城市地区流域洪水过程模拟:以清河为例

城市地区流域洪水模拟是当前洪水过程计算分析的热点和难点,本研究基于Mike洪涝模拟平台的河道一维水动力学模型(MIKE11),综合考虑城市地区不透水下垫面产流、多闸坝调度、城市排水、支流汇入等因素,系统构建了北京市主要排洪河道清河流域洪涝模拟模型,以设计流量、水位资料和实测场次洪水过程资料分别对河道、水工建筑物参数及运行规则进行了验证,模型模拟结果显示模型能够较好模拟城市流域复杂环境条件下的河道结点水位,情景模拟分析不同降雨重现期流域现状河道行洪能力和河湖雨水综合利用能力,显示清河流域具有明显的低水位、大流量的特点,可以满足20年一遇降雨行洪要求。在特大暴雨条件下清河干流中段清河闸至羊坊闸是河道洪涝的重点防护区域。从1年到20年一遇重现期设计降雨条件下,模拟蓄水占总库容的33.5%~54%。研究为城市流域防洪调度和雨水资源利用提供技术支持。     

山前平原型城市雨洪模拟与应用——以济南市为例

近年来,我国城市区域暴雨洪涝灾害频发,而山前平原型城市由于地形地貌特殊,其造成的人员伤亡和经济损失尤为严重。文章以济南市黄台桥排水片区为研究对象,基于SWMM模型构建了山前平原型城市雨洪模拟模型。根据研究区地形地貌及汇流规律的差异将子汇水区分为山区、平原区和主城区三类,通过控制模型汇流演算方式、模型演算面积比及河道糙率系数设置情景,并采用遗传算法对模型参数进行率定与验证,从而定量分析子汇水区不同汇流方式及河道糙率对模拟结果的影响。研究结果表明：当采用SWMM模型传统汇流方式时,难以考虑山前平原型城市地形差异,模型模拟结果整体表现较差（平均Nash系数仅为0.61）;当针对山前平原型城市不同地形特点设置相应的汇流演算方式、模型演算面积比及河段糙率系数时,模型模拟精度得到显著提高（平均Nash系数达0.86）。研究结果可为山前平原型城市雨洪灾害的模拟与研究提供科学基础,并为区域防洪减灾提供相应的技术支撑。     

城市典型LID措施水文效应及雨洪控制效果分析

城市化的快速发展加剧了城市内涝灾害及水污染问题。以天津市蓟州区某小区为研究区域,根据其规划方案,在透水铺装物理实验基础上,建立SWMM模型,模拟不同降雨事件中7种规划方案的径流控制效果,分析在一定区域内采用自然排水系统代替雨水管网的可行性,以及单独布设透水铺装、下凹绿地、植草沟、生物滞留区和组合LID方案对径流的控制作用。结果表明：通过植草沟等完成汇流是可行的,并且能达到更好的控制效果。LID措施能够削减径流总量、洪峰流量、积水量,延迟峰现时间,且控制效果在低重现期、短历时降雨时更为显著。其中,组合LID方案的控制效果最优;透水铺装和生物滞留区对洪峰流量的削减效果最显著;植草沟单独铺设时,雨洪控制效果较差。     

基于SWMM模型的城市雨水花园调控措施的效果模拟

以西安市某片区降雨径流及其污染为研究对象,对研究区域进行合理概化,根据实测结果,通过率定及验证,构建暴雨雨水管理模型(SWMM),模拟不同重现期(两年一遇、十年一遇以及二十年一遇)下研究区域有无雨水花园调控时的水量及水质状况。结果表明,设置面积比例约为2%时,在2年一遇至20年一遇的降水条件下,洪峰流量迟滞时间为5~7min,对径流总量削减率为25.69%~42.02%;对TN负荷削减率37.88%~42.41%;对TP负荷削减率35.30%~41.42%;对COD负荷削减率40.58%~42.71%;对SS负荷削减率42.10%~42.75%。雨水花园对城市暴雨所形成的径流在水量与水质两方面都有较好的控制效果,能够减少径流总量,降低径流峰值,同时削减污染物浓度峰值,减少污染物负荷;并对流量以及污染物浓度峰值有一定的迟滞作用。但随着降雨强度的增加,雨水花园的调控效果会随之降低。     

