降雨雨型对城市内涝的影响

为探究降雨雨型对城市内涝特征的影响,基于MIKE FLOOD平台,以郑州市金水区南部为研究区域,对不同重现期及3种单双峰雨型的设计降雨进行内涝过程场景推演,并对淹没量、淹没范围及淹没深度等量值进行对比分析。结果表明:在相同降雨历时及重现期下,相比于单峰型降雨,双峰型降雨具有更高的内涝风险等级;针对单峰型降雨,当重现期低于20a时,降雨雨峰越靠前产生的淹没情况越严重,当重现期高于20a时,降雨雨峰越靠后产生的淹没情况越严重;随着重现期的增加,单峰型和双峰型降雨所导致的内涝风险之间的差异在不断减小。     

基于组合赋权的多情景内涝灾害风险评估

城市内涝灾害频发会对城市社会经济发展构成巨大威胁,对城市内涝灾害风险进行评估,是降低内涝损失的有效途径。通过综合考虑城市内涝灾害系统中的致灾因子、孕灾环境和承灾体3个组成要素,结合水力模型情景模拟结果,共选取11个具有代表性的指标,建立城市内涝灾害风险评价指标体系,并结合主观层次分析法(AHP)和客观熵权法(EWM)组合赋权,构建城市内涝灾害风险评估模型。以广州市天河区为例,对该评估模型进行验证。结果表明：水力模型模拟结果可以充分反映出不同情景降雨下致灾因子的危险性,通过内涝风险等级与内涝积水叠加分析得出,风险等级较高的位置均处于内涝积水和地区重要程度较高的区域。该评估模型充分考虑了社会和自然的综合作用,具有较高的可靠性。随着暴雨重现期的增大,高风险区域面积显著增加,在实际应用中,通过风险评估可以确定出城市防汛的重点关注区域,以便于防汛资源的优先配置,为城市防灾减灾管理提供参考。     

吉林省城市水资源匮乏应对措施

本文以吉林省地级城市为研究对象，从造成城市干旱缺水的致灾因子危险性、承灾体的暴露性、脆弱性和防旱抗旱能力入手，对城市干旱缺水风险程度进行了评价，以期为实现吉林省水资源可持续利用、保障区域经济可持续发展和老工业基地改造战略实施提供科学依据。     

城市洪涝损失评估与应对措施效益分析——以广州市为例

气候变化和城镇化使得城市洪涝风险加剧,对城市区域的洪涝损失评估有助于洪涝风险的科学管理。以广州市为例,对不同重现期暴雨损失现状进行评估,综合考虑气候变化和社会经济发展影响,对未来暴雨损失进行预测,并对洪涝应对措施展开成本效益分析,结果表明：广州市现状洪涝年均期望损失约为5.88亿元,受气候变化和社会经济发展影响,未来洪涝灾害损失会进一步增加,其中社会经济发展带来的承灾体暴露度增加影响大于气候变化影响;对广州市城市防涝工程的成本效益分析可知,对于50年一遇以下暴雨,工程措施效益较为显著,超过50年一遇的暴雨,可采取以洪水保险等经济手段转移风险。     

白龙江流域甘家沟泥石流风险评估研究

针对不同降雨条件下泥石流的危害特征及潜在风险,以白龙江流域甘家沟为例,探索了单沟泥石流风险评估方法,包括泥石流危险区划、易损性分析和风险评价三方面主要内容。采用FLO-2D模型模拟不同降雨条件下的泥石流危险度;通过遥感解译和承灾体价值核算分析,并结合不同降雨条件下的承灾体受损概率,得到承灾体易损度。将危险度和易损度归一化处理,最终得到研究区风险区划,同时对各类承灾体财产损失进行评估,结果表明:20年、50年和100年一遇的损失价值分别为31 849. 21万元、34 886. 50万元和39 125. 87万元。从20年到100年一遇条件下,高风险和极高风险区的面积大幅度增加,其中极高风险区的面积分别增加2. 44倍和3. 92倍。     

南水北调受水区干旱灾害风险评估方法探讨

南水北调工程的受水区为黄淮海流域,干旱问题已经成为该区域经济和社会发展的瓶颈,因此有必要对受水区内的干旱风险做出准确评估.区域干旱风险可以理解为区域内暴露于干旱下的承灾体,在外部致灾因子扰动下,由于自身的脆弱性,所遭受损失的可能性及可能的损失程度的大小.区域干旱风险评估的任务是明晰发生干旱时暴露于干旱下各个部门和社会生活的各个方面,确定引发干旱的自然致灾因子,分析承灾体的脆弱性,预测干旱造成的影响和损失,并通过数学方法合理量化风险的大小,同时确定造成各部门、地区和人口风险的主要原因,即干旱风险的主要影响因素,从而寻求降低风险的有效途径.现以南水北调某一特定受水区域为研究对象,分析了干旱灾害的成灾机理,对干旱致灾因子的危险性及承灾体的脆弱性进行了讨论,提出相应的计算公式,建立了针对特定区域的干旱灾害风险评估模式,对干旱灾害风险提出了量化的方法.并结合南水北调受水区济南市的实际情况对本文提出的方法进行了应用和验证,实践证明该风险评估模式有一定的科学性和应用价值.     

