日本研发城市暴雨内涝灾害预测系统,广州日报

2019-09-11 06:47 来源:未知

新华社东京5月21日电日本早稻田大学等机构最近为东京研发了城市暴雨内涝灾害预测系统,并争取在今年6月底之前开始试运行,希望能有助于大城市及时应对暴雨灾害。

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近日,日本早稻田大学为东京研发了“城市暴雨内涝灾害预警系统”,将在6月底之前开始运行。对外公报声称,这一系统可及时的对城市暴雨内涝区域进行预测。研究小组认为,近年来暴雨灾害多发,这一系统将有助于减轻城市暴雨灾害影响。

  广州日报5月16日AII7版讯5月11日,一场特大暴雨让深圳陷入困境,全市出现约150处道路积水,20处片区发生内涝,约2000辆汽车受淹死火,“浮尸”路旁,市内约10宗河流水满泛洪,深圳大学等多个地方都可以“看海”,繁忙的广深线动车组被迫停运40趟列车,广深高铁也因塌方受阻。   就目前我国内地大多数城市的排涝硬件而言,短期改变内涝现状十分困难,因此提高内涝预警,减少内涝损失变得尤为迫切。目前,华南理工大学水利水电工程系教授黄国如已结合水利部公益性行业科研专项经费项目,对城市暴雨内涝形成机理以及预报技术进行较为系统深入的研究,还开发了基于GIS系统的城市内涝预警预报系统。这一预警系统目前正在济南、海口、深圳等城市展开试验。   黄国如说,他们的研究表明,广州等大城市的短时暴雨有从市郊向市中心集中的趋势,而随着城市下垫面的改变,城市暴雨内涝问题正变得日趋严峻。   “我最近正在做城市内涝预警系统的研究,昨天深圳合作单位把最新的5·11暴雨资料发给我,在深圳龙华新区民治街道测到的24小时降雨量是359.1mm,深圳全年降雨量为1700mm~2000mm左右,一天的降雨量就达到全年的1/5。”黄国如教授来自华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室之一的“城市水文研究室”。   “其实这场暴雨达不到百年一遇,而是介于20年至50年一遇之间,但也是稀遇暴雨,暴雨的关键问题不仅在于总雨量,更在于降雨高度集中,其中有1小时就降了60多mm的雨,3小时就降了160多mm的雨。”

据早稻田大学20日发布的一份新闻公报,虽然日本现在也制作并发布城市“内涝受灾地图”和“洪水受灾地图”,但无法实时动态预测积水深度,且可信度方面存疑。

2019年5月20日,俄罗斯深海潜水器博物馆展出MTK200潜水式遥控机器人,该博物馆位于彼得罗夫斯基公园附近的一个码头。图片来源:Sipaphoto

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短时暴雨从城郊转向城市

公报说,为向城市居民提供更可靠的积水信息,早稻田大学和东京大学等机构的一个联合研究小组根据日本气象厅的雨量观测数据和预测数据等,结合东京的地形、河流以及建筑物密集度等,成功研发了暴雨时东京城市内涝灾害预测系统。

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天气预测能力在大部分国家已日趋完善,而实时了解极端天气下的城市状态,而后快速完成动员、调度、处理、恢复的一体化的整体能力是目前攻坚的主要方面。与日本更偏预测不同,在我国更多的是将预测、触达、协调形成“极限条件下”一体化的解决方案。目前在城市防汛处理上互联网与传统结合最多的产品钉钉,作为阿里巴巴旗下数字化工作方式的代表,目前已覆盖超一亿用户和700万家企业组织。此前大部分人对于钉钉的了解,更多是基于企业办公场景,而少有人想到在城市服务的方方面面都已广泛被使用。

