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。     

太湖流域圩区排涝分级调度影响研究

【目的】近年来随着太湖流域圩区排涝能力建设,流域洪涝风险逐渐由圩区向圩外河道转移,圩区排涝与区域、流域防洪间的矛盾日益凸显,为缓解这一矛盾,【方法】研究提出了圩区排涝泵站的分级调度方案,并以武澄锡虞区为典型区域,采用水动力模拟的手段,对不同降雨条件下调度方案改变对洪水演进过程的影响进行了研究,将分级调度方案与现状调度、减小动力及抬高起排三种方案进行了对比分析。【结果】结果显示,减小动力方案在遭遇高强度暴雨时无法及时排涝,导致圩区发生内涝灾害;抬高起排方案在利用圩区蓄水时未能有效利用圩外河道的行洪能力,无法有效降低圩外河道洪峰水位;分析提出的分级调度方案充分利用了圩内调蓄与圩外行洪能力,同时保障了圩内、外涝风险可控。【结论】结果表明,在合理的分级方案下,分级调查可以在确保圩内洪涝灾害风险可控的前提下降低圩外河道行洪压力,实现圩内-圩外洪涝风险的动态共担。     

基于SWMM的广州市某泵站优化调度数值模拟研究

近年来中国城市内涝频发,城市排涝泵站优化调度模拟对区域排水防涝工作有重要指导意义。以广州市番禺区为例,采用泰森多边形方式确定子汇水区,选择霍顿下渗模型计算下渗量,建立集管网、检查井及泵站等要素的SWMM模型。基于不同重现期下的设计暴雨情景,开展排涝泵站不同启闭方案的数值模拟。研究结果表明：泵站优化调度方案较现状调度方案下,附近街道范围内溢流井点数量明显减少,蓄水池水位有效降低,排涝泵站抵御暴雨能力有较大增强。     

武汉东沙水系初雨调蓄系统汛期调度方案研究

为了降低东湖、沙湖区域渍涝风险,减少两湖水污染,根据东沙水系排涝工程设施及管网构造现状,进行区域排水规格复核,建立了区域排涝计算模型。并且提出了汛前、汛中及汛后排涝调度方案,以及东湖、沙湖正常控制水位要求。结果表明,在保持东湖正常水位时,东沙水系湖泊调蓄容积与外排泵站的排涝能力较强,可抵御20~30 a一遇暴雨。研究成果对东、沙两湖区域排水调度有一定的实际指导意义。     

人类活动影响下的城市洪涝风险变化分析——以宁波市鄞州城区为例

文章以宁波鄞州城区为研究对象,研究人类活动对城市洪涝风险的影响。从城市建设活动引起下垫面变化和防洪排涝工程建设两个角度着手,采用河网水动力学模型,模拟不同设计暴雨标准下的城区洪涝情势,系统分析一系列防洪排涝工程建设整治前后研究区洪涝风险变化情况。结果表明,下垫面变化加大了部分地区的受灾可能,但防洪排涝工程发挥了更为积极的影响,明显降低了城区洪涝风险。     

以事件为中心的城市洪涝调度模式研究

为提升我国城市防汛排涝调度信息化水平,创新城市洪涝调度模式,提出了以事件为中心的城市洪涝调度模式,阐述了其基本思路,设计了事件生成与分类分级、调度方案和事件处置的基本流程。以D市为例,分析了以事件为中心的城市洪涝调度模式实施案例,结果表明,该模式能够较好地适应城市洪涝调度的实际情况,有效提升了城市防汛排涝调度管理水平。     

基于不同需求的长洲水利枢纽汛期优化调度研究

针对长洲水利枢纽防洪与水资源供需矛盾日益突出问题，首先从供水、发电、航运、生态等方面分析了水库现状调度方案，提出综合调度需求；其次利用现代预测预报和调度技术，系统研究基于不同调度需求的优化调度方案，将汛期运行水位由18.6 m提高至19.6 m,并分析其风险和效益。结果表明，方案实施可在保障防洪安全的前提下提高库区水位1.0～1.5 m,增蓄水量2亿m³,充分发挥了水库供水、航运、生态效益，同时增加发电量5.05%,经济、社会效益显著。     

