城市暴雨内涝数值模型几个关键技术问题

本文对于当前城市暴雨内涝数值模型的几个关键技术问题进行了一定的探讨，并在浦东新区暴雨内涝的100、200、500年洪水风险图的绘制中使用了几个关键问题的解决方法，得到比较满意的结果。     

平舆县内涝成因及对策

作者根据多年水利基层工作经验,对平舆县内涝成因进行科学分析,优选出合理的治理方案,使县域内涝基本根除。     

鸿业暴雨排水及低影响开发模拟系统在城市道路内涝整治设计中的应用

项目中的市政道路位于已建城区,历年暴雨期间内涝严重,因改造条件受限,拟仅通过雨水管网改造解决内涝问题.为制定经济合理的管网分期改造方案、准确分析内涝成因、预估不同降雨条件时改造方案的实施效果,项目采用鸿业暴雨排水及低影响开发模拟系统进行模型构建,并采用传统推理公式计算法辅助分析.通过软件模拟对现状管网重现期进行评估;对近期管网改造方案在10年一遇、20年一遇、50年一遇降雨条件时的道路积水情况模拟,以验证近期改造效果;通过反复试算最终确定了50年一遇内涝设计标准下的管网改造方案.项目采用鸿业暴雨排水及低影响开发模拟系统辅助方案设计,利用其超标重现期下内涝设计的功能,软件操作以AutoCAD为平台,避免了软件输入数据的处理、转换以及软件模块间的外部耦合,操作过程简单、模型构建时间短.与传统推理公式法计算相比,优化了管道管径,由于该软件目前较少应用于超标重现期下的道路内涝整治设计,可为类似内涝整治工程提供技术参考,且对数学模型法的推广应用具有非常重要的意义.     

基于水力模拟的排涝泵站设计规模复核评估

排涝泵站作为城市防涝体系的重要环节,其设计规模是否满足实际需求,将直接影响城市内涝现象严重与否.以中山市中心城区为研究区域,通过水力模拟计算P=0.25、0.5、1、2、3、5、10、20、30、50、100 a这11种工况,对区域内的排涝泵站规模进行复核评估.计算结果显示,该区域4座排涝泵站整体规模缺口为22.04 m3/s,不足比例达40.81％;若泵站规模扩容至满足P=5 a排涝需求,该区域轻度内涝面积可减少24.1％,重度内涝面积可减少25％.     

新型环保材料在“海绵城市”建设中的应用技术研究

海绵城市的建设重在缓解城市热岛效应,保持区域水土平衡,解决黑臭水体等社会热点问题。作为海绵城市建设的六个环节,渗、滞和蓄是其中最重要环节。为此,我公司针对关键环节开发了相应的解决方案产品--天然彩石透水坪、便捷式储水罐、绿地雨水口、弃流器等。其中最为核心的产品是透水坪和储水罐装置,这是建设海绵城市的核心和关键所在。针对海绵城市建设开发的环保材料产品让雨水的高效利用成为现实可能。其中天然彩石透水坪,由天然彩色石料加上环保黏结剂,在美化城市环境的同时让雨水顺利安全进行渗透收集,重点解决了城市内涝和缓解城市热岛效应等热点问题。便捷式储水罐我们则采用模块化的设计理念开发,其最大特点是可根据城市绿地位置和面积大小通过产品模块化配置方案解决蓄水和水资源高效利用,让解决城市内涝和实现雨水综合利用成为可能。     

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。     

城市内涝灾害居民出行困难度评价

城市内涝灾害给城市居民生命、财产安全造成了严重威胁。以长春市南关区为例,以二维非定恒定流为基本骨架,以不规则网格概化地形,用一维非恒定流描述排水管网,建立了城市暴雨内涝数值模型。该模型包含产流模型、汇流模型、排水模型及内涝模型。以30 a,50 a,100 a一遇的暴雨情景,对居民出行困难度进行了评价。验证结果表明,构建模型与实例结果吻合度较高。所得结果可为相关部门采取应急措施缓解内涝导致的交通堵塞提供参考。     

龙华新区内涝成因分析及相关治理技术

基于目前城市建设受内涝灾害问题的影响,文章以深圳市龙华新区进行的易涝点整治工程为例,分析了内涝灾害形成的原因,并提出了具体控制的治理技术应用方法。其目的是为相关建设者提供一些理论依据。研究结果表明,要想提高治理城市内涝灾害技术的有效性,需采用河道清淤治理技术、河段雨水涵改造技术、排水系统改造技术以及治理设备设计选择等技术来进行治理控制。     

面向智慧城市应急响应的异构传感器集成共享方法

智慧城市的实现是建立在传感器资源观测应用之上.城市传感器资源类型多样,观测机理各异,数量巨大,它们呈现出封闭、孤立和自治性.面对复合的城市应急事件时,基于万维网的城市异构传感器资源管理低效,导致城市应急响应的实时可靠数据来源匮乏与决策低效,严重阻碍了城市应急响应的"智慧化".提出了面向智慧城市应急响应的异构传感器资源集成共享框架,通过将城市异构传感器资源统一化描述,然后基于标准的网络目录服务进行传感器资源万维网注册与按需发现.构建了城市异构传感器资源集成共享平台,以武汉内涝型灾害应急响应为案例,验证了城市内涝监测传感器资源的集成共享的可行性和可扩展性,促使城市分布式异构传感器资源从"观测孤岛"到"集成共享"的转变,为智慧城市应急响应所需的传感器资源共享与观测规划提供依据.     

基于SWMM与NSGA-Ⅱ耦合的城区雨水泵站多目标优化调控

针对城区复杂水系统中雨水泵站的调控系统性弱和优化时效性慢的问题,将SWMM的水量水质过程模拟与NSGA-Ⅱ的快速非支配排序进行深度耦合,从减缓城区内涝、控制面源污染负荷输出与减低耗电量的角度,建立了多线程并行计算和带有决策者偏好的城区雨水泵站多目标优化调控模型。对天津空港经济区的雨水泵站优化调度进行实例研究,结果表明,与常规调度方式相比,在典型设计降水情景下,该优化模型在不显著增加节点积水累计时间的前提下,减少输出了1383.34 kg的污染负荷,节约了621.92 kW·h电能,求解速率可提升至单线程串行计算的4.2倍。该优化方案充分利用了泵站调蓄池的库容缓冲和水质稀释作用,减缓了场次降水对于城区水环境的瞬时冲击影响,降低了运行成本。