城市洪水的来源主要有两类,一是流域性洪水涌入城区,属于防洪问题;二是城区内排水不畅形成内涝,属于排水问题。一定条件下,两类因素同时作用,导致较大的城市洪水灾害。流域性洪水的汇集区在城市外,洪水量级大持续时间长,一旦致灾,影响范围广,经济损失大。如1963年京津洪水、2011年泰国曼谷洪水等都造成了很大的生命财产损失。另一方面,城市对流域性洪水的防御目标明确,通过拦挡和分流等工程措施可将一定规模的洪水控制在城市外;流域洪水的汇集演进过程较长,通过现代监测预报手段可获得较充分的提前时间进行预警和避险准备,可尽量避免人员直接伤亡。城市内涝的汇集区则属城市内部或近郊小流域,洪水量级和影响范围小,一般不对城市构成较大威胁。但是,城市内涝形成速度快,在降雨强度大、工程失效等条件下,可以产生局部灾害。在城市发展速度加快、暴雨事件有所增加的条件下和大江大河治理水平提高的背景下,内涝逐渐成为城市洪水灾害的一个主要来源。在中国,2007年济南洪水,以及最近的2012年北京7·21洪水都因城市内涝造成了人员伤亡和财产损失。据中国住房和城乡建设部调研显示,2008—2010年间全国62%的城市发生过城市内涝,内涝灾害超过3次以上的城市有137个。截至2012年8月,中国正式报道的城市内涝致死人数已多于100人。内涝灾害的增加与城市建设的高速发展直接相关,一方面,局部天气可能导致暴雨中心向市区集中,市区降雨强度更大;另一方面,硬化地面面积增加,导致产流系数增大,汇流速度加快。在局部排水设施容量不足或失效的情况下,高强度降雨的同时即在低洼地带形成内涝,在难以撤出的空间和临近电源、边坡等危险源的区域对生命财产构成严重威胁。高时空分辨率的降雨预报的精度有限,使得内涝预报困难,防灾减灾手段仍以工程措施为主,包括利用城市洼地、河沟、植被等调蓄雨洪,并适当扩大河道断面,合理布设排水管网以提高排水能力。本文以北京7·21洪水为例,分别分析了流域性洪水和内涝威胁的特点和预报预警方法。北京7·21暴雨覆盖范围小,没有在永定河、潮白河等大流域形成洪水,洪水主要发生在凉水河、北运河、拒马河等周边流域。虽然流域内最大日降雨量接近或超过3 00mm,但由于降雨在流域内的覆盖范围不大,河流设防水平较高,没有对城区构成威胁。方案模拟表明,根据天气预报和实时降雨数据,采用流域模型进行洪水汇集演进模拟并发出洪水预报,是在流域洪水接近城市前及时防御避险的有效手段,可减轻或避免洪水灾害。北京7·21洪水灾害主要源于内涝,内涝的焦点又集中在公路下沉式路段。北京市城区的下沉式立交桥有40余处,但设计暴雨重现期短,在近年暴雨,特别是7·21暴雨下发生了多处桥下积水,造成交通混乱并导致人员伤亡。这使得下沉式路段积水成为新出现的一种城市内涝灾害形式,阻碍交通,溺损车辆,并可能造成人员伤亡。为此本文提出了一种路段积水警示系统。系统以下沉式路段内布设的视频监测点为基础,将监测视频传输汇集至控制端服务器统一处理,解译并预测路段内的积水水位和涨落情况,最后经决策模型或实时会商向公众发布预警信息和交通指令,并安排救援部门人力物资调配,从而更好地引导交通,有效避免和减少市民的生命财产损失。