基于多准则的城市雨洪模型不确定性分析方法

提出了一种基于多准则的城市雨洪模型参数不确定性分析方法。通过采用距离函数方法整合多个目标函数,该方法能够对洪峰、洪量和洪水过程等多个城市洪水过程要素进行综合考虑。将该方法应用于北京市大红门排水片区SWMM模型的不确定性分析,并与传统单准则方法的结果进行了对比及分析。结果表明,单一目标函数无法全面描述城市洪水特征;多准则方法在覆盖率相似的同时,不确定区域显著降低。在率定期,多准则相较于单准则不确定性区间的带宽减少了3.57 m3/s,偏差减少了3.04 m3/s;在验证期不确定性区间的带宽减少了3.38 m3/s,偏差减少了7.25 m3/s。而且其中值预报显著优于单准则方法。     

基于SWMM模型的城市内涝与面源污染的模拟分析

随着城市化的快速发展,城市内涝和径流污染现象日益严重。本文以陕西省西安市与咸阳市建成区之间部分区域为研究对象,利用SWMM软件对研究区域建立模型,对传统开发(TD)模式与低影响开发(LID)模式下不同情景的降水事件进行模拟。结果表明:(1)LID措施对于缓解雨水管网节点的积水情况具有较好的效果,重现期较小的降雨事件中,未有积水现象出现;强度大的降雨事件中,径流量及径流污染物均能得到较好调控。(2)在不同情景下,添加LID措施后径流总量控制率提高了3.18%~15.14%,洪峰迟滞时间为5~30min。LID模式与传统开发模式相比较,SS负荷削减率提高了28.16%~38.92%;COD负荷削减率提高了25.24%~36.34%;TP负荷削减率提高了29.78%~40.02%;TN负荷削减率提高了26.57%~37.26%。LID措施能够有效调控城市暴雨径流量,削减径流污染负荷。但随着降雨重现期的增大,LID措施对于暴雨径流和污染负荷调控效果逐渐减弱。     

基于动力波法的高效高分辨率城市雨洪过程数值模型

基于物理定律的动力波方法,提出了高效高分辨率城市雨洪过程数值模型。该模型采用Godunov格式的有限体积法数值求解二维浅水方程,输入可表征真实城市地表的高分辨率地形数据,以精确模拟城市降雨径流及内涝积水过程。同时引入图形处理器（GPU）加速计算技术,在不降低精度的条件下大幅提升计算速度。并将模型用于模拟陕西省西咸新区内涝积水过程,发现计算结果与实测数据吻合度高,五处积水面积均实现较为精确地计算。证明该模型可快速准确模拟较大范围高分辨率城市雨洪过程,且能提供分析涝灾成因及计算污染物输移的流速,克服了常规水文模型的缺陷。可见,研究对指导城市规划及可持续性城市雨洪管理如海绵城市建设具有重要的应用价值。     

基于SWMM和LISFLOOD模型的暴雨内涝模拟研究

全球气候变化与城市化进程的不断加快,导致城市暴雨内涝灾害频发。珠江三角洲地区经济发达,且易受风暴潮和外江洪水的侵袭,内涝灾害愈发严重。因此,构建适用于研究区的城市雨洪模型,评估其排水能力与内涝风险,对研究区防涝减灾具有重要意义。本文将SWMM一维管网模型及LISFLOOD-FP二维水动力模型进行耦合,对东莞市典型区域进行暴雨内涝模拟,主要结论如下:(1)在构建SWMM模型的基础上,与LISFLOODFP模型进行耦合,实现了研究区暴雨内涝淹没范围与淹没水深的模拟;并用"2008·6·13"暴雨进行验证,结果表明耦合模型具有较好的适用性。(2)基于该耦合模型,对0.5 a、1 a、2 a、5 a、20 a一遇五种重现期降雨进行模拟,结果表明,重现期由0.5 a上升到20 a过程中,研究区出口流量增加、溢流量升高、溢流节点数增多、洪峰提前、洪水历时增长;淹没面积由0.915 km~2增加到1.934 km~2,积水深度超过2 m的淹没面积从0.024 km~2上升到0.254 km~2;研究区内涝高风险区为东纵路、东城西路、银山街与东辉路。     

