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安全与环境学报2024年第11期:网格化城市内涝风险积水深度CID计算模型

来源:期刊VIP网 时间:


作者:薛丰昌;杨盟;陈剑飞;信佳岑;

单位:南京信息工程大学气象灾害地理信息工程实验室;河北省资源环境灾变机理及风险监控重点实验室;广西壮族自治区防雷中心;

摘要:针对传统城市内涝风险评估方法存在较强主观性问题,将地理信息系统技术与云化信息扩散(Cloud-based Information Diffusion, CID)模型相结合,提出了一种网格化城市内涝风险积水深度CID计算模型。将郑州市中原区、二七区、金水区和管城回族区交界处街区作为研究区,对研究区2013—2021年气象站点逐小时降雨数据进行统计分析,提取24 h累计连续降雨量超40 mm的27场典型降雨过程作为降水过程样本,利用基于暴雨管理模型二次开发的城市雨洪模型构建研究区城市内涝模拟模型,对模拟模型进行参数率定、模型精确性验证后,通过选定的27场降水过程数据模拟形成研究区27幅百米网格内涝分布图,形成网格化最大雨强-最大积水深度二维数据集;在二维正态信息扩散模型中引入云化信息模型的期望E_x、熵E_n和超熵H_e指标,形成二维云化信息扩散模型;建立信息扩散模型知识表达系统,并用于表达信息扩散模型的信息量分配关系,实现网格单元风险积水深度的预测计算。研究区进行格网剖分后,共形成了5 760个网格,以100 mm/h雨强为降水场景示例,计算研究区所有网格单元在示例降水条件下的风险积水深度预测值,形成区域内涝预报图。研究结果显示,该方法能够显著降低灾害样本信息中的模糊性和随机性,有效实现网格化内涝风险积水深度预测,有助于提高内涝防灾减灾技术能力。

关键词:公共安全;洪灾风险;积水深度;信息扩散理论

基金资助:河北省资源环境灾变机理及风险监控重点实验室开放基金项目(FZ248101); 广西重点研发计划项目(桂科AB22080101); 中国气象局流域强降水重点开放实验室基金项目(2023BHR-Y29)