從北京“7·21”到鄭州“7·20”,一場場極端暴雨揭示著城市在快速擴張中積累的“水痛點”正在威脅著城市人民的生產生活。“城市看海”不再只是社交網絡上的調侃,而是現實中頻繁遭遇的困境,是與生命財產息息相關的城市安全命題。我們如何認識并應對城市洪澇災害?能否科學預測極端洪澇事件的發生?本書,也許能為你解答:
《城市暴雨洪澇模擬與海綿措施減災效果》
《城市暴雨洪澇模擬與海綿措施減災效果》由徐宗學教授領銜編著,初祁、程濤共同參與,是近年來城市洪澇模擬與減災工程結合研究的一項重要成果。
全書共11章,從研究背景出發,層層遞進,涵蓋氣象水文分析、模型構建與驗證、精細化數據采集(如遙感與無人機傾斜攝影)、低影響開發(LID)設施優化策略等內容,體現出極強的系統性與實踐導向。
本書以北京市和濟南市作為研究區,重點開展變化環境下城市暴雨特性和產匯流時空演變規律、暴雨洪澇過程模擬及其對不同降雨條件和海綿措施布局的響應機理、海綿措施選擇與布局優化和洪澇風險協同關系分析等相關研究工作。對于科學認識暴雨洪澇過程致災機理具有十分重要的現實意義,對于我國城市暴雨洪澇過程模擬、海綿措施布局與優化,以及城市防洪減災工作具有重要的參考價值。
全書圍繞以下幾個核心問題展開系統闡述:
? 城市暴雨特性與產匯流時空演變規律
? 暴雨洪澇過程模擬及其響應機制
? 海綿城市建設措施的選型與布局優化
? 洪澇風險評估與空間分布關系解析
核心亮點
? 真實場景,精準模擬:從北京“7·21”到濟南試點區
不同于純理論推演,本書以實際事件與區域為樣本,構建了包括北京通州新城、大紅門排水區、濟南黃臺橋以上流域在內的多個城市子單元模型。研究團隊不僅考慮降雨強度與排水能力的匹配問題,還引入數值天氣預報(NWP)與城市雨洪模型的耦合方式,探索更具前瞻性的預報路徑。
例如,北京主城區在7·21極端暴雨事件中,模型對其產流與匯流過程的復現,使得災情還原精度顯著提升,為未來相似情景下的動態防控提供了參考。
? 科技賦能,遙感+預報+模擬三位一體
在數據采集與模型構建環節,作者團隊廣泛應用了:
?高分辨率遙感數據(如Landsat、無人機傾斜攝影)
?對流尺度數值天氣預報模型(WRF)
?陸氣耦合雨洪過程模擬系統
從“天空”到“地面”,再到“管網”,模擬手段實現了全維度、高精度的信息集成,進一步推動了城市精細化氣象水文服務能力。
? 面向未來的設計:海綿措施選型與風險空間耦合
“海綿城市”理念如今廣為人知,但其效果究竟如何評估?哪些區域該優先實施?不同措施組合如何減小洪澇風險?
書中系統提出了“暴雨洪澇風險分區—LID措施匹配—布局優化—效果評估”的閉環框架。在濟南黃臺橋以上排水區案例中,作者通過模擬分析,不僅確定了最佳LID設施類型組合(如透水鋪裝、雨水花園、生物滯留池等),還評估了它們在不同重現期暴雨場景下的雨洪控制效果。
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主要作者簡介
徐宗學
徐宗學系北京師范大學二級教授,1988年于武漢水利電力學院(現武漢大學)獲工學博士學位,同年到清華大學水利系任教,先后在日本、德國、美國和澳大利亞工作近11年。系國務院政府特殊津貼獲得者、北京師范大學首批“京師學者”特聘教授、德國“洪堡”學者,現任城市水循環與海綿城市技術北京市重點實驗室主任、北京師范大學學術委員會委員,曾任水科學研究院副院長、學術委員會主任,國際水文科學協會(IAHS)副主席、IAHS中國委員會副主席。現任聯合國教科文組織(UNESCO)國際水文計劃(IHP)中國國家委員會委員,國際大地測量和地球物理學聯合會(IUGG)中國委員會委員,全球水系統計劃中國委員會(CNC-GWSP)委員,中國水利學會城市水利專業委員會副主任、生態水利專業委員會副主任,中國城市科學研究會城市雨洪管理分會副主任,中國工程建設標準化協會智慧水務專業委員會副主任等職。
發表學術論文500余篇,其中被SCI/EI檢索的論文300余篇,出版專著與教材23部,先后獲得教育部、水利部、中國工程院、環境保護部、北京市、山東省、河南省、陜西省、北京師范大學等優秀研究成果獎和教育教學成果獎等近30項。
徐宗學個人網頁“https://zxxu.bnu.edu.cn/”
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ISBN 978-7-03-071197-7
21世紀的城市,是水的城市。它既需要供水安全、也要排水有序;既要抵御洪水、又需兼顧生態。這本專著的出版,代表著在洪澇災害面前,城市不再只是“承受者”,更可以成為“設計者”。
我們相信,《城市暴雨洪澇模擬與海綿措施減災效果》將為更多科研工作者、城市建設者乃至普通市民,提供一個看清城市洪水邏輯的窗口,也為中國“智慧治水”的實踐提供一個堅實的腳注。
本文摘自《城市暴雨洪澇模擬與海綿措施減災效果》(徐宗學,初祁,程濤著. - -北京:科學出版社,2025.3.)一書“前言”,有刪減修改,標題為編者所加。
(本文編輯:鄭紫宸)
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