北京城市洪涝模型建设与典型示范

伴随城市快速发展,城市不透水面积持续增加,使得在同等降雨条件下流域内洪峰流量增加、峰现时间缩短,洪涝灾害威胁扩大。城市水利工程众多,虽然城市排水管网和河道都经过全面整治,但随着城区面积增加,城区防洪排涝河道和管网的服务范围、下垫面状况、排水单元和沟渠、支流发生了显著改变,河网的产汇流过程也发生了较大变化。针对城市洪涝灾害发生的复杂性和不确定性特点,提出北京市洪涝模型构建技术框架,并以清河流域为典型流域构建洪涝模型,分别从不同下垫面和降雨条件下河网排洪能力复核、河道防洪预警指标细化、城市洪涝风险量化等方面构建基于洪涝模拟的城市防汛安全调度技术体系。     

苏南运河沿线防汛排涝联合调度研究

通过构建苏南运河洪涝联合调度精细化河网模型,专题研究苏南运河沿线流域、区域、城市防汛排涝联合调度,以2016年6-7月实况雨水情、工情为基础,模拟分析了工情变化、圩区泵站限排、骨干工程运行、水位预降等措施对苏南运河沿线洪水位的影响,提出了区域联合调度建议,为实际防汛调度提供技术支撑.     

江南运河防洪形势分析

随着江南运河沿线城市的快速发展,江南运河由以航运为主要功能转变为具有航运、防洪和排涝等综合功能的河道。2015～2017年,江南运河洪水位屡创历史新高,沿线多处出现险情,逐渐成为了流域防洪的薄弱环节。在对江南运河及流域的综合治理工作开展大量研究的基础上,梳理了江南运河的历史变迁及其与沿线城市发展的关系,总结了江南运河的治理现状。在此基础上,利用所掌握的水文数据,对近年来江南运河洪水的运动规律进行了统计分析,根据统计结果,从经济社会发展、下垫面变化、洪水出路、流域防洪和区域排涝矛盾等方面,对运河的现状防洪形势及其存在的主要问题开展了分析研究,并提出了相应的对策措施,以期为江南运河下一步治理提供技术参考与理论支撑。     

无锡市水情科学调度的实践与思考

近年来,太湖流域综合治理、调水引流、锡澄地区防洪除涝都取得了丰硕成果,水利工程的综合运用对区域水文情势也产生了巨大影响。通过对江南运河无锡水位站水、雨情资料的分析整理,总结了近年来锡澄地区河网水位变化的新趋势以及洪峰的新特点,对其产生的原因及其利弊进行了初步分析,并对锡澄地区的水情调度工作提出了相应的对策和建议。     

太湖流域1991年大水与城镇洪涝问题

继１９５４年之后，１９９１年太湖流域再一次发生了流域性大水，由于经济发达的苏州、无锡、常州地区及众多的工厂企业被淹，城市设施和工厂企业的直接经济损失达８０多亿元，占水灾损失总数的８０％，成为流域水灾的主要损失。本文以大量的资料和统计数字，阐术了１９９１年太湖流域城镇洪涝灾害的情况和特点，分析了产生洪涝灾害的原因，提出了解决城镇洪涝问题的对策。根据太湖流域１９９１年防汛斗争的经验，参照全国防汛斗争的     

城市环状水系防洪潮、排涝系统治理研究

为探究深圳市宝安区城市环状水系防洪潮、排涝方案系统解决策略,在分析现存问题的基础上,打破现状"高水高排、低水抽排"的防洪排涝格局,确定"大片区统筹治理,小片区分散治理"为主导的治理思路.采用MIKE耦合模型建立排涝河片区和沙井河片区城市水文学模型,耦合河网模型、管网模型及坡面模型,进行精细化水文分析计算.计算结果为沙井...     

城市雨洪径流模型研究概述

近年来,我国城市化进程加快,城市遭遇极端暴雨引发严重内涝灾害呈现加剧态势。欧美等发达国家很早就通过建立数学模拟模型,研究城市雨洪产汇流和径流排泄过程,评估区域淹没损失风险,并进行城市排水管网设计优化和内涝预警预报等工作。通过综合国内外城市雨洪径流模型研究文献和应用实例,归纳模型概念,结构和分类,对比分析典型模型特点和应用,得到模型不足和应用局限性,尝试给出解决思路,并指出模型发展具有多技术融合和模块化商业化的趋势,对于借鉴和指导模型应用有重要意义。     

