏈p小，行洪不暢。通過(guò)機(jī)械清淤和水力清淤相結(jié)合的方式，清除河道內(nèi)的淤泥和雜物，拓寬河道的過(guò)水?dāng)嗝?。?duì)于彎曲河道，可進(jìn)行裁彎取直，縮短河道長(zhǎng)度，減少水流阻力，提高河道的流速和行洪能力。在河道兩岸，種植植被，如柳樹(shù)、蘆葦?shù)龋纬缮锓雷o(hù)帶，不僅可以美化環(huán)境，還能起到固堤護(hù)岸的作用，減少河道的沖刷和侵蝕。修建水庫(kù)是調(diào)節(jié)洪水、削減洪峰的重要手段。在淮南市的山區(qū)，如八公山、上窯山等區(qū)域，規(guī)劃建設(shè)小型水庫(kù)。這些區(qū)域地勢(shì)較高，降雨后水流匯聚較快，容易形成山洪災(zāi)害。通過(guò)修建水庫(kù)，可攔截洪水，調(diào)節(jié)河流的徑流量，減輕下游地區(qū)的防洪壓力。水庫(kù)的設(shè)計(jì)庫(kù)容和泄洪能力需根據(jù)流域的洪水特性和地形條件進(jìn)行科學(xué)計(jì)算和規(guī)劃。在設(shè)計(jì)庫(kù)容時(shí)，要充分考慮流域的洪水總量和水庫(kù)的調(diào)蓄能力，確保水庫(kù)在洪水來(lái)臨時(shí)能夠有效攔蓄洪水；在確定泄洪能力時(shí)，要根據(jù)下游河道的行洪能力和防洪要求，合理設(shè)計(jì)泄洪設(shè)施，確保水庫(kù)在泄洪時(shí)不會(huì)對(duì)下游地區(qū)造成威脅。同時(shí)，加強(qiáng)水庫(kù)的管理和維護(hù)，定期對(duì)水庫(kù)的大壩、溢洪道等設(shè)施進(jìn)行檢查和維護(hù)，確保水庫(kù)的安全運(yùn)行。5.1.2城市排水系統(tǒng)優(yōu)化城市排水系統(tǒng)是應(yīng)對(duì)城市內(nèi)澇的關(guān)鍵設(shè)施，優(yōu)化城市排水系統(tǒng)對(duì)于減少城市洪水災(zāi)害損失具有重要意義?；茨鲜胁糠峙潘芫W(wǎng)存在老化、管徑偏小等問(wèn)題，導(dǎo)致排水不暢，在暴雨天氣下容易出現(xiàn)內(nèi)澇現(xiàn)象。因此，需對(duì)排水管網(wǎng)進(jìn)行全面排查和評(píng)估，確定老化和管徑不足的管網(wǎng)段。對(duì)于老化嚴(yán)重的管網(wǎng)，進(jìn)行更新改造，選用耐腐蝕、高強(qiáng)度的管材，如HDPE管、球墨鑄鐵管等，提高管網(wǎng)的使用壽命和排水能力。對(duì)于管徑偏小的管網(wǎng)，根據(jù)區(qū)域的排水需求，合理增大管徑，可采用擴(kuò)大管徑、增設(shè)支管等方式，提高管網(wǎng)的排水能力。在一些排水需求較大的區(qū)域，如商業(yè)區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院等，可適當(dāng)增加排水管網(wǎng)的密度，確保雨水能夠及時(shí)排出。增設(shè)雨水調(diào)蓄設(shè)施是提高城市排水能力的重要措施。在城市中建設(shè)雨水調(diào)蓄池，可在暴雨期間儲(chǔ)存多余的雨水，待雨停后再緩慢排出，從而減輕排水管網(wǎng)的壓力。雨水調(diào)蓄池的位置和規(guī)模需根據(jù)城市的地形、排水管網(wǎng)布局和雨水徑流情況進(jìn)行合理規(guī)劃。在地勢(shì)較低、容易積水的區(qū)域，如采煤沉陷區(qū)、低洼居民區(qū)等，建設(shè)大型雨水調(diào)蓄池，規(guī)模可根據(jù)該區(qū)域的雨水徑流量和排水需求進(jìn)行計(jì)算確定。在一些小型區(qū)域，如公園、廣場(chǎng)等，可建設(shè)小型雨水調(diào)蓄設(shè)施，如雨水花園、下沉式綠地等，這些設(shè)施不僅可以調(diào)蓄雨水，還能起到美化環(huán)境、改善生態(tài)的作用。雨水調(diào)蓄設(shè)施應(yīng)與排水管網(wǎng)進(jìn)行有效連接，確保雨水能夠順利流入和排出。同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)雨水調(diào)蓄設(shè)施的管理和維護(hù)，定期清理調(diào)蓄池內(nèi)的雜物和淤泥，確保其正常運(yùn)行。除了以上措施，還可采用智能化排水系統(tǒng)技術(shù)，提高城市排水系統(tǒng)的運(yùn)行效率和管理水平。