快速城镇化形势下广州市洪涝安全评估——以从化小海河片区为例

随着城市化进程加快,洪涝灾害频发,为从根本上解决城市洪涝问题,需在规划设计阶段开展洪涝安全评估工作.以广州市从化小海河片区为例,构建基于InfoWorks ICM的一二维耦合模型,提出3种调蓄容积计算方法,并从防洪和内涝等方面对该片区规划建设后的洪涝安全进行评估.分析结果表明,规划建设后该片区的河道水系进行了局部调整,...     

城市排水防涝规划对城市建设布局的影响——以崖州湾科技城为例

为避免传统的城市建设模式中建设用地扩展与生态空间退缩、下垫面改变与排水防涝安全等之间的矛盾,以城市排水防涝规划视角,结合崖州湾科技城实例,从规划思路、流域分析、水系布局、排水管网布局等出发,详细介绍了该城排水防涝系统的构建过程。通过SWMM模型模拟结合内涝风险评估,比选出排水防涝工程推荐方案,并对城市生态空间安全格局预留、水系廊道谋划、用地防洪竖向控制等提出预见性布局。     

基于SWMM模型的贵安新区暴雨径流过程模拟

以贵州省贵安新区示范区为例,构建暴雨洪涝模型(SWMM),选择SCS径流曲线计算下渗量,比较模型模拟流量与研究区排水口的实测流量,结果表明模拟径流过程与实测径流过程吻合度较好,用于校准和验证的5场降雨径流的模拟误差分析和Nash系数也均符合标准。研究表明,SWMM模型可应用于贵安新区城市洪涝的模拟,可以为该地区海绵城市建设以及雨洪管理措施的实施提供理论依据。     

北京大兴国际机场雨水系统数值模拟与管理策略优化分析

近年来,随着城市化的快速发展,城市水循环过程发生巨大改变,极端降雨事件频发、径流总量和径流系数增大、城市暴雨内涝风险增加。城市洪涝模型作为城市雨水管网规划设计的重要工具,应用已越来越广泛。以北京大兴国际机场为研究对象,通过构建城市洪涝模型,对雨水管道排水能力评估及洪涝淹没深度分析,提出机场雨水智慧管理策略,不断优化提高雨水系统方案应对内涝风险的能力。同时构建雨水智慧管理平台,采用数字化手段实现风险点识别和设备远程控制,制定内涝风险对策与防涝应急措施,全面保障机场汛期安全运营,为民航机场的雨水系统管控提供参考。     

洪涝风险管控从空间总体规划向控规传导——广州的实践与探索

广州尝试在源头治理和系统治理方面破解内涝治理难题,提出力争通过5年的努力,基本实现“小雨不积水、大雨不内涝,特大暴雨城市运转基本正常,妥善处置超标准降雨引发的城市洪涝灾害”的城市防洪排涝治理目标。广州市通过对历史内涝情况的调研分析研究后,构建了防洪排涝风险评估体系,运用GIS、遥感等新技术手段,以流域为单元,划定内涝易发风险区域,作为内涝风险管理工作的基础,支撑国土空间总体规划确定城乡洪涝风险控制线。在制度创新方面,建立了规划传导机制,实施洪涝风险评估制度,把竖向、调蓄容积和河道管理等管控指标纳入规划用地条件,作为项目地块全生命周期的管理依据,确保韧性城市目标转化,为全面提升应对洪涝风险的能力,打造洪涝韧性城市提供重要支撑。     

芝加哥雨型与城市灾害性降水的比较研究

目前城市洪涝研究中较多采用以芝加哥雨型为主的设计降水作为输入，该方法存在一定概化，实际防洪排涝应用和水文过程研究中需要进一步探索芝加哥雨型法表征灾害性降水存在的相关问题和缺陷。以郑州市城区2011～2018年发生的致灾降水事件为研究对象，总结了致灾降水的年内演变趋势；比较了芝加哥雨型设计降水与致灾降水峰值分布、强度等过程信息；基于雨洪模型(SWMM)分析了研究区不同成因的城市洪涝过程发生发展的差异，并与芝加哥雨型法输入的雨洪过程进行比照。结果表明：(1)郑州市城区年内致灾降水存在从雨强致灾发展为双致灾，再过渡到雨量致灾的趋势；(2)研究区2 a一遇芝加哥雨型洪涝过程与雨量致灾降水近似，5 a一遇及更高标准的芝加哥雨型具有双致灾降水的洪涝特征；(3)雨强致灾所致的洪涝过程积水历时短、程度小，雨量致灾洪涝过程持续时间长，双致灾洪涝过程兼具雨强、雨量致灾机理，影响范围更广。研究结果对城市内涝防治、海绵城市建设和地区防涝减灾具有一定意义和参考价值。     