基于FAHP-CRITIC的暴雨洪涝灾害风险评估：以西安市临潼区为例

【目的】近几年,全球极端气象事件增多,西安市临潼区2011—2021年共发生暴雨洪涝灾害16次,严重影响人民生产生活和经济发展,开展临潼区的暴雨洪涝灾害风险评估十分必要。【方法】从暴雨洪涝灾害致灾因子、孕灾环境和承灾体因素中选取11个评价指标,采用模糊层次分析法(FAHP)和CRITIC法组合赋权的方法获得每个评价指标的权重,以30 m×30 m渔网作为评价基本单元,在ArcGIS平台上使用模糊综合评价法建立暴雨洪涝灾害风险评估模型,最终绘制临潼区暴雨洪涝灾害风险评估图。【结果】结果表明：高风险区主要分布在徐杨、行者、铁炉和雨金等街道办,其中徐杨街道办23.73%的区域达到高风险;较高风险区主要为骊山、秦陵、代王和马额等街道办,骊山和秦陵街道办的较高风险区在全区较高风险区占比为22.46%。【结论】评价结果较好地反映出临潼区暴雨洪涝灾害风险的实际情况,为临潼区暴雨洪涝灾害风险管理和防灾减灾工作提供较为客观的科学依据,研究方法可为类似地区暴雨洪涝灾害风险评估提供有益借鉴。     

基于BP神经网络的洪涝灾害承灾体脆弱性评估

为了降低洪涝灾害对北京市承灾体的损害,制定了一个同时考虑暴露度、敏感性和适应能力的承灾体脆弱性评估框架,运用熵权-TOPSIS算法对承灾体指标数据客观赋权并得到标准化后的脆弱性指数,将初始权重和脆弱性指数分别作为输入和输出数据集代入BP神经网络进行训练进而得到优化权重;进一步结合ArcGIS技术对洪涝灾害承灾体脆弱性进行评估,并利用自然断点法将洪涝灾害承灾体脆弱性划分为4个等级。结果表明：(1)人口密度、经济密度、城市POI密度、植被覆盖率和排水管网等指标对北京市洪涝灾害承灾体脆弱性影响显著;(2)北京市洪涝灾害承灾体脆弱性在空间上呈现东南向西北逐渐降低的趋势,城市中心区脆弱性等级高,边缘地区脆弱性低。研究成果对于降低北京市洪涝灾害承灾体脆弱性具有一定指导意义,权重优化模型及脆弱性评估模型也可应用到其他城市。     

基于SWMM的城市初雨净化设施布局优化研究

本文基于低影响开发理念及海绵城市建设,以河南省扶沟县城南新区作为研究区域,采用SWMM模型,研究分析了雨水涵养池在不同上下游区域、不同布设密度和不同降雨重现期的情况下,其对雨水径流的调控效果和污染物的削减作用,并通过对比分析后确定空间布局最优方案。结果表明相同降雨重现期和布设密度时,雨水涵养池布设在上游区域对污染物削减效果明显,排放口洪峰削减大;并且相同降雨重现期,涵养池布设在上游区域时,其分布越分散,污染物和洪峰的削减效果越好。     

城市内涝灾害对应急救援服务可达性的影响评估

【目的】城市化进程加快和气候变化导致内涝积水频发,造成道路封闭和交通堵塞,给城市应急救援响应的时效性带来严重影响。为了准确评估暴雨内涝下的城市应急救援响应能力,【方法】以荔湾区为例,通过构建内涝水动力模型,模拟不同设计降雨情景下的内涝积水,识别道路积水风险,明确阻断道路,并结合两步移动搜寻法(2SFCA)对不同脆弱性的兴趣点(POI)的应急救援服务可达性进行评估。【结果】结果显示：随着降雨重现期从1 a一遇增大到100 a一遇,内涝积水面积增大,平均积水深度从0.08 m增大到0.20 m。受积水影响道路数量持续增加,阻断道路长度从11 km上升至49 km,增长了超过300%。随着阻断道路的增多,应急救援可达的POI数量呈现下降趋势,并且在不同时间阈值内平均下降40%以上,可达性呈明显下降趋势。【结论】内涝模型耦合城市路网得到的道路积水可以揭示阻断道路的总体格局,可达性模型可以快速估算出应急救援的时效性。结果可为应急救援响应能力的评估提供参考。     

