基于GIS和SWMM模型的城市暴雨积水模拟

以海口市海甸岛片区为研究区域,对组成排水系统的排水管网、道路和河道水系等进行合理概化,构建了该片区排水管网水力模型,提出了基于GIS和SWMM的暴雨积水计算方法,采用3场实测暴雨进行模拟分析,所得内涝淹没位置与实际调研情况基本相符,表明本文所提出的方法具有良好的精度和可靠性;分别对重现期为1、2、5、10、20a设计暴雨情形下的管道节点溢流和积水深度进行模拟。结果表明:该模型较好地评估了该片区排水管网排水能力;另外对比了实测暴雨和设计暴雨的积水模拟结果,表明暴雨雨型对模拟结果有重要影响。     

基于SWMM的城市暴雨内涝风险分析——以南昌工程学院瑶湖校区为例

为解决城市内涝问题,以南昌工程学院瑶湖校区为研究区,利用SWMM构建了暴雨洪水管理模型,模拟不同重现期暴雨情况下研究区淹没时长和积水深度的空间分布,结合高程分布对研究区进行了暴雨内涝风险区划分,并对研究区内涝成因进行了分析。结果表明：SWMM模型的模拟结果与实测结果接近,模拟效果较好;随着暴雨重现期的增加,研究区内的淹没时长和积水深度增加,遭遇50年一遇暴雨时内涝中高风险区面积相较于5年一遇暴雨时增加了12.51%,其中次高风险区面积增加了9.94%,中等和高风险区面积增加较小。研究结果可为海绵城市建设提供参考。     

基于SWMM和ICM模型的城市内涝模拟分析

随着城市化的不断推进,极端水文事件如汛期强降雨、迅猛的暴雨导致的快速涝情,以及涝旱交替等现象,其发生频率和强度正迅速增加。本文以北京市某地区为例,在此基础上建立了城市一维雨水管网模型和城市二维地表淹没模型,进而制作城市内涝淹没图。通过分析内涝的影响因素并进行风险评估,深入了解内涝现象。研究结果显示,北京市的排水情况不容乐观,绝大多数排水管段的排水能力在10 a内仅能满足一次。这一状况不仅涉及管段数量,还包括管线长度,超过90%的管段排水能力均未达到10 a一遇的水平,约50%和40%的管段聚焦在1 a一遇和2 a一遇的降雨情景;伴随着降雨重现期的延长,峰值流量出现的时间变化较小。积水的起始时间和积水持续时间的演变趋势基本相同,在降雨重现期从1 a一遇到3 a一遇时表现出较大的变化,而在3 a一遇到100 a一遇时,变化渐趋稳定;随着降雨重现期的延长,积水深度和积水面积的变化强烈。在重现期为100 a一遇的情况下,积水面积占了总面积的45.22%,而积水深度则高达1.25 m。     

基于SWMM模型的城市内涝成因分析

为探索城市内涝形成原因,研究城市雨洪的形成机理及排水系统的负荷能力,选取杭州西湖区之江新城作为研究对象,以2021年3月19日研究区典型场次降雨为例,采用SWMM模型进行了内涝模拟,并从水量平衡、管道满载和溢流点等方面进行了分析。结果表明：之江新城73.2%的降水量形成了地表径流;进入管道的水量中,48.2%的水量经管道直接排入河道,37.3%的水量从雨水井溢流,剩余的水量保留在管道中;50%的管道已经满管,15.2%井点溢流。研究成果说明城市下垫面的改变会使产流量增加,城市排水系统能力不足会引起城市内涝风险。     

基于SWMM与LISFLOOD-FP模型的城市暴雨内涝模拟——以济南市为例

将开源的SWMM一维管网模型与半开源的LISFLOOD-FP二维水动力模型耦合,对济南市黄台桥流域进行暴雨内涝模拟,基于实测场次降水、流量及淹没情况对模型进行率定与验证。统计分析20130723实测场次降水和不同重现期设计降水下研究区溢流节点分布和地表淹没情况,并分析其原因,得出以下结论：20130723实测场次暴雨模拟结果表明耦合模型在研究区具有较好的适用性,可以用于城市流域暴雨内涝的模拟;随着降水重现期的增加,溢流节点数目及各个淹没水深范围的面积均呈增加趋势,总淹没面积从8.18 km2增加到21.92 km2,其中水深范围在0.1~1.0 m的淹没面积占比最大。研究探索城市流域尺度的暴雨内涝模拟,相关结果可为研究区防洪减灾工作提供一定的科技支撑。     

基于SWMM模型的南京典型易涝区暴雨内涝模拟

选取南京市易涝区—鼓楼区广州路段为研究区,构建基于SWMM的一维雨洪模型,利用南京市2011年"7·18"暴雨资料,模拟暴雨形成的内涝情况,拟合地表积水量与最大积水深度的函数关系,计算得到易涝区积水开始时间、积水持续时间、最大积水深度,并与南京市100年一遇设计暴雨形成的积水过程进行比较。结果表明:提出的快速推算最大积水深度的方法能够较高精度地实时动态计算研究区"7·18"暴雨形成的积水过程,及时有效支撑防洪除涝应急决策;相较于"7·18"暴雨,100年一遇设计暴雨形成的易涝区最大积水深度更深,积水持续时间更长。     

