城市内涝积水不仅威胁居民生命财产安全,也阻碍城市的可持续发展。而不同气候区因降雨模式、地形地貌、蒸发量等差异,内涝积水的成因与特点各不相同。在此背景下,城市内涝积水监测方案需兼顾标准化部署的通用性与差异化调整的针对性,以实现精准监测与有效防治。本文将深入探讨不同气候区城市内涝积水监测方案如何在标准化与差异化间找到平衡。
一、不同气候区城市内涝积水的特点与监测需求
(一)多雨湿润气候区
多雨湿润气候区如我国南方大部分地区,年降水量丰富,降雨集中且强度大,短时间内大量雨水难以快速排出,极易引发内涝。这些地区地势相对平坦,排水管网负荷大,且部分城市存在河道淤积、调蓄能力不足的问题。其监测需求聚焦于高频率、高精度的实时监测,及时掌握积水深度、排水管网流量及河道水位变化,以便快速启动应急响应。
(二)季节性暴雨气候区
季节性暴雨气候区常见于季风气候显著的地区,如华北、东北地区,降雨主要集中在夏季的少数几个月,暴雨突发性强、历时短但雨量大。此类地区的内涝多由极端降雨事件引发,城市排水系统在平常时段运行压力较小,但暴雨时需应对瞬时洪峰。因此,监测方案需具备强应急预警能力,能够提前预测暴雨可能造成的积水风险,并实时追踪积水动态。
(三)干旱半干旱气候区
干旱半干旱气候区年降水量稀少,蒸发量大,城市内涝通常与偶发的暴雨或融雪径流有关。由于排水设施建设相对薄弱,一旦遭遇强降水,极易形成局部积水。该区域的监测重点在于异常降水事件的捕捉,以及对低洼地带、地下通道等易积水区域的针对性监测。
(四)沿海气候区
沿海城市受台风、风暴潮等海洋灾害影响,不仅面临强降雨带来的内涝压力,还可能因潮水顶托导致排水不畅。此外,海平面上升也会加剧城市内涝风险。其监测方案需兼顾气象、水文与海洋数据,实时掌握台风路径、潮位变化与降雨强度,实现多因素综合预警。
二、城市内涝积水监测方案的标准化部署基础
(一)统一技术标准与数据规范
制定统一的监测设备技术标准,包括传感器的精度、通信协议、数据采集频率等。例如,规定所有监测设备的水位传感器精度需达到 ±1 厘米,采用通用的物联网通信协议(如 LoRa、NB-IoT),确保设备间的兼容性与数据互通。同时,建立统一的数据格式与编码规则,使不同气候区、不同类型的监测数据(如雨量、水位、流量)能够在同一平台上进行存储、分析与共享。
(二)构建标准化监测网络框架
基于城市地理信息系统(GIS),搭建覆盖全城区的标准化监测网络。在关键点位(如低洼路段、立交桥下、排水管网节点、河道交汇处)部署监测设备,形成 “点 - 线 - 面” 结合的监测体系。其中,“点” 为重点易涝区域的单点监测,“线” 为排水管网沿线的流量与液位监测,“面” 为城市整体的气象与水文数据监测,确保监测网络的完整性与系统性。
(三)建立标准化预警与应急流程
制定统一的内涝积水预警分级标准,如分为蓝色(一般)、黄色(较重)、橙色(严重)、红色(特别严重)四级,并明确各级预警对应的响应措施。例如,橙色预警时需启动排水泵站满负荷运行,疏散低洼区域人员;红色预警时则需封闭部分道路,全面开展抢险救灾。同时,建立标准化的部门协同机制,明确应急管理、水务、交通、气象等部门的职责与协作流程,保障应急响应高效有序。
三、不同气候区的差异化调整策略
(一)设备选型与布局的差异化
多雨湿润气候区因降雨频繁,需加密部署监测设备,尤其是在易涝路段与排水管网薄弱环节;传感器应具备防水、防腐蚀性能,以适应长期潮湿环境。季节性暴雨气候区可在暴雨季来临前临时增设移动式监测设备,重点监测可能出现洪峰的河道与排水口;设备需具备快速安装与拆卸功能。干旱半干旱气候区则可减少常规监测设备数量,将资源集中于少数易积水区域,采用低功耗、长续航的监测设备降低运维成本。沿海气候区需部署抗风、防盐雾腐蚀的监测设备,同时在沿海堤坝、港口等区域增设潮位监测设备,实现对海洋灾害的专项监测。
(二)数据监测与分析的差异化
多雨湿润气候区需重点关注连续降雨过程中的积水累积效应,通过建立长期的水质、水量数据库,分析内涝与城市水循环的关系。季节性暴雨气候区则着重对暴雨过程的实时数据进行分析,利用短时临近预报模型,预测积水范围与深度变化。干旱半干旱气候区需加强对降水事件的实时捕捉与分析,结合融雪径流模型,预测可能出现的内涝风险。沿海气候区需整合气象、水文、海洋多源数据,利用耦合模型分析台风、暴雨、风暴潮叠加影响下的内涝风险。
(三)预警阈值与响应机制的差异化
多雨湿润气候区因居民对降雨习以为常,预警阈值可适当降低,提前发布预警信息,避免公众麻痹大意。季节性暴雨气候区的预警阈值需根据历史暴雨数据与城市排水能力动态调整,确保在洪峰来临前发出有效预警。干旱半干旱气候区由于居民应对内涝经验不足,预警阈值应更加严格,同时加强科普宣传,提高公众应急意识。沿海气候区需建立多因素联动的预警阈值,例如当台风风速、潮位与降雨量同时达到一定指标时,立即发布最高级别预警,并启动海陆空立体应急响应机制。
四、实践案例与经验启示
(一)案例一:深圳(沿海多雨气候区)
深圳结合其沿海多雨的气候特点,在标准化监测网络基础上,部署了大量抗风防潮的雷达水位计与视频监控设备,实时监测河道水位、排水口流量及沿海潮位。同时,建立了 “气象 - 海洋 - 水务” 数据融合平台,利用 AI 算法预测台风暴雨叠加引发的内涝风险。通过差异化调整,深圳成功将内涝预警时间从过去的 2 小时提前至 6 小时,有效减少了灾害损失。
(二)案例二:北京(季节性暴雨气候区)
北京在夏季暴雨季前,会在立交桥下、地铁口等重点区域临时增设移动式积水监测设备,并通过大数据分析优化排水泵站调度方案。其预警阈值根据每场暴雨的实时降雨强度、持续时间及历史数据动态调整,确保预警的及时性与准确性。近年来,北京通过标准化与差异化相结合的监测方案,内涝积水点数量显著减少。
五、结语
不同气候区城市内涝积水监测方案的标准化部署与差异化调整,是实现精准监测、科学防治的关键。通过建立统一的技术标准、监测框架与应急流程,保障监测方案的通用性与兼容性;同时,根据各气候区的特点,在设备选型、数据监测、预警响应等方面进行差异化调整,提升监测方案的针对性与有效性。未来,随着技术的不断进步与实践经验的积累,城市内涝积水监测方案将更加完善,为城市安全运行提供坚实保障。