基于模糊综合评价的深圳市暴雨洪涝风险评估

近年来,城市洪涝灾害的频繁发生已引起专家学者的广泛关注.基于灾害系统理论,综合考虑致灾因子、孕灾环境、承灾体、防灾减灾能力等因素,从危险性和易损性两大风险要素出发,利用ArcGIS技术和模糊综合评价法,对洪涝频发的深圳市进行城市暴雨洪涝灾害风险评估区划,最终生成以100 m×100 m为基本评价单元的暴雨洪涝灾害风险分...     

考虑致灾后果的溃坝洪水风险评估与等级划分

针对溃坝洪水风险受环境-荷载-人多种因素影响的不确定性,将不同洪水要素(水深、流速)联合考虑,分析洪水致灾的危险性。运用HEC-RAS二维水动力学模型和地理信息系统(GIS)空间分析技术,模拟溃坝洪水演进过程,从洪水到达时间、淹没范围等维度分析承载体的暴露度。针对人口分布与地理位置特征,基于人体失稳试验数据的统计规律、建筑物损毁标准进行承灾体脆弱性分析,提出基于灾害系统理论的溃坝洪水风险分析方法和溃坝洪水风险等级划分标准。可用于评估水库大坝失事风险,划分溃坝淹没区人口风险等级,为水库大坝突发事件应急救助和人口转移提供技术支持。     

基于MIKE FLOOD模型的鹰潭市内涝弹性分析

针对近年来日益严重的城市内涝问题,利用MIKE FLOOD模型模拟了鹰潭市月湖新区在遭遇1a、3a、5a、10a及20a重现期降雨时的内涝淹没状态,研究了在不同重现期降雨下城市内涝形成及恢复的完整过程.根据模拟结果统计研究区在各个重现期降雨后的淹没网格数变化,基于系统性能分析研究鹰潭市月湖新区排水内涝弹性,进一步分析研究区对各重现期降雨灾害的防御与恢复能力.结果表明:在不同重现期降雨下,研究区积水面积基本都在65 min左右达到最大;在遭遇1～3 a低重现期降雨时,研究区排水系统性能变化更为敏感;降雨重现期越低,系统性能恢复越快、越好.     

中国干旱灾害风险管理战略框架构建

将全国视为一个大的区域,对干旱灾害致灾因子危险性、承灾体暴露性和孕灾环境脆弱性进行系统而深入的分析,挖掘出我国干旱灾害风险的潜在根源,找出与国际社会所推行的干旱灾害风险管理存在的差距。在风险分析的基础上,构建了包括干旱灾害风险评估战略、干旱灾害风险控制战略、干旱灾害风险处置战略、干旱巨灾风险回避战略和干旱灾害风险适应战略的框架,以期减轻干旱灾害风险,推进中国干旱灾害风险管理进程。     

次降雨入渗补给系数评估雨水花园补给地下水可行性及计算方法研究

【目的】近年来雨水花园在海绵城市建设过程中得到了广泛应用，但其对浅层地下水的补给能力尚缺乏系统研究。【方法】通过柱状模拟试验，研究了不同降雨条件下，次降雨入渗补给系数(α)用于评估雨水花园补给地下水潜力的可行性。【结果】结果表明，α可用于评估雨水花园补给地下水潜力，数值变化范围为0.110～0.212,平均值为0.175;降雨重现期、降雨历时、雨型均对α具有重要影响，且随着重现期和降雨历时增加，α逐渐降低，不同雨型条件下，α大小顺序为均匀雨型>双峰雨型>单峰雨型。【结论】HYDRUS-1D模型模拟法和包气带含水率法计算α均具有较好的精度，不同降雨条件下，模型模拟法计算得出的次降雨入渗补给系数(α_m)的相对偏差(RE)为-1.280%～7.801%,包气带含水率法计算得出的次降雨入渗补给系数(α_b)的RE为-14.789%～6.660%。由于包气带含水率法容易实施、便于监测，工程实践中可优先考虑采用该方法。上述结果可为定量评估海绵城市建设过程中雨水花园补给浅层地下水潜力提供参考。     