城市洪涝模型及CPU-GPU异构并行计算技术研究进展

在全球气候变暖和城市化背景下，城市洪涝问题日益严峻。为尽可能减少城市洪涝灾害造成的损失，提高城市对突发性强降雨事件的应急处理水平，开展城市洪涝数值模拟技术研究具有十分重要的意义。本文从城市洪涝精细化和高效模拟角度出发，综述了城市洪涝模型、CPU-GPU异构并行计算的研究进展，系统总结了产汇流模型、一维河道/管网模型、二维地表模型、耦合模型、快速城市洪涝模型的构建方法和CPU-GPU异构并行计算的关键技术。针对当前城市洪涝模型研究中的不足之处，需要开展城市洪涝过程全物理机制模拟研究，深入分析全水动力城市洪涝模型的适用性、模拟精度和计算效率；还需基于异构并行计算技术，实现城市洪涝模型一维河道/管网、二维地表淹没的快速模拟，为城市暴雨洪涝精细化与高效模拟奠定基础。     

SWMM模型在海绵城市规划中的应用

海绵城市的规划与设计建立在对城市水文循环充分认识与预测的基础上,因此对城市水文循环的数学模型及软件模拟是其研究的两个重要方面。由美国环保局开发的暴雨径流管理模型SWMM(Storm Water Management Model)是现阶段精度较高、应用最广的城市水循环模拟软件之一。阐述了海绵城市中的水循环原理和SWMM模型的概念,并将城市雨洪模拟与海绵城市理念相结合,讨论了SWMM在海绵城市前期评估,中期设计及后期评价过程中的应用。文中介绍的方法可为海绵城市规划和建设提供相应的科学依据。     

基于PCSWMM模型的海绵城市控规指标制定——以苏州某新建城区为例

以苏州市某新建城区为例,介绍了采用PCSWMM模拟软件确定海绵城市控规指标的过程。通过PCSWMM划分规划片区的汇水区、构建排水管网,根据地块用地指标等参数确定地块及道路的LID配置比例,并进行模型反复试算,调整并优化配置比例,制定了符合该规划片区的海绵城市规划目标的控规指标。     

平原水网区圩垸防洪引发的城市洪涝风险转移研究

平原水网区圩垸建设改变了防洪排涝格局，引发的城市洪涝风险转移尚不清楚。综合运用城市洪涝耦合模拟与风险评估方法，通过典型洪水模拟分析，定量揭示了常州城区圩垸防洪引起的城市洪涝风险转移，提出了洪涝风险的协调方案。结果表明：(1)启用圩垸防洪使包围内淹没面积下降56%～64%、严重淹没(>1.0 m)面积下降70.2%,同时会加剧包围外南部和东部的洪涝灾害；(2)启用圩垸防洪加快了洪涝风险从城区向郊区的转移，使包围内4～5个子汇水区的洪涝风险下降超50%,而包围外南部和东部的3个子汇水区洪涝风险显著增加；(3)基于“风险共担”原则，将圩垸防洪启用的水位条件增加0～0.1 m,可作为今后常州防洪调度的备选方案。研究成果可为平原水网区的城市防洪减灾和洪水优化调度提供参考。     

基于耦合水动力模型的广州市东濠涌流域洪涝模拟

东濠涌流域位于广州市中心城区越秀区内,调研分析流域内积水点淹没成因与利用数值模拟方法研究该城市流域洪涝过程并获得一定可靠性和精度的洪涝水情信息,可为相关部门抢险救灾决策提供理论参考和科学依据。根据城市洪涝过程的水文水力学方法原理,以SWMM作为一维模型基础,采用动态链接库文件(DLL)方法耦合二维水动力模型,通过侧向、正向和垂向的连接构建耦合水动力模型,以东濠涌流域为研究区域构建基于耦合水动力模型的东濠涌流域洪涝模型并选用两场实测降雨对模型进行模拟分析。结果表明:模型在一维排水系统的排水能力与二维地表积水的模拟均具有较好的精度和可靠性。该耦合水动力模型在东濠涌流域的应用进一步证明了耦合模型连接算法的合理性和可行性,对城市洪涝模拟分析有较好的应用价值。     

基于SWMM模型的海绵城市径流量控制有效评估方法

当前，我国海绵城市管理出现诸多问题，传统的流量控制方法，难以科学有效的实现流量控制分析，使其流量出现评估不准确的情况。为了解决上述问题，提出了基于SWMM模型下的海绵城市径流量控制效果评估方法，该方法引入SWMM模型，实现实时跟踪模拟，确定SWMM模型在城市排水系统中的组成结构。SWMM模型主要由水文模块、水质模块、水力模块三个部分组成，分别对地面径流量和污染物累积进行计算，并得到水力模块的连续性方程。同时，也考虑到路面工程建设的改建、生物滞留设施、雨水花园、透水铺装几个方面对雨水径流关系的影响，对多个角度进行控制评估。实验结果表明，通过建立基于SWMM模型的连续降雨下的海绵城市径流量控制效果评估方法，针对连续降雨天气进行分析，海绵城市径流量提高了40%以上，对于保证城市维稳和运营有着显著的效果。     