洪水资源利用经济适度性研究—以海河流域为例

洪水资源利用经济适度性是在满足生态适度性要求的前提下的经济合理性。利用构建的流域生态用水调度模型,提出了进行洪水资源利用经济适度性分析的方法,并在海河流域进行应用。对大型水库投资与供水效益的统计与模拟分析结果表明,受生态环境需水的约束,在水资源开发利用程度较高的流域通过工程措施来实现洪水资源利用边际效益越来越小。建议优先采用非工程措施来进行洪水资源利用,通过加强水资源管理、提高水资源利用效率和节约用水,缓解流域水资源危机。     

基于UAV精细化地表数据的城市洪涝模拟与分析——以济南市海绵城市示范区为例

近年来,气候变化与快速城市化使城市洪涝风险显著增大,给城市可持续健康发展造成重大威胁,精细化城市洪涝模拟是有效开展城市洪涝风险管理的重要手段,因此,雨洪模拟结果可靠性与精细程度至关重要.本研究以济南市海绵城市示范区为例,针对研究区特殊地形地貌特征,利用无人机(UAV)倾斜摄影技术获取精细化地表信息,基于此建立水文水动力...     

土地利用/覆被变化对SWAT模型水循环模拟结果的影响研究——以海河流域为例

土地利用/覆被的变化(Land Use/Land Cover Change,LUCC)直接体现和反映了人类活动的影响程度,它对水循环过程的影响结果十分显著.本文利用SWAT模型定量解析土地利用/覆被变化对蒸发、径流等水循环要素的影响.研究表明,1995-2000年海河流域的土地利用覆被变化很大,土地利用/覆被变化对SWAT模型水循环模拟结果的影响也是很大.人类活动对于海河流域的影响总体上是流域蒸发量在增加、而地表与地下径流和土壤水量在减少.     

洪水资源利用生态适度性研究——以淮河为例

洪水资源利用生态适度性,是指在洪水资源利用时应保障河道内生态需水量,包括河道最小生态需水量、适宜生态需水量和脉冲性生态需水量。以淮河为背景,提出了计算最小生态需水量、适宜生态需水量及脉冲性生态需水量的方法,以及洪水资源利用生态适度性的划分标准。应用结果表明,淮河洪水资源利用生态适度性的阈值为汛期天然径流量的30%。此时,淮河洪水资源利用仍有潜力。     

三峡水库洪水预报方案设计——以岷江流域为例

三峡入库洪水预报范围涉及39万km2 ,分为7个大区间进行方案设计。以岷江流域为例,介绍了预报采用的模型、方法,并阐述了其中一个子区间的资料整理、单元划分、方案配置、模型应用、成果分析过程,而后进行整个岷江流域的预报方案检验。三峡水库的预报方案从大流域到小区间层层嵌套设计,同时从小区间到大流域逐级预报、逐级检验。该方案从大处着眼、小处入手,对大、中、小流域的预报方案设计都有一定的借鉴意义。     

融合培训与人才评价的网格化学习模型研究——以某电力企业为例

正教育培训和人才评价工作是人力资源开发的重点工作。教育培训是实现人才强企的重要前提,是提高员工素质和专业技术水平的必要途径,是企业安全文明生产和提高经济效益的有力保证。人才评价是人才队伍建设的关键环节,管理大师罗伯特·卡普兰也说过:"不能有效评价,就无法管理。"它贯穿于人才培养、人才发现、人才选拔和人才使用的全过程,建立科学的人才评价机     