  不光是深圳,在广州和国内其他大城市市区,短时且集中的暴雨正在向“常态化”发展,而这也造成了大城市更加严峻的排涝压力。   郑杰元、黄国如等研究者在2011年发表论文称,“受全球气温上升影响,广州市区水文要素出现明显变化”。据介绍,研究者分别选取了广州城区的中大站、黄埔区的黄埔站、南沙区的南沙站、番禺区的三善滘站、增城区的新家埔站、从化区的太平场站的数据,经过一系列数学模型的演算,他们得出的结论是广州市的降雨有“市区年降水量逐年增加,暴雨中心由市郊向市中心转移,降雨时段更为集中”的趋势。   他们分析认为,从上世纪八十年代中期开始,位于广州市区的中大站年降雨量和汛期降雨量皆呈上升趋势,靠近广州市区的黄埔站也呈上升趋势,但南沙站、三善滘站、新家埔站、太平场站等观测站的数据则呈现不同程度的下降趋势,表明近年降雨呈现由市郊向市中心区域集中的趋势。   黄国如的另一项研究表明,从1984年至2010年,广州每年1小时的最大降雨量呈现不断增加的发展趋势,与此同时,短时暴雨的频率也呈现增加的趋势。这表明,广州短时间的倾盆大雨越来越易发,这样的暴雨正是造成城市内涝的最大元凶。   黄国如告诉记者:“短时暴雨从农村转向城市,并且城市暴雨的强度、降雨量在增加,已是不争的事实,很多研究表明,暴雨的强度、频率在城市地区更为突出,我们在济南、东莞、江门做了一系列研究,都显示出这样的趋势。”   暴雨为何集中在城市中心区域呢?黄国如认为,究其原因,“首先是全球气候变暖导致极端暴雨、极端干旱的频率显著增加。另一方面,随着城市高速发展,中国城镇化率越来越高,尤其是珠江三角洲城市群的出现,大大地改变了当地降雨条件,城市普遍存在‘热岛效应’和‘雨岛效应’,比如说在大城市中,水汽更容易凝结,城市中凝结核的增多导致暴雨形成的可能大大增加,所以在城市区域特别容易形成特大暴雨。包括广州、北京、深圳及其周边城市,暴雨正在向常态化发展。”

公报说,这一系统可提前20分钟对东京的暴雨内涝区域进行预测,每5分钟更新一次,并用不同颜色来显示不同的积水深度。

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来源于防汛一线的两个细节,或许可以从中了解强大的中国式防汛能力:一、援引人民铁道报,5月15日7时15分,安康车辆段值班调度员韩贵文通过“钉钉应急响应群”,发布“车辆脱轨、5T设备被淹埋”防洪应急信息后,该段应急救援人员立即携带工具材料,前往襄渝线早阳站抢修。

水泥地内涝更频繁

研究小组认为,近年来城市暴雨灾害多发,这一系统将有助于减轻城市暴雨灾害的影响。相关预测方法不仅适用于东京,也可在其他城市应用。

木星磁场随时间变化。图片来源:物理学家组织网

与此同时,在该段应急指挥室,相关人员同步打开防洪应急系统,远程查看应急人员工具携带情况,及时发送早阳站的交通图和平面图, 并打开“安辆应急”程序,一键查询脱轨车辆、5T探测站相关信息。这一场看似紧张的应急处置,在大数据的传输中显得有序而高效。他们从各部门挑选业务骨干成立专家组,纳入“钉钉应急响应群”。一旦接到应急信息,专家组及时为现场提供线上技术支持。

  雪上加霜的是,大城市除了增加暴雨发生条件外,暴雨也越来越难排泄。   黄国如说:“很多老百姓都觉得,以前水浸街的事比较少,但这5年、10年变得非常频繁,我认为主要是因为城市发展速度过快,城市的下垫面条件发生变化。我们在济南做的研究表明,同样一场暴雨,形成的洪水流量在城市地区增加得非常显著,城市原来的地方是农田,雨水很容易下渗,可是现在变成水泥地,水没地方流,而且城市在高速发展中对原有河道湖泊不加保护,使得城市水文条件发生剧烈变化。”   排涝困难的另一个原因则是城市下水管道开发建设缺乏长期规划,且排水标准过低,比如广州和深圳大多地区的排水标准只有1到2年一遇。   据统计,在2008~2010年的3年间,全国有62%的城市都曾发生过内涝事件,内涝发生3次以上的城市有137个。而我国国民收入50%、工业产值70%、工业利税80%集中在城市,这些城市大多地处江河湖畔或海滨。   黄国如认为,要治理城市内涝,一方面需要工程措施,铺设高标准下水道管网,以提高城市排涝的“硬件”能力;另一方面,鉴于城市的排涝水平不可能在短期内立刻得到提高,提高城市内涝预警的“软件”能力变得愈加突出,而这正是黄国如团队目前的工作。

据物理学家组织网20日报道,美国国家航空航天局观测木星的“朱诺”号任务首次发现,木星的磁场会随着时间的推移而不断变化,尽管这种变化比较小,但是很明显。这是科学家首次确定无疑地探测到地球之外天体内部磁场随时间而变化的情况。木星磁场的这种长期变化很可能由该行星的深层大气风所导致。

