基于SWMM模型的坡地小区海绵城市改造效果评估

以济南市某坡地小区为例,将小区内"马路行洪"主道路概化为不规则明渠,基于SWMM(stom water management model)模型研究海绵城市改造方案对不同重现期设计降雨水文过程影响。结果表明:SWMM模型可较好地对小区"马路行洪"过程进行模拟,且选用的海绵城市改造方案(低影响开发措施改造及排水系统改造)可有效控制小区内的雨洪径流过程;对小区出流口Out 01和Out 02的5年以内不同重现期(1、3、5年)设计降雨径流总量和洪峰流量削减率分别超过了20%和10%,Out 01的峰值水位削减率超过了15%,显著降低了研究区"马路行洪"灾害的影响。研究结果可为坡地小区"马路行洪"模拟及海绵城市建设与管理提供一定的理论支撑和技术参考。     

城市屋顶降雨径流过程单位线模型研究

城市屋顶按透水性质可分为不透水与绿色(渗透)屋顶。对于绿色屋顶,基于土壤水饱和下渗理论,考虑基质土壤层厚度有限性及表面积水深影响,推导建立了降雨径流过程的单位线模型,再联合不透水屋顶降雨径流过程单位线模型,共同构成城市屋顶降雨径流过程的单位线模型,并建立了统一的数学方程表达形式,参数包括响应速率与径流(产流)起始时间。其中,对于不透水与绿色屋顶,模型响应速率参数分别为坡面汇流时间的倒数与基质土壤层稳渗时间的倒数。根据不透水与绿色屋顶降雨径流过程实际监测数据,分别采用单位线模型进行了模拟,取得了良好的模拟效果。模型参数比较分析表明,绿色屋顶降雨径流削减效应主要依赖于基质土壤层的雨水蓄存作用,增大基质土壤层厚度可以增大雨水渗蓄量,并有效削减径流前期峰值,但对后期峰值的削减效应有所减弱,并会延长表面积水的排水时间。     

基于局部和全局方法的SWMM敏感参数识别

为了识别SWMM（storm water management model）模型的敏感参数，从而实现参数的高效率定，本文以深圳河流域为研究对象，构建SWMM模型，分别采用修正的Morris筛选法和互信息法，从局部和全局的角度定量分析重现期1年、10年和50年设计暴雨情景下排放口洪峰流量和流域平均径流系数对各参数的敏感性。结果表明，在不同的设计暴雨情景下，两种方法的结果均显示排放口洪峰流量对透水区曼宁系数和最小下渗速率最敏感，流域平均径流系数对下渗相关参数最敏感；然而，随着暴雨强度增大，两种方法计算得到的径流系数对最大下渗速率和最小下渗速率的敏感性变化趋势不同，Morris的结果显示递减，M-I的结果显示递增。     

河湖水系连通工程与国家水网建设研究

根据国家水安全保障的战略需求，分析与探讨国家水网的总体布局，明确河湖水系连通工作的战略需求，深入分析河湖水系连通对水资源、防洪、生态、环境、社会和经济的影响，剖析国家水网建设中需要注意的主要问题，辨析南水北调工程在国家水网建设中的功能和作用。结果表明，建设国家水网是提高我国水安全的有效措施，但河湖水系连通工程涉及经济社会方方面面，有必要站在全局的高度，从提高水资源保证率、减轻洪涝灾害、改善生态环境等诸多方面，分析河湖水系连通工程的得与失、利与弊，结合近期与远期、供水区和受水区的经济社会发展趋势，全面剖析河[JP+1]湖水系连通工程的效益与风险，建设好利国利民、功在千秋的国家水网，切实提高我国的水安全。通过多学科交叉的系统研究，全面分析河湖水系连通和国家水网建设工作中的重点和难点，为加快构建国家水网提供参考和支撑。     

水工程调度与低影响开发协同作用下典型城市片区洪涝过程模拟——以福州市为例

城市水工程调度与低影响开发措施，在应对城市暴雨洪涝中发挥了重要作用。本文以沿海城市福州主城区晋安河片区为例，构建一套综合的水文水动力模拟框架，从全域视角分析实时控制调度下的洪涝响应特征，并选择典型社区，从社区尺度下分析低影响开发措施与水工程调度协同作用下的洪涝过程。结果表明，全域尺度下，通过上游水工程联合调度可以有效控制下游内河水位，距离琴亭湖更近的晋安河主河道断面相比于下游断面，其断面水位变化受实时调度方案影响更为明显。在未考虑河道漫溢时，联合调度对河道水位的影响明显大于对内涝淹没的影响。在社区尺度下考虑河道漫溢时，低影响开发措施与水工程调度对内涝淹没的协同作用明显。在重现期为100 a、历时为2 h降雨下，协同治理前后，淹没面积由7.57 hm~2减少至4.85 hm~2;在苏迪罗台风降雨数据驱动时，协同治理前后，淹没面积由22.87 hm~2减少至9.83 hm~2。研究成果可以为城市防洪减灾应对措施提供一定的参考。     

