基于SWMM和InfoWorks ICM模型的大红门排水区暴雨内涝模拟

为探究不同暴雨情景下北京市大红门排水区内涝过程演化规律,构建SWMM和InfoWorks ICM-2D耦合城市暴雨内涝模型,模拟分析了大红门排水区不同重现期降雨下管网排水能力、地表淹没情况及内涝危险性。结果表明：SWMM和InfoWorks ICM-2D耦合模型在大红门排水区暴雨内涝模拟中具有较好的适用性;大红门排水区70%以上的管道排水能力不足5年一遇设计标准,随着降雨重现期增大,溢流节点和超载管道数量增多,超载时长增加,但溢流节点超载时长增幅减小;易涝区和中高危险区主要分布在大红门排水区中部和东南部下凹桥区;随着降雨重现期增大,内涝区积水深度增加、积水范围扩大,0.2 m以上水深区域占比增加,低危险区主要向高危险区转化,较少向极高危险区转化。     

基于GA优化BP神经网络模型的污水管道系统健康状况评估

污水管道系统健康评估是城市黑臭水体及城市体检中解决城市水环境污染、内涝灾害等城市病问题的核心和依据.以污水管道系统为研究对象,根据CCTV检测结果,采用层次分析法进行指标赋权与筛选,构建包含环境影响、排水能力、适应及修复能力3个影响要素及管龄和维护管理水平等14个子指标的健康状况评估体系.利用遗传算法优化BP神经网络,建立基于数据驱动的污水管道系统健康状况评估模型,并以北方某市污水管道系统为例进行仿真模拟,结果表明,研究区域内污水管道系统健康度Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级管道占比分别为28.28％、62.39％、7.00％和2.33％;评估结果与实际情况比对,预测准确率91.63％.     

基于SWMM和SCS法的城市内涝模拟及雨水管网系统评估

针对郑州市高新区城市排水特点,应用暴雨洪水管理模型(stom water management model, SWMM)模型建立城市排水模型,其中下渗模型采用径流曲线数(soil conservation service curve number, SCS-CN)法体现城市下垫面对城市内涝的影响。利用该模型对不同重现期实测降雨条件下的超载管段和积水节点进行模拟分析:根据超载时长将超载管段划分为安全超载管段、积水超载管段和内涝超载管段;根据积水时长将积水节点划分为积水点、内涝点和洪涝点;同时根据不同重现期降雨条件下的管网流量与管网最大充满度,将超载管段分为4种情况。研究结果表明:模型能较好地模拟郑州市高新区城市暴雨内涝情况,但高新区雨水管网系统不能很好地应对郑州市排水规范中的设计重现期暴雨;郑州市高新区排水管网超载管段和积水节点产生原因各有不同,但二者具有紧密的正相关关系,超载管段两端的节点更易产生溢流,由此形成4个明显的易涝区。     

城市雨洪排涝计算模型研究

城市街道积水回流对地下管网排水影响显著,为了反映地表回流的影响,提出了包含街道和管道的双层排水结构模型,通过虚拟连接通道进行地表和地下排水系统的水量交换,并推导了通道过流量的计算方法,实现了街道积水回流的模拟,建立了完整的城市雨洪排涝计算模型。利用典型案例对模型计算进行验证,结果表明:该模型可模拟街面积水和过流过程,在发生街道漫流的情况下,计算结果合理,较传统模拟方法更贴近实际。     

不同重现期下的银川市金凤区暴雨径流模拟研究

可视化地模拟城市暴雨径流可以揭示不同重现期下城市汇水区径流、节点溢流、管网排水和内涝风险的时空规律。以银川市金凤区中部为研究区,基于地理信息系统技术和SWMM模型,模拟了不同重现期下的子汇水区径流、排水管网排水能力和城市内涝风险。结果表明,总降雨量、地表蓄水量、地表径流量、径流系数均随重现期增加而增加,节点积水深度、积水时间、积水面积、内涝高风险区域面积、管网的最大满流深度和满流时长与降雨强度呈正相关关系,节点溢流主要分布在地势低洼、汇流面积较大、人口密集、不透水面积较大的地区。利用地理信息系统和SWMM能可视化地模拟不同重现期下的城市暴雨径流,评估排水管网的排涝能力和城市内涝风险,研究成果可为城市管网维护、内涝灾害防治和海绵城市建设提供借鉴。     

基于SWMM模型的平原区城市排涝水文计算

以SWMM模型为模拟平台,基于研究区自然地理及水系条件,在现状条件下进行水系排涝能力模拟,模拟研究区在5年一遇、10年一遇设计暴雨下,河道漫溢及城市内涝情况,给出河道水位、积水深度及积水节点等信息,并根据现状调查分析城市内涝形成的原因。针对内涝产生的原因,分别模拟了降低城市不透水率以及采取清淤等措施下,研究区内涝缓解情况,以期对后续城市排水规划、城市防灾减灾措施制定提供科学依据,并为其它城市防涝系统能力评估提供参考。     

