河流洪水对世界各地的影响超过了其他任何自然灾害，据估计全球每年因此造成的平均损失高达1,040亿美元。1随着经济的持续发展和气候变化，这些损失预计还会增加。2、3

 

　　导致洪水发生的大量降雨与大气不稳定有关，在葡萄牙大陆通常是发生在秋季至春季。但是，据发表在《科学》杂志上的一项研究显示，气候变化正在加速欧洲，特别是西欧地区的河流洪灾的发生。4森林砍伐和洪区城市化等不断改变土壤用途的做法也会加剧洪水产生的影响。

 

　　在葡萄牙大陆，许多不同的地区都面临着洪灾。然而，最严重的洪灾发生在大中型河流的水文盆地。塔霍河、杜罗河及萨多河长久以来经常发生洪涝灾害，频频见诸报端。其他河流流域则通过水库进行整治，利用水库进行分流或储蓄洪水，从而减弱水流。

 

　　葡萄牙小河道的水文状况通常十分湍急。一年中有些时间流量为零（或几乎为零），数年过去，河床都未溢出。而在强降水情况下，其地表径流速度较快，遇到百年洪水的时候速度更是极快。

 

 

　　1998年至2004年，中欧发生了数次极具破坏性的洪灾，欧盟开始对这一现象进行研究并制定了防护和适应方案，以增强欧洲的抗洪能力。欧盟试图通过制定这些程序减少灾害的影响。因此，欧洲委员会制定了一项新战略，进而颁布了一项关于评估和管理洪水风险的指令(2007/60/EC)。这项指令被修改成国家法律，为评估和管理洪水风险建立国家准则，旨在减少洪灾对健康（包括人员损失）、环境、文化遗产、基础设施和经济活动的负面影响。

 

　　在葡萄牙，葡萄牙环境局(APA)，即国家水务局，负责全国防洪管理工作以及洪灾协调执行措施。此外，为了保护人民群众生命财产安全，APA创建了预警系统。APA也是负责在葡萄牙有效执行欧洲指令的主要国家级机构。洪水风险管理计划的制定与应用，必须先绘制泛滥地区和洪水风险图，这才有可能实施指令。BentleyOpenFlowsFLOOD软件具有集成建模功能，用于估测洪水特征和相关洪泛地图。

 

　　利用数据并考虑场景和模型引擎

 

　　用于划定受淹地区的建模方法取决于不同的基准信息和每个地区的特殊性。洪水淹没带的估测取决于所选择研究的不同重现期的洪峰流量。在APA提供的8个默认流量地区，直接考虑到了提供的洪峰流量。

 

　　在流域未显示明显规律性和/或在洪区附近没有水文记录的10个地区，已建立水文模型来估计洪峰流量。为此，APA使用了BentleyOpenFlowsFLOOD提供的MOHIDLand模型。在剩余的4个地区，通过分析现有水文记录获得了洪峰流量。通过对表面径流进行水力建模，确定了洪水淹没带。一旦确定，便可估计洪流特征。同时还绘制了集最大深度和相关速度于一体的危险地区示意图。

 

　　所有待建模区域均采用二维模型，其中内陆水域采用MOHIDLand，河口区域采用MOHIDWater。这些二维模型基于两个水平方向上的质量守恒和动量守恒定律。利用这些模型，通过高分辨率有限元网格离散河床，确定水平面上的流速分量并根据垂直方向考虑各自的平均值。

 

　　在每个研究点，收集并整合各种可用的地形数据源（包括部分地区LIDAR0.5米分辨率）。此外，还使用插值方法尽可能详细地描述了洪泛区。根据已有的地形数据和每个特定区域的需要，采用的计算网格从2米到40米不等，其中最常见的分辨率为10x10米。不同栅网的计算点数量从101,500到1,402,800不等。所有数据处理都在BentleyOpenFlowsFLOOD中完成。

 

　　关于边界条件，在江边加设了变动水文示意图，将洪水上涨表示为不同流量和速度的函数关系。在受潮汐影响的危险区，所考虑的受影响的海平面是连续两次大潮的平均高度；在河口区域，还考虑了高程（代表大气压力、风力以及海浪产生的风暴潮）。

 

　　根据三个不同的重现期（20年、100年和1,000年）评估了一组共22个洪水危险区。生成了多张洪泛图。

 

　　模型还用于校准和验证历史事件。

 

 

　　APA还比较了以往洪水事件记录的现有基础设施标记与模拟的场景。虽然其中一些标记并非特指瞬时或关联流量，但是这种定性分析使团队能够对建模水位和实测水位进行实证比较，使其能够验证模型。

 

　　结果：通过量化风险采取适当行动并确定优先级

 

　　通过生成的洪泛图可以对研究地区制定切实可行的风险评估，从而得到相同数量的洪水风险图。洪水风险量化综合了危险地区示意图（根据洪泛图进行建模）和风险图（通过后果图获得）。

 

　　所有这些关键地区的量化风险图提供了有价值的信息，用于规划能够防范和减轻未来20年洪灾可能造成影响的适当行动。APA随后制定了不同的洪水风险管理计划，将所有这些行动和措施作为重要管理工具纳入其中。APA还确定了最关键的地区和基础设施，从而高效地优先执行具体行动，这在资源短缺时尤其重要。

 

　　所有这些地区都已制定了洪泛图和洪水风险图，这些地图现已在环境局网站上公开：

 

　　https://sniamb.apambiente.pt/content/inundações-diretiva- 200760ce-portugal-continental 
 

 

　　1.https://www.unisdr.org/we/inform/publications/42809

 

　　2.“2016年全球河流未来洪水风险驱动因素”(2016Globaldriversoffutureriverfloodrisk)，作者WinsemiusHC等人，刊登在Nat.Clim.Change第6期的381–5页

 

　　3.IPCC，《应对极端事件和灾害风险，促进适应气候变化》(ManagingtheRisksofExtremeEventsandDisasterstoAdvanceClimateChangeAdaptation)。政府间气候变化专门委员会第一和第二工作组的专题报告（于2012年由剑桥大学出版社出版）。

 

　　4.http://science.sciencemag.org/content/357/6351/588（DOI：10.1126/science.aan2506）