降雨和外江水位变化对城市洪涝的联合影响分析——以武汉市为例

降雨和外江水位是影响城市洪涝灾害的主要因素.为了更好地评估洪涝灾害风险,分析了降雨和外江水位变化对城市洪涝的联合影响.以武汉市为研究对象,采用Copula函数定量评估了不同时段降雨与外江水位的联合分布特征,并基于2016年典型降雨过程验证后的青山区SWMM模型,模拟了不同降雨和外江水位变化下武汉市青山区的洪涝过程.计算结果表明,同一重现期降雨下外江水位从21.7m升高至28.0m,研究区域的致涝率增加了0.5%~2.2%;相同外江水位下降雨重现期从5a增加至100a一遇,研究区域的致涝率增加了28.5%~29.1%,泵站运行对区域致涝率的消减作用从20.6%~21.0%减少至4.1%~4.9%;表明暴雨是区域内涝的主要因素,外江水位越高对区域内涝造成的不利影响越显著,且随降雨重现期增大泵站对区域的排涝作用越来越小.武汉市汛期降雨量和长江水位的联合风险率大于单个因素的风险率,且2010~2020年强降雨与高水位联合风险率和同现风险率相较于2000~2009年的均呈增加趋势,增长率超过了70%,表明近几年来极端降雨和高水位事件频发,且未考虑降雨和长江水位的联合作用可能会低估洪涝的危险程度.该研究成果可为沿江城市的防洪排涝规划设计提供技术参考.