南方平原河网区城市内涝的全过程监测与特征分析

南方平原河网区中普遍存在由堤防、闸坝以及泵站形成的高度城镇化圩区,圩区内受降雨过程和泵站启闭影响的城市内涝特征和模拟方法仍有待探索。本文以常州市城市产汇流与内涝实验基地为对象进行了降雨、管道及河道水位流量等全过程长期监测,并通过布设水位计和视频监控设备进行城市内涝积水深度和范围自动监测。监测数据表明圩区内管网和河道流动性很差,管网长期处于淹没状态,监测期间管道水深有75%时间大于0.76 m;在检查井未发生溢流冒水现象时,仍然会发生内涝积水且主要集中在雨篦子周围道路低洼处,其深度和范围主要受到降雨过程、地形、雨篦子收水能力和泵站启闭的影响;开启泵站在增大管网排水能力的同时也在一定程度上削减了内涝积水范围。因此,根据降雨预报与内涝积水实时监测信息及时调控圩区水位可以有效缓解内涝积水情况,在模拟城市内涝时也不应忽略雨篦子收水能力和泵站启闭对内涝过程的影响;本研究可为构建城市内涝全过程在线监测平台提供参考,也能为城市内涝过程的概化模拟方法提供依据。     

基于示踪方法的沿海城市内涝防灾方案研究

针对沿海城市日益突出的内涝灾害防治需求,开展基于示踪方法并考虑复杂河网系统水量交换的城市内涝防灾方案研究,以排水分区为分析单元,构建耦合示踪方法的城市内涝模型,显性化城市排水分区间复杂的水量关联性.以海口市龙昆沟排水系统为例,采用PCSWMM构建耦合示踪方法的城市内涝模型,结果表明:模型可定量识别内涝积水来源,得到不同...     

外洪溃堤一、二维耦合模型与内涝模型叠加在防洪保护区内的应用探讨

针对防洪保护区河道洪水的漫滩、溃堤及其与内涝叠加耦合预测的难题,以模拟溃堤洪水遭遇区域内涝情况下洪水演进过程为目标,采用基于非结构网格的Roe格式离散控制方程,利用Mike-flood提供的标准连接、侧向连接实现一维与二维模型间的耦联,将溃口口门概化为宽顶堰并添加控制策略实现堤防溃决模拟。采用二维水动力模型耦合降雨径流关系计算净雨过程,建立与区域内涝模型叠加联用的一、二维水动力耦合模型。以中运河南片防洪保护区内洪水演进为例进行分析,结果表明:中运河右堤胡家险工溃决后,洪水向下游演进至房亭河与中运河交汇处的运西洼地内,最大淹没水深位于房亭河与中运河交汇处。模型能够较合理的反映区域内涝分布、地形及主要道路和涵洞对洪水演进的影响,可为区域内防洪抢险工作提供可靠依据。     

北京城市副中心防洪对策研究

为确保北京城市副中心的防洪安全,开展北京城市副中心防洪对策研究是十分必要的。因此,采用DHI洪水模拟系统中的MIKE11水动力模块,结合现有调度方式、工程条件和已有规划治理方案进行了防洪对策研究。经方案论证,按照分洪蓄洪相结合的方式进行防洪布局调整后,当河系发生100年一遇洪水时,与现状防洪布局情况下相比,潮白河北京境内河道水位增加约0.20 m,潮白河吴村闸处河道水位增加0.10 m,略微加大了下游河道的防洪压力;北运河京冀交界处洪峰流量有所减小。蓄滞洪区方面,100年一遇洪水条件下,大黄堡洼和黄庄洼分洪水量比现状布局分别增加200万m~3和300万m~3,基本不会影响蓄滞洪区安全运用。因此,通过开挖温潮减河和建设宋庄蓄滞洪区,形成分蓄结合的防洪布局是可行的。     

常州市运北主城区畅流活水方案设计与现场验证

为改善常州市运北主城区水环境,采用数学模型计算和现场试验验证相结合的方法,开展畅流活水水环境提升方案研究。依据常州市区域地形和水系情况,确定主城区引水水源、引排格局和引水水量,结合现状工程条件,提出“利用长江优质水源、打造两条清水通道、新建四座活动溢流堰、形成三级水位差”的畅流活水方案。基于Infoworks ICM构建常州市主城区水动力数学模型,模拟澡港河入口水位3.80~4.00 m多种方案下,运北主城区内部河道流量分配情况,确定最佳入城水位,并结合现场试验验证了活水效果。结果表明,常州市运北主城区畅流活水方案实施后大部分河道流量显著增加,流速达7 cm/s以上,多项水质指标达到Ⅲ类及以上水平。研究成果可为其他平原河网地区水环境提升提供借鉴。