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内涝预警帮助三防指挥

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为快速准确应急处置,该段对管内各车站的交通路线和平面图进行摸排,分线别制作成PPT进行存储。他们还利用“按键精灵”网络软件,研发“安辆应急”一键查询程序,快速获取THDS、TFDS、车辆运行轨迹等车辆信息,指导现场高效完成防洪应急处置任务。

  黄国如及其团队研发的暴雨内涝预警预报系统主要模拟城市在不同降雨条件下地面产生汇流、管道排水和河道洪水的演进情况,并在典型区域进行模拟分析,为政府防洪排涝管理、调度、规划提供决策依据。   要在一个城市建立这样的预警系统,研究者首先要查看城市在暴雨排涝方面存在哪些问题,在哪些地方有排涝死点,收集所有排涝死点在历史上的气象水文数据。通过这些历史数据,为复杂的预警预报系统数学模型提供可靠的参数。随后,当气象部门提供可靠的降雨预报后,降雨数据就导入计算机里的数学模型,进而推算出这场降雨可能造成的内涝灾害地点、时间以及淹没深度。   “如果气象部门的预报比较准确,可以利用预警预报系统为政府的三防指挥提供预警,快速呈现未来这个片区的积水深度如何,积水多长时间,向市民发出预警。当然,在城市下垫面条件高度复杂的情况下,想准确构建这个系统相当有难度,需要集纳当地排水管网资料、地形资料、降雨量等资料。”   黄国如表示,深圳市三防指挥部的官员曾把“5·11暴雨”的气象资料发给他,希望把数据分析预演一下,看内涝和预测情况是否一致。“一场雨从下到城市地面,到流入地下排水管网,再排入江河是一个非常复杂的过程,这套系统从专业角度来讲,就是试图建立一个水文水动力学模型,来模拟下雨时复杂的过程,通过一些降雨内涝淹没的实例,我们目前正在不断完善系统,以提高系统的精度和时效,务求又快又准!”   黄国如预测,不久的将来,当人们站在“黑云压城城欲摧”的深圳市街头,他们可能会收到某地点未来将会出现水浸、水浸深度达到多少毫米、水浸何时发生、大水何时退去的短信;司机们也会从交通电台获知每一处由于水浸造成的交通“死点”。   据悉,目前我国在极端暴雨预警方面有长足进步,比如雷达报雨应对极端天气的水平已经比较高,而广东省的气象预报水平已在国内处于领先水平。但因广东太靠海边,气团非常活跃,极端暴雨预报难度仍非常大。

美国研究人员发现,在患有自闭症的儿童和年轻人脑部,几种特定类型的神经细胞基因表达异常,影响神经元生长和相互通信,一些基因表达异常的程度与病情严重程度相关。

二、台州日报曾报道,三门县防指副指挥、水利局局长屈统夫在得知洞港闸内河水位超汛限0.03米时,立即通过手机里面的钉钉软件核实洞港闸闸门操作人员董官峰的所在位置,通过钉钉DING功能下达调运指令任务,要求开闸放水。董官峰接到指令提醒后迅速开闸,整个过程在5分钟之内完成,使水闸险情得以排除。

纯科技

“由于防御暴雨、台风等汛期极端天气,各基层防汛责任人,各类水利工程、地质灾害点的巡查人员都长时间深入一线,面临的形势处于动态变化的状态,用常规方法进行协调、指挥现场、传达上级指示相对较慢,且人员、地点相对分散,而使用钉钉后异地沟通、协同的问题迎刃而解。”三门县防汛办副主任占亮认为,通过钉钉,不但提高指挥精准度,还降低了防汛指挥成本,为防汛防台工作赢得了宝贵的时间,有效的提升了基层防汛防台体系。

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此次防御暴雨过程中,三门县利用钉钉集团群“三防指挥”下达指令,指挥转移重点地质灾害点、次生灾害易发地区人员267人次,提前指挥下达启动水利工程应急响应6次,利用打卡签到抽查责任人到岗到位299人次。

日本早稻田大学等机构最近为东京研发了城市暴雨内涝灾害预测系统,并争取在今年6月底之前开始试运行,这一系统可提前20分钟对东京的暴雨内涝区域进行预测,每5分钟更新一次,并用不同颜色来显示不同的积水深度。希望能有助于大城市及时应对暴雨灾害。

融合互联网的思想与数字化模式,中国的防汛能力也已达到新的高度,新一批“治水人”正在一线构建着属于他们的“都江堰”。

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编辑:陈小柒

审核:管晶晶

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