设计降雨特征对城市内涝模拟结果的影响分析

降雨是城市内涝的主要诱因之一,不同降雨特征对于城市内涝风险的影响也有所区别。为了进一步挖掘降雨特征对城市内涝风险的影响,采用综合流域排水模型（InfoWorks ICM）构建了我国南方某城市的内涝模型,系统分析了设计降雨的雨型和历时特征对城市内涝模拟结果的影响。在4个重现期的3种降雨雨型和3个降雨历时条件下,共计36个不同降雨情景对研究区的内涝情况进行模拟。通过对比不同模拟情景下的积水深度、积水面积以及积水量等结果发现：在相同降雨雨型和重现期条件下,降雨历时对积水深度的影响有一定的差别;在不同降雨雨型和降雨历时模拟情景中,积水点的位置基本保持一致,而积水面积受降雨雨型和降雨历时的双重影响;峰值积水量受降雨雨型影响较大,受降雨历时影响较小,而积水总量受降雨历时影响较大,受降雨雨型影响较小。研究中量化分析了不同设计降雨特征对城市内涝模拟结果的影响,旨在为合理地开展城市内涝预警以及应急管理等工作提供依据。     

透水砖堵塞程度对径流颗粒物冲刷规律的影响

针对目前透水砖堵塞后引起径流颗粒物输出规律变化不清晰的问题,采用模型模拟、因素分析等方法研究透水砖堵塞对其表面径流颗粒物冲刷规律的影响.结果表明,堵塞程度、降雨重现期是影响透水砖表面径流颗粒物冲刷过程的重要因素,堵塞程度越高、重现期越大,初期冲刷效应越强烈、颗粒物累积冲刷量越大;结合不同降雨重现期下,各堵塞程度透水砖表...     

一种基于重现期定义海绵城市设计降雨量的方法——以常德市为例

确定径流总量控制目标及其对应的设计降雨量是海绵城市建设的首要任务。以常德市为例,首先评估了《海绵城市建设技术指南》(以下简称《指南》)中设计降雨量计算方法在南方多雨城市的适用性,并提出了根据降雨的连续性和雨水超排(年径流总量控制率78%)重现期定义设计降雨量的方法,结论如下:(1)常德市降雨丰富且集中,近20年降雨的年际变率增大,面临的洪涝和干旱风险加剧,建设海绵城市的必要性凸显。(2)《指南》中给出的设计降雨量是多年日降雨数据的统计结果,不能保证每年都实现径流控制目标。在21mm设计降雨量下,1968～2015年常德市有34年的控制率低于目标值78%。(3)设计降雨量越大,建设成本越高。根据海绵城市建设的经济合理性原则,保证每一年的径流控制率都达到78%是不现实的。考虑南方城市降雨的连续性,根据雨水超排重现期计算设计降雨量更符合实际。若将常德市的雨水超排重现期设置为5年,则对应的设计降雨量约为58mm。     

基于GIS技术的山地小城镇雨洪灾害风险评估

在快速城镇化和工业化背景下,城市的自然灾害风险日益暴露,尤其是雨洪灾害问题日益突出。针对巩义市近年来不断发生的洪涝灾害,基于自然灾害风险评估理论,构建以致灾因子危险性、孕灾环境孕险性、承灾体易损性、防灾减灾能力为评价因子的雨洪灾害风险模型,共选取14个指标进行定量分析,运用SCS模型和GIS空间分析功能,最终得出巩义市雨洪灾害综合风险区划图。结果表明：巩义市米河镇、回郭镇、芝田镇、孝义街道等地区致灾因子危险性较大;北部、西部和东部包括河洛镇、孝义街道、回郭镇、芝田镇、米河镇等孕灾环境孕险性较高;西部和中部承灾体易损性较大,包括回郭镇、芝田镇、站街镇等;北部整体防灾减灾能力较强,包括站街镇、紫荆路街道等地区。综合来说,巩义市雨洪灾害总体风险等级较高,高风险区主要分布在中部偏北和西部,呈带状分布。     

城市绿地空间布局的海绵效应研究

城市绿地是海绵城市的重要载体与形式,可以通过自身的海绵效应减缓内涝发生的风险,改善水环境质量。利用GIS软件辅助SWMM模型进行相关的理论建模分析,在区域绿地率一定的情况下,当绿地集中布置在排水区的某个位置时,集中布置的位置越靠近中游,内涝发生的风险越小。通过华北地区某市典型排水分区的实测数据对比,上述模拟结论成立,绿地越分散,对峰值流量的延后效果越好。在区域绿地率一定的条件下,随着降雨重现期的增大,城市绿地的空间布局对区域内涝的减缓影响逐渐减弱。