山地城市复合洪水灾害风险数值模拟研究

针对河道洪水和城市暴雨内涝已有较多研究可供借鉴,但二者叠加形成的复合洪水灾害形成机制及对应的防治措施尚缺乏系统探讨。以2020年8月重庆主城区大洪水为例,利用提出的模型系统CUFM（CompoundUrbanFloodModel）对洪水过境时沿岸的淹水特征进行了模拟;通过与MIKE21软件模拟结果相比,后者所得沿岸洪水淹没程度更为严重,且未能较好的再现管道倒灌洪水的情形。以主城南岸区大沙溪作为研究区域,对河道洪水与暴雨内涝叠加的复合洪水过程进行了计算分析。随着降雨重现期增加,该地区内涝范围逐步增大,其原因部分可归咎于河道洪水对下游排水口顶托和管道倒灌,其次,该地区地势为东南高、西北低,降雨引发的山水汇集至低洼区却因为漫堤的洪水无法顺利排入河中或被超负荷的管网收集。对河道洪水影响下,内涝积水量变化与暴雨雨型的响应关系进行了模拟和讨论,当降雨重现期较小时,内涝积水量峰值并未受到雨峰位置的影响,但雨峰靠前的降雨会导致积水量上涨迅速;随着降雨重现期的增大,内涝积水量峰值受到雨峰位置的影响愈发明显,雨峰位置靠后的降雨相较于雨峰靠前的降雨产生的积水峰值更大,且积水峰值出现的时间逐渐延后。结果表明：对于重现期较小的降雨,应注意防范雨峰位置靠前的暴雨,其形成的内涝积水上涨速度较快,而对于重现期较大的降雨,应重点对雨峰位置靠后的暴雨进行有效应对和提前准备。