城市洪涝模拟中无人机摄影测量技术应用进展

基于我国城市洪涝灾害的严峻形势和目前洪涝过程模拟模型的发展现状,指出精细化城市洪涝过程模拟是未来发展趋势。基于无人机低空摄影测量的数据获取方法能够提供高分辨率的地面信息,为城市洪涝过程模拟提供完备的数据基础。通过总结无人机相关技术指标和应用实例,指出利用低空无人机摄影测量获取的数据具有大比例尺、现势性强以及成本较低的优势,在众多领域得到广泛应用;同时,通过低空无人机摄影测量提供的土地利用、地形和洪涝范围等数据,可以完成精细化的洪涝过程模型建模与率定验证,三维模型与单体建模技术则能服务于数字化和更加精细化的洪涝过程模拟与展示。无人机摄影测量技术应用于城市洪涝过程模拟仍具有诸多问题,在未来的进一步应用中将得到不断完善和发展,具有良好的应用前景。     

“一带一路”沿线国家水电发展状况与潜力

分析“一带一路”沿线水电发展状况及潜力,对推进沿线国家能源合作、共同打造命运共同体具有重要意义。本研究基于大量数据与资料,以六个区域分析和总结了“一带一路”沿线水电资源量与开发程度的时空分布特征。理论蕴藏量和技术可开发量在空间上东多西少,沿线大部分国家水电开发程度低于50%,且东低西高。近五年水电发电量整体呈增加或减少趋势的国家数量相当,东北亚和东南亚水电资源丰富且发电量增加趋势明显,开发潜力大。按照各国未开发量占总未开发量的比值,将沿线国家水电开发潜力划分为五级,其中一级和二级共16个国家,是未来水电开发的重点。最后,对沿线国家水电发展提出相应的建议,指出未来“一带一路”能源建设应适应不同国家的具体情况,加强交流、创新与合作。     

深圳河流域内陆侧洪涝风险分析

基于致灾因子、孕灾环境、承灾体与防灾减灾能力四大风险要素对深圳河流域内陆侧的洪涝风险进行分析,构建以雨、洪、潮叠加的复杂致灾因子危险性和高度城市化带来的高易损性为特征的沿海城市洪涝灾害风险评价指标体系,用层次分析法修正熵权法以确定评价指标的权重,得到洪涝的危险性风险、易损性风险和综合风险区划。结果表明：福田区西南部至罗湖区西南部是极高危险性与极高易损性的统一体,在防洪减灾中应予以较全方位的重点防护,其他低易损性且高危险性地区只需根据主导的危险性因子给予有所侧重的防护措施;构建的沿海城市洪涝灾害风险评价指标体系可为政府防灾减灾规划与防洪应急响应提供必要的参考依据,亦可为防灾资源分配和灾后恢复重建提供有效信息。     

变化环境下青藏高原陆地水储量演变格局及归因

基于1981—2015年全球陆面数据同化系统GLDAS和归一化植被指数GIMMS NDVI3g等多源数据,采用Theil-Sen Median斜率估计和Mann-Kendall趋势检验法探究青藏高原多年陆地水储量(TWS)及其各组分时空演变特征,采用水量平衡法、相关分析法和Hurst指数法识别水循环过程对TWS变化的影响机制。结果表明：受气候变化影响,1981—2015年青藏高原降水及冰川积雪消融增加,TWS以0.7 mm/a的速率增加,青藏高原北部TWS增加趋势极其显著,南部呈减少特征;青藏高原绝大部分地区TWS以0～200 cm的土壤含水量为主,不同深度土壤含水量具有显著空间异质性;青藏高原北部及东部降水主要通过蒸散发过程损失,南部地区径流系数较大。     

晋城市片区洪涝过程响应分析与马路行洪模拟

以晋城市金村区为例,利用SWMM与ICM-2D模型进行多情景洪涝过程模拟,分析降雨雨型与下垫面对晋城市片区内涝的影响;构建双层SWMM模拟马路行洪,分析金村大道和珏山路的淹没特征,并与ICM-2D模型模拟结果进行对比验证。结果表明:随着雨峰系数与降雨重现期的增大,地表洪水总量、淹没范围与水深增大,危险性等级提高;同一降雨重现期下的雨峰与洪峰间的时间间隔随雨峰系数的增大而减小;当52.53%的下垫面转化为不透水面时,同一降雨重现期下的综合径流系数约增加0.5;金村大道市委党校路段与珏山路水西村路段是主要易涝区,淹没面积分别为0.50hm²和1.31hm²;双层SWMM在识别易涝点与推求洪水淹没要素方面具有较好的适用性。