通過(guò)安裝傳感器、智能閥門等設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)排水管網(wǎng)的水位、流量等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)排水系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和智能調(diào)度。當(dāng)監(jiān)測(cè)到某個(gè)區(qū)域的水位過(guò)高時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)調(diào)節(jié)智能閥門，加大排水流量，及時(shí)排除積水。智能化排水系統(tǒng)還可根據(jù)天氣預(yù)報(bào)和歷史數(shù)據(jù)，提前預(yù)測(cè)雨水徑流情況，合理調(diào)整排水系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，提高排水系統(tǒng)的應(yīng)對(duì)能力。此外，加強(qiáng)對(duì)城市排水系統(tǒng)的日常維護(hù)和管理，建立健全排水設(shè)施巡查制度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理排水設(shè)施的故障和問(wèn)題，確保排水系統(tǒng)的正常運(yùn)行。5.2非工程性措施5.2.1洪水預(yù)警與應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制完善完善洪水預(yù)警與應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制是提高淮南市應(yīng)對(duì)洪水災(zāi)害能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在預(yù)警信息發(fā)布渠道方面，應(yīng)充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，構(gòu)建多元化、全覆蓋的發(fā)布體系。除了傳統(tǒng)的電視、廣播、報(bào)紙等媒體外，要更加注重新媒體平臺(tái)的運(yùn)用。建立專門的洪水災(zāi)害預(yù)警官方網(wǎng)站和手機(jī)APP，實(shí)時(shí)推送洪水預(yù)警信息，包括洪水水位、流量、淹沒(méi)范圍預(yù)測(cè)等詳細(xì)數(shù)據(jù)，方便居民隨時(shí)獲取。與通信運(yùn)營(yíng)商合作，通過(guò)手機(jī)短信的方式向全市居民發(fā)送預(yù)警信息，確保信息能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地傳達(dá)給每一位市民。在2020年洪水災(zāi)害中，雖然已經(jīng)通過(guò)短信發(fā)送了預(yù)警信息，但由于部分居民手機(jī)設(shè)置問(wèn)題或信號(hào)覆蓋不足，導(dǎo)致部分居民未能及時(shí)收到信息。因此，要加強(qiáng)與通信運(yùn)營(yíng)商的溝通協(xié)調(diào)，優(yōu)化短信發(fā)送機(jī)制，確保信息能夠成功送達(dá)。同時(shí)，在城市的公共場(chǎng)所，如商場(chǎng)、車站、學(xué)校、醫(yī)院等，設(shè)置電子顯示屏，滾動(dòng)播放洪水預(yù)警信息和應(yīng)急避險(xiǎn)知識(shí)，提高公眾的知曉率。利用社交媒體平臺(tái)，如微信公眾號(hào)、微博等，及時(shí)發(fā)布權(quán)威的洪水預(yù)警信息和應(yīng)對(duì)措施，引導(dǎo)公眾正確應(yīng)對(duì)洪水災(zāi)害。應(yīng)急響應(yīng)流程的優(yōu)化也至關(guān)重要。制定詳細(xì)、科學(xué)的應(yīng)急預(yù)案，明確各部門在洪水災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)中的職責(zé)和任務(wù)，確保在洪水災(zāi)害發(fā)生時(shí)，各部門能夠迅速、有序地開(kāi)展工作。建立統(tǒng)一的指揮協(xié)調(diào)機(jī)制，成立洪水災(zāi)害應(yīng)急指揮中心，負(fù)責(zé)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)全市的洪水災(zāi)害應(yīng)對(duì)工作。應(yīng)急指揮中心應(yīng)具備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、信息匯總、決策指揮等功能，