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GIS与SWMM耦合的城市暴雨洪水淹没分析

针对暴雨导致的城市内涝问题,采用GIS与SWMM耦合的城市暴雨洪水淹没分析计算方法,对郑州市暴雨内涝淹没范围和淹水深度进行了模拟分析,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,构建了暴雨洪水淹没分析模型,对重现期分别为0.5、1、2、5、10 a设计暴雨情形下的管道节点溢流和积水深度进行了模拟。结果表明:郑州市区总体排涝标准较低,排涝能力严重不足;该模型能直观表现受涝区淹没范围和淹水深度,在城市排水管网规划、雨洪管理和灾后损失评估等方面具有一定的应用价值。     

地表径流速度对城市内涝影响规律

为分析地表径流速度对城市内涝的影响,采用一维地下排水管网与二维城区地形的动态耦合模型,选取大连市某排水区块作为研究区域,设置4种地表径流速度10种设计降雨场景,模拟分析在不同重现期设计降雨及不同地表径流速度下研究区的内涝积水特性.结果表明:随着地表径流速度降低,管道排水压力变小,管道排水达标率最高可提升48.05％,且...     

基于内涝防治的城市竖向规划技术方法研究

为避免或减少城市建设后的积水风险,十分必要在城市规划阶段基于排水防涝需求优化传统城市竖向方案。结合案例介绍现状分析、上位规划衔接、初步方案编制、内涝风险模拟以及道路和场地竖向优化等方法和步骤。并开发道路作为行泄通道的计算工具软件,为城市大排水(防涝)系统规划提供技术支持。     

基于MIKE URBAN的广州市东濠涌片区暴雨内涝模拟研究

随着城市化的不断发展,城市暴雨内涝灾害趋于严重。为了减少由此带来的经济损失和人员伤亡,对城市内涝灾害开展研究具有重大的实际意义。以广州市越秀区东濠涌排涝片区为研究对象,基于MIKE URBAN构建了能够模拟外江潮汐、内河涨退水、地面积水和管网排水过程的城市暴雨内涝模型,采用2011、2014年2场暴雨对模型模拟效果进行了检验,并以2011年"10·14"暴雨为应用实例,模拟了暴雨与珠江潮水遭遇、河道水位改变、湖泊汛期正常蓄水位改变等不同情况下的内涝积水情况,初步分析了区域内涝成因。研究结果表明该模型能够较好地模拟区域城市内涝积水情况,可有效分析城市暴雨内涝成因,可为城市内涝治理和内涝风险评估提供一定的参考。     

葫芦岛市城市内涝风险评估

采用3场次实测暴雨(20130915,20150806和20160902)内涝淹没资料,验证了基于PCSWMM的葫芦岛市雨洪模型,然后对葫芦岛市现状排水能力及城市内涝风险,选用同频率设计潮位和不同降雨组合进行模拟评估。研究表明:模型的可靠性和精准度较高,葫芦岛市低于1a一遇排水能力的系统管网为84.1%,可为揭示城市内涝风险等级在不同重现期暴雨的分布规律提供科学的依据。     

城市洪涝仿真模型地下排水计算方法的改进

为了增强对城市地下排水的模拟能力,获取更为详细的计算结果信息,提高城市洪涝分析水平,对现有洪涝仿真模型的地下排水计算进行了改进,提出在同一模型中对排水管网采用简化和细化相结合的计算方式。简化计算采用等效体积法实现,细化计算采用建立真实管网的一维动力波方程实现,并在特殊道路通道和网格上实现地上、地下水流交换。同时,在降雨产流计算中考虑地面透水性,形成了面向城市降雨产、汇流和排水的洪涝全过程模拟模型。改进后的模型对地下排水的模拟适用性更强,计算结果更为丰富,提高了区间暴雨导致的城市洪涝模拟能力。文中以上海市蕴南控制片洪涝分析计算为例,说明改进模型可获得较好的应用效果。     

小寨区域海绵城市数值模拟研究

近些年伴随极端天气频繁出现,城市内涝"看海"现象突出。文章以西安市小寨区域为例,采用SWMM、Mike Urban、Mike21软件进行现状模型搭建,分析研究小寨区域内涝产生原因及数值模拟在小寨区域海绵城市数值模拟的应用情况。结果表明,小寨区域年径流控制率低,管网排水能力有限,需要结合海绵城市建设,综合考虑蓄排措施解决区域内涝问题。     