基于ANUGA和SWMM耦合模型的车陂涌流域内涝模拟分析

为探究设计暴雨雨峰位置对城市内涝的响应规律,以广州车陂涌流域某片区为研究区,基于ANUGA和SWMM构建耦合模型AGSWM,采用实测降雨的流量和内涝数据对AGSWM进行验证,并对不同雨峰位置的设计暴雨情景进行了内涝模拟与分析。结果表明：耦合模型AGSWM具有良好的模拟精度,能够较好地反映车陂涌内涝时空演进过程;在低重现期后峰情景和高重现期中峰情景下,内涝积水总量、总淹没面积、重度内涝等级的淹没面积和重度内涝等级的易涝点最大水深较大;在低重现期前峰情景、高重现期后峰情景下,积水峰现延迟时间较长。     

基于GIS和SWMM的山地临海城市内涝模拟分析——以象山县为例

山地临海城市四周环山、地势较低,在遭遇暴雨事件时,地面径流量较大,对内河行洪能力构成威胁,容易发生内涝灾害。为解决以上问题,以象山县中心城区为例,运用SWMM进行模拟计算,并结合Arc GIS分析功能,模拟了5年一遇和20年一遇暴雨条件下城区的内涝灾害情况并分析了受灾区域的内涝成因。研究表明:在关键位置加设排水泵站辅助排水,可以解决内涝灾害问题,有效缓解城区排水压力、降低内涝损失。通过模拟验证措施的可行性,为城市内涝防洪研究提供参考。     

基于SWMM的机场调蓄设施在短历时暴雨过程中的响应模拟与分析

北京大兴国际机场内部存在大量硬化地面使地表的径流大幅增加,同时由于机场内部地势整体低于周边地势,导致场内雨水排出困难,机场将面临一定的内涝风险。为提升机场科学应对内涝风险的水平,利用SWMM构建机场排水模型,并针对该机场的某一片区域进行模拟,重点分析调蓄设施在机场应对短历时暴雨中的作用。结果表明：调蓄设施的运用方式对排放口的总排水量和峰值流量有明显的影响,在重现期为50 a和100 a且降雨历时为2 h、雨峰系数为0.4的设计暴雨下,调蓄设施对排放口总排水量的削减率分别为39.0%和38.6%,峰值流量削减率分别为33.7%和32.4%;调蓄设施的起调时间对排放口总排水量和峰值流量的影响也很显著,在重现期为100 a,降雨历时为2 h、雨峰系数为0.4的设计暴雨下,随着调蓄设施起调时间逐步推迟到降雨开始后60 min,排放口总排水量的削减率从38.6%减少至26.7%,峰值流量削减率由32.4%减少至2.2%。分析结果表明,优化调蓄设施的运用方式对提升内涝应对效果具有重要作用。     

不同暴雨与城市化程度情景下城区内涝SWMM模拟分析

将郑州市某区域在不同暴雨重现期、不同城市化程度、不同排水管径等情景下应用SWMM模型进行内涝模拟研究。结果表明城市内涝与城市扩张和排水管网布置等有密切关系。其重现期为2年、10年和100年时,开发后82%不透水面积比例的径流总量分别是开发前39%不透水面积比例的2.5倍、1.8倍和1.3倍,该水文效应在短重现期降雨条件下更为明显。研究结果可为城市发展规划与管网布置提供相应的技术支持。     

基于SWMM的城市洪水内涝模型研究

城市化程度的提高,直接改变了城市暴雨径流形成条件,使其雨洪运动特性发生了较大变化,城市防洪排涝问题日益严峻。文章以SWMM模型为基础,结合澳门大学横琴岛校区的实际资料模拟地面的溢流过程,并对造成溢流的可能原因地面不透水面积所占比例、管道粗糙度和管径进行量化分析比较,为城市土地规划利用和排水管网设计提供依据,有效减轻城市洪水内涝灾害。     

基于SCS和GIS的不同降雨情景城市内涝过程模拟方法

针对城市暴雨内涝灾害频发的现状,基于城市暴雨强度公式、芝加哥降雨过程线模型、SCS(Soil Conservation Service)产流模型以及基于地理信息系统软件ArcGIS的局部等体积法,提出一种关于城市暴雨内涝过程的模拟方法。选取武汉市内涝灾害严重的汤逊湖流域作为研究对象,使用该方法对流域内多种重现期暴雨内涝量的积水高程和积水淹没范围进行模拟。结果表明:汤逊湖流域内产生的内涝较为严重,10 a一遇的暴雨即可对低洼地区造成轻微内涝;不同重现期暴雨产生的积水区域基本是一致的,但重现期越长的暴雨产生的积水高程越深,淹没范围越广,对周边造成的影响越大。该研究成果对城市暴雨内涝的预防与治理具有借鉴和参考价值。     

