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新西兰奥克兰全市精细化洪涝风险图绘制案例介绍
作者:宜水环境发表日期:2020-05-27

一、项目背景
2019年底,受到新西兰奥克兰市政府委托,新西兰宜水公司(Ewaters New Zealand) 担任起奥克兰全市精细洪涝风险图绘制的重要任务。这是宜水公司以过硬的技术实力又一次承担起一个极具挑战的全市规模的重要项目。宜水团队将利用顶尖的模型方法和GIS空间分析技术,以完成此次项目任务。

奥克兰市拥有约150万人口,市域面积约5000平方公里, 作为全球最宜居城市之一,奥克兰市的城市生态和水健康一直受到市政府的高度关注。为此,在规划和建设的不同阶段,如何控制好土地资源,回避或降低洪涝风险,需要精确的全市洪涝风险图作为判断的重要技术依据。


市政府经过前20年不同阶段,在全市233个流域(雨水排水分区)的基础研究、综合管理规划和信息系统建设的基础上,已经积累了海量且十分详细的资料,包括:设施信息、1m网格垂向15cm精度的地面高程和大量模型成果以及洪涝风险图。但由于早前的数据基础和模型技术的制约,大部分地区的洪涝风险图是利用近10年前的模型得出的成果,因此在应用过程出现许多精度问题。 


现有的洪涝风险图存在以下三点局限性:
1. 主要基于20米网格模型结果。奥克兰地貌大部分是丘陵地区,但由于网格不够精细,导致大量源头汇流路径无法准确识别,因此在用地规划审批时,缺乏重要依据来得出源头雨洪控制条件和手段;
2. 早年的模型对下垫面条件采用的是规划假设情景,其产汇流水文模型过于简化,影响成果;
3. 滨海区域设计潮位以及气候变化影响已不符合当前标准。


二、项目主要技术内容
除了已经完成可靠洪涝风险图的城市区域,本项目模型范围约为 3900 平方公里,覆盖奥克兰地区70%以上。为了更有效地执行地理信息系统和模型建设任务,项目范围被分成了可管理的建模单元,每个单元的面积小于 400 平方公里,它们将在模型概化阶段确定。下图显示了总体模型范围,其中包括尚未有风险图的岛屿和拟建的16个模型单元。

本项目将结合最新的GIS工具和最新的建模技术,并考虑局部地形、路桥、涵洞等特殊建筑物的特别处理,在项目范围内建立精细的二维洪水模型。本项目采用TUFLOW软件作为模型软件,该软件是当今计算最快也最准确的洪水模拟计算软件之一。模型将采用20米网格,但1m曲面网格采样,将大大提高模型成果精度。


模型得出的积水成果将进一步结合先进的GIS空间分析处理技术,通过构建源头汇流路径、低洼积水区域、溪流、河道的空间拓扑关系,进一步在横断面方向以1米分辨率来明晰和细化风险图。此方法的优点是,可以获取模型计算所得的多种水力要素,如任意点的水深、流速、断面流量。


 

风险图-未经处理20m 网格                                                       风险图-GIS精细化1m网格处理后


三、结论

此次奥克兰全市规模的洪水风险图的编制归功于宜水团队所掌握的更精确可靠的模型计算方法。该风险图的完成为市政府提供了详细便捷的水力信息。利用这些先进的模型与GIS技术,而获取的详细而丰富的空间水文水力特征,为科学合理地保障后续流域生态、洪涝风险、土地资源优化与利用发挥了重要价值。宜水公司承担的典型流域模型试验成功通过了市政府雨水管理部检验,管理部负责人肯定该技术方法适用性和推广性极强,成果可靠。


宜水其他市级模型项目:
得益于国际顶尖的模型技术、GIS分析和对业务的精深理解,至今,宜水环境已顺利承担或完成了以下全市或全流域级别等规模极大的挑战项目:
? 镇江市主城区雨水排水模型
? 成都市主城区河网、管网1-2维耦合模型
? 重庆市中心城区雨水排水模型
? 武汉市中心城区三大水系调度模型
? 上海市中心城区雨水排水规划模型
? 浦东新区洪涝动态预警预报模型
? 天津市主城区排水模型
? 新西兰北部省洪水风险评估模型 


如对上述项目有兴趣,请联系我们。