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为内涝防御构筑“智慧之眼”
天津建成内涝预警与应急响应平台

来源:中国气象报社   发布时间:2019年11月06日16:57
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  中国气象报记者 张妍

  近日,由天津市气象台研发的城市内涝智能监测预报预警与应急响应平台(以下简称内涝平台)直面城市内涝难题,利用大数据及人工智能技术开展基于影响的内涝预报预警服务,实现了在城市内涝风险预警能力上的突破。该项目在全国第七届海峡青年节·两岸青年生态旅游气象服务创新交流大会上获得创新项目一等奖,被授予“金点子”称号。

  新模型——提升内涝风险预警能力

  “对于我们研发的这套平台来说,城市内涝仿真模拟系统是预报技术的关键支撑。”天津市气象台副台长杨晓君说。

  天津城市暴雨内涝预报预警研究开展得较早,2003年研发建成推广型城市暴雨内涝仿真系统,并在全国30个城市推广应用。随着科学技术的不断革新,天津市气象科学研究所持续对暴雨内涝仿真系统进行迭代升级,结合近几年城市内涝灾害普查结果,进一步对内涝模型模拟效果进行检验评估,并根据实际积水数据对模型参数进行修订。

  近两年,随着数据资料的不断细化和计算水平的大幅提升,天津市气科所与天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室、天津市排水管理处合作,开展新型内涝模型研发及城市内涝积水精细化处理技术研究,建立了基于融合实况信息的逐时快速循环同化内涝模型,改进模型网格为分区、分层、立体多重网格形式,在模型中建立雨量层、地表层、管网层分层体系,并利用智能网格预报技术,在同一平面位置布设多重网格,为路网、管网、暗河等不同下垫面独立解决立体层面的水体汇流和积水问题。

  新模型研发的主要负责人、天津市气科所工程师陈靖说:“随着城市下垫面信息在新模型中的进一步完善,我们依据不同下垫面特性,将天津中心城区划分为1.5万余个网格块,并结合精细到1公里的智能格点预报,模拟预报每个网格块的积水情况。”

  在新型内涝模型的支撑下,用户可通过内涝预警与应急响应平台查看某一网格块的积水情况和风险预警,还能点击查看该区域包括哪些路段、社区等信息,此外,还可以专门选取河道、道路、管网等不同地形以及不同社区,查看积水演变情况,从而采取有针对性的排涝、疏散等指挥措施。

  大数据智能识别——构建内涝立体监测预警新模式

  进入内涝平台,选取某一个区域和某一个出现降雨的时段,记者看到,密密麻麻的站点标识图旁标注着不同的数字,这些不同颜色的数字分别是降水实况和积水实况信息。天津市气象台在该平台整合了气象、水务、政府部门共计200余个物联网降水、积水监测站点数据,可动态查询10分钟到24小时的降水、积水实况信息。

  “实时获取最新的积水深度监测数据,对提升基于位置的内涝风险预警能力尤为重要。”杨晓君说

  天津市气象台在对内涝平台的研发中,不仅整合了相关部门物联网降水、积水监测站点数据,还接入了几百个城市公共高清摄像头,并大力构建“大数据挖掘+智能识别”的内涝智能监测新模式,研发了基于城市公共摄像头的积水深度智能识别技术,可实时给出当前位置的积水风险等级。这项技术充分利用城市已有公共资源挖掘积水监测信息,不再建设积水监测站,节约了监测成本,为除涝排水、交通疏导等提供决策依据,同时也为开展基于位置的内涝风险预警奠定了基础。

  天津市气象台牵头组织研发了基于高分辨率内涝仿真模型和积水点致灾临界雨量算法的城市内涝风险预警新模式,建立了以雷达外推降水预报技术、城市公共摄像头积水智能识别技术、城市内涝仿真模拟技术为支撑的天津城市内涝精细化监测预报预警技术体系,实现了动态模拟未来逐小时网格化内涝预报信息。

  基于影响的内涝预警——提升防灾减灾决策能力

  基于城市内涝对不同部门的影响,天津市气象台整合气象普查的190个易涝点、交管部门307处易涝点和排水部门的69个易涝下沉区域信息,在内涝平台开发了针对水务、交通、政府等多部门的内涝决策辅助支撑系统,助力政府及相关部门加强城市内涝综合防控、实时调度、应急响应与联动处置能力建设,并在重点城区联合开展示范应用。

  针对城市内涝对交通出行带来的影响,天津市气象台开发建立了基于内涝影响的交通决策辅助支撑子系统,提供天津城区降水及路网积水监测与预报预警信息。打开该子系统,选择一次历史降水过程,系统可自动生成天津城区路网降水和积水情况信息。同时,系统还结合内涝风险等级,为用户生成内涝交通导航路线。

  天津市气象台还建立了基于内涝影响的排水决策辅助支撑子系统,并将其作为水务部门的决策辅助分析平台,布设在水务部门;建立了基于内涝影响的政府决策辅助分析子系统,布设在天津市政务中心的政务云上,为部门联动提升城市内涝应对能力发挥积极作用。

  (来源:2019年11月6日《中国气象报》三版 责任编辑:崔国辉)

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