A GIS Integrated Water Quality Model System Based on SWMM,ECOM,and RCA

Water Quality Model System( WQMS) is an important approach to analyzing aquatic situation and supporting environmental decision. However,the usage and promotion of WQMS is largely limited by amounts of parameters,complex conditions and enormous operations. A GIS integrated system of urban water environment coupled with SWMM( storm runoff model),ECOM( hydrodynamic model) and RCA( water quality model) was constructed in this study,with the production and transformation of contaminants in large scale taken into consideration. This integrated system guaranteed an independent calculation and multi-model coupling calculation,including convenient pre-processing,fast and efficient model running and results visualization in different spatial and temporal scales,in the purpose of simplifying the usage and promotion of complex models and providing necessary understanding required in water resource managing and water pollution controlling,and ultimately improving decision making capability. The functionality of the proposed system was illustrated by a case of Wuhan city.     

浅议基于GIS的城区分布式水文模型研究

通过分析减轻城市洪涝灾害损失以及城市雨洪资源化对我国的经济和社会稳定发展的重要意义,对比国内外城市水文模型的研究现状,将GIS引入到城区水循环模拟过程中,将城区地表和地下排水管道通过GIS叠加起来,提出基于GIS的城区分布式水文模型的构思,提出了具体的研究目标与内容,并给出了结论和建议.     

嵌入式远程城市积水监测系统

为了对城市道路中不同监测点的水位、水压参量监测,与气象站、监测站之间传递通信,城市道路应急管理部门对城市积水监测和暴雨天气道路应急管理等功能的并行实现,设计了基于S3C2410嵌入式微处理器与ZigBee技术的无线传输方式城市道路积水在线实时监测系统,给出了整个系统的结构、硬件设计详尽的说明和软件的实现方式。应用显示,系统构建简单,节点放置位置灵活,稳定可靠,操作方便,对于城市积水监测和暴雨天气道路应急管理具有实际的应用意义。     

基于GIS与RS技术的SWMM构建

以美国环境保护局推出的暴雨洪水管理模型(SWMM)为基础,选取北京市香山地区11.88 km2为模拟区域,应用GIS与RS技术对模型关键参数进行识别,取得了较好的模拟效果,为实现SWMM的自动化构建奠定了良好基础。     

GIS技术在小流域地区暴雨推求设计洪水的应用

广东省小流域地区暴雨推求设计洪水的方法主要是广东省综合单位线法和推理公式法。GIS技术结合DEM和土壤数据的应用为流域地理属性的提取提供了便利,进而为无资料地区设计洪水推求提供基础条件。该文以流溪河水库流域为例,采用STRM90m的DEM和国际粮农组织(FAO)1k分辨率的土壤数据,在ArcGIS9.2平台中分析计算流域地理参数,用以计算该流域地区暴雨推求设计洪水,取得较好的效果。     

GIS及SWMM模型在防洪保护区内涝模拟中的应用

为了研究防洪保护区暴雨内涝积水风险,减少淹没灾害损失,基于GIS技术与SWMM产汇流模型,计算暴雨内涝积水域面积及积水深度值,以此开展积涝风险分析。将该方法应用于茨南淝左片防洪保护区的暴雨内涝计算,利用永幸河闸上、架河闸上、青年闸上2007年实测降水水位验证产汇流模型。结果表明:3个位置计算水位绝对误差分别为0.02、0.10和0.14 m,计算结果较合理,将该模型应用于防洪保护区20年一遇设计暴雨内涝积水风险分析,研究成果对该地区风险管理及决策起着至关重要的作用。     

基于SWMM的银川市金凤区雨洪模拟及LID效果评估

针对城市内涝及非点源污染问题,从海绵城市建设的角度出发,以银川市金凤区作为研究区域,采用SWMM建立雨洪模型,选取设计雨峰系数为0.4的5种降雨重现期和降雨重现期为0.5 a的4种雨峰系数共9场降雨,评估研究区在下凹式绿地、透水铺装、雨水花园、下凹式绿地组合透水铺装及雨水花园组合透水铺装5种LID方案下对径流及4种污染物的控制效果。模拟结果表明：随着重现期的增大,5种方案的径流控制率及污染物负荷削减率均有所减小;下凹式绿地组合透水铺装方案的削减效果最为显著,重现期为0.5～5 a时,该方案径流控制率均大于65%,污染物负荷削减率均大于45%;重现期为10 a时,径流控制率及TSS、COD、TP与TN负荷削减率分别为61.38%、42.86%、58.23%、44.03%和55.95%;重现期为0.5 a时,随着雨峰系数的增大,5种LID方案的径流控制率及污染物负荷削减率的变化均不明显。LID方案对中小重现期降雨有较好的控制效果,但因组合方案各措施间受到相互作用及不透水面积等因素的影响,并未达到“1+1>2”的叠加效应,最优方案还需深入研究。