城市社区尺度降雨径流快速模拟——以福州市一排水小区为例

随着城市化进程的不断加快,我国城市正面临着越来越严峻的洪涝问题。本文在社区尺度上构建雨洪管理模型（SWMM）,使用遗传算法率定SWMM模型参数;在对研究区降雨分析的基础上,采用模糊识别法筛选出最具代表性的两种雨型;基于不同的降雨情景与SWMM模拟值组成的数据集,建立长短期记忆神经网络（LSTM）模型模拟研究区降雨径流关系,并使用不同工况评估了LSTM模型效果。结果表明,LSTM模型对降雨径流的模拟与SWMM模型基本吻合,而其对洪峰流量的拟合略有偏差。在较小降雨下,LSTM模型模拟洪峰流量较SWMM输出结果偏小;在较大降雨下,模拟结果偏大;在中等降雨时,模拟效果最好。此外,50个隐含层单元的拟合效果更好,但同时更多的隐含层单元对洪峰流量拟合效果更好。     

灌区地面水与地下水联合配置模拟模型研究——以泾惠渠灌区为例

考虑了灌区的社会、经济和水资源等系统，采用模拟技术，建立了灌区地面水与地下水联合优化调度的模拟模型，并以泾惠渠灌区为实例，预测了灌区的需水量、来水量、供水量，并通过模拟模型计算及灌区水量供需平衡分析，得出在一般干旱年，河流径流比较丰沛，地下水供水量占总供水量的25％左右，地下水可以得到补充涵养；在干旱年或特旱年，地下水供水量占总供水量的30％左右，可以利用地下水库进行水量调节，地下水主要依靠丰水年的地面水及灌溉渗水进行补充涵养，以确保灌区水资源的可持续利用。     

夜景旅游资源及其规划对策——以北京市为例

基于载体、光、人的三要素原则,归纳形成夜景旅游资源的关键因素。初步分析北京市夜景旅游资源的特点,并据此提出规划对策。     

河流—地下水系统水量平衡耦合模型分析——以海河流域黎河下游为例

为了定量分析海河流域黎河下游水位雍高后周边区域河流—地下水系统水量平衡情况,选取河道水位变幅和河流—地下水间水量交换作为传递变量,以半松散耦合方式构建HEC-RAS与MODFLOW耦合模型,同时借助Picard迭代多次调整系统水量平衡,减小流量残差,实现模型间的参数双向传递,完善模型的双向耦合。利用校验后的耦合模型对黎河下游周边区域河流—地下水系统水量平衡进行研究,结果表明：研究区内水量补给以降雨入渗补给为主,水量排泄以潜水蒸发为主;河道水位雍高使得河流对地下水的补给增大,地下水对河流的排泄减少,但是河流与地下水间的补排关系并未发生改变,与河道水位雍高前相同,即始终由地下水对河流排泄占主导。     

基于城市特色的照明规划初探——以上饶照明专项规划为例

大规模照明建设的空前发展使城市夜晚愈发辉煌,同时也遭遇不同程度的城市夜景特色危机。一些在文化资源或自然格局别具一格的城市因为缺少夜景规划或"短、平、快"程式化建设使城市特色在夜幕降临后就消失殆尽,本文以上饶照明专项规划为案例,探索夜景照明作为城市特色重要营造手段如何以人本为主体,从自然格局、组团属性以及文脉发展等方面探讨如何打造"点-线-面"全覆盖的夜景特色营造体系。     

运用地域性城市照明打造城市名片——以山地城市重庆为例

随着社会生活的不断丰富,城市照明逐渐发展,但早期城市照明实践经验与理论依据的不足导致城市照明千篇一律,无法体现城市特色。文章针对城市照明的现状,先讨论了运用地域性城市照明打造城市名片的可行性与必要性,再以重庆市照明设计为例,对塑造地域性城市照明的照明载体进行了相应分析,最终得出在城市照明设计中对照明载体的发掘、刻画与表达,达到打造新城市名片的目的。