基于精细化水动力模型的城市内涝特征分析及风险评估

伴随着气候变化和城市化进程,城市水文循环发生了显著变化。为了精细刻画暴雨条件下的城市洪涝问题,以巢湖市典型城区为研究区,构建具有物理机制的全过程分布式水文水动力洪涝模型,以巢湖市10 a、20 a、50 a、100 a一遇的设计暴雨以及迁移郑州“7·20”暴雨作为输入条件,模拟不同工况下巢湖市洪涝淹没风险情况。研究表明：(1)研究区内风险等级为蓝Ⅳ级的面积占比超过研究区域的26%,在不超过10a一遇降雨条件下,现有的泵排工程能满足排水需求;(2)在4种设计暴雨情境下研究区内有8个点呈现较大内涝风险,而在迁移郑州“7·20”降雨条件下,全研究区将发生严重的洪涝;(3)在4种设计暴雨情境下,精细化水动力模型和SWMM比较结果相近,而在郑州“7·20”级别的极端暴雨情境下,精细化水动力模型由于模型机制,结果优于SWMM模型。     

澳大利亚布里斯班流域洪涝风险区空间管制策略研究

在全球气候变化和城市快速发展的背景下，洪涝灾害频发，流域具有跨区域属性，对空间管理具有一定挑战。本文首先厘清了布里斯班流域洪涝风险的来源，并在此基础上分析了洪涝风险成因，然后梳理了布里斯班流域洪涝管理措施，具体包括：建立统一的分级管理体系、合理进行洪涝风险区土地利用规划、提升社区适应力建设、提高公众洪涝意识和认知水平。最后，提出我国河流洪涝的相关管控策略：建立洪涝风险区模型、完善综合的战略体系、加强土地利用的管理、构建具有韧性的社区。     

城市健康水环境维系技术方案规划与评价研究——以雄安新区核心区为例

健康水环境的维系是城市建设和管理过程中的重要内容.在查阅国内外城市健康水环境评价、构建与维系相关文献的基础上,以雄安新区核心区为例,构建了一套适用于规划筹建区域的健康水环境评价体系和基于SWMM及WASP模型的模拟方法,以此评估不同维系技术方案的实施效果并提出建议.     

基于可变模糊聚类模型的内涝风险分析方法

城市内涝风险评价通常用于城市排水管网的改造、海绵城市建设的指导中,其影响参数众多,评判方法复杂。文章采用暴雨雨水管理模型(SWMM)搭建水力模型,采用最小均方差法筛选出重要性指标,并搭建可变模糊聚类模型评估片区内涝风险。以合肥市某排水管网系统作为研究对象进行实例分析,综合评判区域各排水节点的承灾体风险指数,为管网优化、城市更新提供科学的决策依据。     

城市暴雨洪涝模拟：原理、模型与展望

在气候变化和人类活动的双重影响下,我国城市洪涝问题日趋严重。在对城市水循环规律深入研究的基础上,开发城市水文水动力模型模拟城市洪涝过程,是弄清城市洪涝致灾机理、减轻洪涝灾害和评估海绵城市减灾效果的重要工具。本文从我国城市洪涝现状和海绵城市建设出发,总结了城市洪涝模拟方法,对水文模型、水动力模型以及二者的耦合机理进行了较为深入的分析,并介绍了目前常用的城市洪涝模拟模型。在此基础上,梳理了当前与城市洪涝模拟相关的热点研究领域,并对其未来发展趋势进行了展望。     

“2D城市洪涝与流域汛情风险预警评估系统”应用探讨

城市洪涝预警预报对保障城市正常运转意义重大。为有效地提升洪涝预警评估水平,有必要借鉴国外的先进方法与技术。"2D城市洪涝与流域汛情风险预警评估系统(FRMFS)"在技术上属国际先进水平,浙江省引进后,结合实际进行消化、吸收、二次开发,从数据采集、预报模型等方面验证了其在中小城市中的适用性。实例成果表明该系统对有效提升城市防汛抗灾综合能力具有实际意义。     

基于SWMM的城市洪水内涝模型研究

城市化程度的提高,直接改变了城市暴雨径流形成条件,使其雨洪运动特性发生了较大变化,城市防洪排涝问题日益严峻。文章以SWMM模型为基础,结合澳门大学横琴岛校区的实际资料模拟地面的溢流过程,并对造成溢流的可能原因地面不透水面积所占比例、管道粗糙度和管径进行量化分析比较,为城市土地规划利用和排水管网设计提供依据,有效减轻城市洪水内涝灾害。     

基于SWMM和InfoWorks ICM的城市街区洪涝模拟与分析

针对我国城市日益突出的洪涝问题,以福州市主城区某街区为例,基于SWMM与InfoWorks ICM构建了城市街区尺度洪涝模拟模型,基于差分进化算法率定SWMM关键参数,并在不同的降雨情景下,模拟了城市街区地表内涝淹没与危险性分布,并对比评估了模拟结果的可靠性。结果表明：基于差分进化算法率定得到的SWMM参数具有较好的效果,两次洪峰的模拟水位和实测水位误差均在1%以内;10 a、20 a、50 a和100 a 4种重现期降雨驱动下,研究区淹没面积分别为3.14 hm²、3.37 hm²、3.61 hm²和3.72 hm²,重现期从10 a到100 a,总淹没面积占比由27.40%上升到32.46%;基于SWMM与ICM耦合的模拟方式在研究区具有较好的适用性。