一、項目背景
2019年底，受到新西蘭奧克蘭市政府委托，新西蘭宜水公司(Ewaters New Zealand) 擔任起奧克蘭全市精細洪澇風險圖繪制的重要任務(wù)。這是宜水公司以過硬的技術(shù)實力又一次承擔起一個具有挑戰(zhàn)的全市規(guī)模的重要項目。宜水團隊將利用模型方法和GIS空間分析技術(shù)，以完成此次項目任務(wù)。
奧克蘭市擁有約150萬人口，市域面積約5000平方公里, 作為全球宜居城市之一，奧克蘭市的城市生態(tài)和水健康一直受到市政府的高度關(guān)注。為此，在規(guī)劃和建設(shè)的不同階段，如何控制好土地資源，回避或降低洪澇風險，需要精確的全市洪澇風險圖作為判斷的重要技術(shù)依據(jù)。
市政府經(jīng)過前20年不同階段，在全市233個流域（雨水排水分區(qū)）的基礎(chǔ)研究、綜合管理規(guī)劃和信息系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)上，已經(jīng)積累了海量且十分詳細的資料，包括：設(shè)施信息、1m網(wǎng)格垂向15cm精度的地面高程和大量模型成果以及洪澇風險圖。但由于早前的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和模型技術(shù)的制約，大部分地區(qū)的洪澇風險圖是利用近10年前的模型得出的成果，因此在應(yīng)用過程出現(xiàn)許多精度問題。
現(xiàn)有的洪澇風險圖存在以下三點局限性：
1. 主要基于20米網(wǎng)格模型結(jié)果。奧克蘭地貌大部分是丘陵地區(qū)，但由于網(wǎng)格不夠精細，導(dǎo)致大量源頭匯流路徑無法準確識別，因此在用地規(guī)劃審批時，缺乏重要依據(jù)來得出源頭雨洪控制條件和手段；
2. 早年的模型對下墊面條件采用的是規(guī)劃假設(shè)情景，其產(chǎn)匯流水文模型過于簡化，影響成果；
3. 濱海區(qū)域設(shè)計潮位以及氣候變化影響已不符合當前標準。
二、項目主要技術(shù)內(nèi)容
除了已經(jīng)完成可靠洪澇風險圖的城市區(qū)域，本項目模型范圍約為 3900 平方公里，覆蓋奧克蘭地區(qū)70%以上。為了更有效地執(zhí)行地理信息系統(tǒng)和模型建設(shè)任務(wù)，項目范圍被分成了可管理的建模單元，每個單元的面積小于 400 平方公里，它們將在模型概化階段確定。下圖顯示了總體模型范圍，其中包括尚未有風險圖的島嶼和擬建的16個模型單元。
本項目將結(jié)合GIS工具和建模技術(shù)，并考慮局部地形、路橋、涵洞等特殊建筑物的特別處理，在項目范圍內(nèi)建立精細的二維洪水模型。本項目采用TUFLOW軟件作為模型軟件，該軟件是當今計算高效的洪水模擬計算軟件之一。模型將采用20米網(wǎng)格，但1m曲面網(wǎng)格采樣，將大大提高模型成果精度。
模型得出的積水成果將進一步結(jié)合先進的GIS空間分析處理技術(shù)，通過構(gòu)建源頭匯流路徑、低洼積水區(qū)域、溪流、河道的空間拓撲關(guān)系，進一步在橫斷面方向以1米分辨率來明晰和細化風險圖。此方法的優(yōu)點是，可以獲取模型計算所得的多種水力要素，如任意點的水深、流速、斷面流量。
風險圖-未經(jīng)處理20m 網(wǎng)格 風險圖-GIS精細化1m網(wǎng)格處理后
三、結(jié)論
此次奧克蘭全市規(guī)模的洪水風險圖的編制歸功于宜水團隊所掌握的更精確可靠的模型計算方法。該風險圖的完成為市政府提供了詳細便捷的水力信息。利用這些先進的模型與GIS技術(shù)，而獲取的詳細而豐富的空間水文水力特征，為科學(xué)合理地保障后續(xù)流域生態(tài)、洪澇風險、土地資源優(yōu)化與利用發(fā)揮了重要價值。宜水公司承擔的典型流域模型試驗成功通過了市政府雨水管理部檢驗，管理部負責人肯定該技術(shù)方法適用性和推廣性極強，成果可靠。
宜水其他市級模型項目：
得益于先進的模型技術(shù)、GIS分析和對業(yè)務(wù)的精深理解，至今，宜水環(huán)境已順利承擔或完成了以下全市或全流域級別等規(guī)模極大的挑戰(zhàn)項目：
? 鎮(zhèn)江市主城區(qū)雨水排水模型
? 成都市主城區(qū)河網(wǎng)、管網(wǎng)1-2維耦合模型
? 重慶市中心城區(qū)雨水排水模型
? 武漢市中心城區(qū)三大水系調(diào)度模型
? 上海市中心城區(qū)雨水排水規(guī)劃模型
? 浦東新區(qū)洪澇動態(tài)預(yù)警預(yù)報模型
? 天津市主城區(qū)排水模型
? 新西蘭北部省洪水風險評估模型
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