InfoWorks ICM在城市排水系统雨水管网改造中的应用

为解决城市暴雨内涝灾害问题,以宁德市主城区为例,构建了基于Infoworks ICM的城市综合流域排水模型,利用该模型对2、3、5、30a4种不同设计重现期的暴雨情景下研究区域排水管网系统的排水能力和积水深度进行模拟。结果表明,该模型能较好地评估研究区域的排水能力。经模型模拟,采取管网改造方案等综合性措施以后,可降低宁德市主城区内涝风险,保障城市安全。     

城市洪涝仿真模型的改进与应用

已有的城市洪涝仿真模型以一、二维非恒定流水力学模型为基础,采用无结构不规则网格建模技术,在网格形心或特殊型节点处计算水位,在网格周边通道上计算单宽流量,对城市洪涝过程进行模拟。针对该模型对河道型计算单元的断面仅按矩形概化的缺点,对河道型网格水位及特殊型河道通道流量的算法进行了改进,即将原模型中的河道断面相关参数作为变量处理,使模型能反映不同类型河道断面的水位流量变化,提高对河道洪水过程的模拟精度。同时,改进后的算法更有利于模型根据城市河道的实际治理状况进行及时更新和扩展。将改进后的模型应用于济南市,其计算结果与实测资料对比表明,该模型能更合理地模拟济南市城区低洼地积水、街道行洪、铁路立交积水和河道洪水过程,计算可为济南市城区防汛预警决策提供参考信息。     

平原区城市典型区域内涝问题研究——以湖南省华容县为例

随着我国城市化进程不断加速,城市内涝问题也逐渐突显。为此,对湖南省城市内涝的情况进行了调查,同时初步分析了内涝形成的原因;并采用MIKE FLOOD建立了城市排涝耦合模型。在此基础上,选择平原区的华容县河西片作为典型区域,进行了排涝模拟计算。结果表明:(1)华容县排水管网排涝能力不足;部分设置不合理,致使管道过水能力有限。(2)实验小学和老烟草局两处易形成内涝,且涝水在24 h内无法排除。(3) 61%的管道最大充满度在2～4之间,容易出现满负荷的状态,对管道的寿命有较大影响。(4)依靠现有的麻浬泗泵站进行排水,能保证护城港不受洪涝威胁;同时通过扩大田家湖的调蓄容积,可以提高研究区域的排水能力。根据分析结果,提出了城市排涝工程建设、管理等方面的建议及措施。     

基于SWMM模型的葫芦岛市内涝交通影响分析

城市内涝是影响城市交通的最主要因素之一。本文以葫芦岛市"7·20"特大暴雨为例,应用SWMM雨洪模型模拟了龙港区龙湾公园附近的内涝积水情况,得到了研究范围内各个节点的积水深度过程曲线;提出交通影响度的概念,将积水深度曲线模拟数据输入至SUMO的交通仿真模拟平台,得到代表节点的交通影响度变化过程曲线。结果表明:计算的内涝积水深度和交通影响度与实际情况较为接近,为内涝情况下交通处理预案的制定提供了依据。     

石家庄市暴雨内涝精细化水动力模型应用

近年来石家庄市极端天气逐渐增多,局部短历时强降雨的发生愈加频繁,造成城区大范围积水,损失严重。基于高精度DEM数据,采用小尺寸结构化网格建立石家庄市暴雨内涝精细化水动力模型。模型精确反映了房屋建筑、城市道路、立交系统和排水渠系等典型城市地物;采用分区径流系数和糙率体现不同下垫面的影响;通过将排水分区精细划分至各雨水干管实际控制街区模拟管网实际排水过程,并设置点源模拟城市立交泵站。模型高精度地模拟了该市主城区房屋阻水、庭院雨水出流、地道桥等低洼处汇水积涝、路面行涝、管网排水以及泵站抽排水等具有典型城市特征的水流现象,计算统计了城区积涝面积、积水点及积水路段。将该市内涝危险性等级划分为高、中、低三级,结合模拟结果进行风险分析及等级划分,分析结果为石家庄市防涝减灾工作和内涝风险管理提供信息支持,具有重要实用价值。     

自然排水区域内涝模拟技术研究

平原河网地区降雨过程中地面汇集、蓄滞,最终排出到河道是一个复杂的过程,不仅受地形的影响、还受外河水位影响,单纯的一维水动力模型或二维水动力模型无法模拟地面积水与河道水位的同步、实时变化。为了准确模拟降雨过程中自流排水区域地面汇流和河道水位的变化过程、优化区域河道布局规模和调度方式,本文综合一、二维水动力数学模型的优点,将河道与地面进行侧向耦合计算,地面低洼区域与河道进行正向耦合计算,模拟不同工况条件下区域内涝分布情况。结果表明：一、二维水动力数学模型侧向耦合和正向耦合技术可以模拟自然排水区域内涝实时分布情况,并可对不同河道规模和调度方式下区域内涝风险进行判别,为区域城市河网水系布局规划提供技术支撑。