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。     

山区流域洪涝预报水文与水动力耦合模型研究进展

受人类活动及气候变化的影响,我国山区流域洪涝灾害频发,研制洪涝模拟及预报模型对于流域洪涝灾害防治及水环境综合整治具有重要的理论意义和应用价值。论文评述了洪涝模拟与预报使用的水文及水动力模型的优缺点,指出单一的水文或水动力模型的局限性。基于此,分析并比较了国内外已有的水文模型与水动力模型的不同耦合方式,包括水文模型与水动力模型的串联耦合、水文模型与一维水动力模型的动态单向耦合、水文模型与二维水动力模型的动态单向耦合。总结了各类耦合模型的优势和适用性,评价了已有耦合模型在计算精度、数值格式稳定性和计算效率等方面所取得的创新。论文探讨了流域洪涝发生和发展的水文过程与水动力过程的互馈机制,分析了水文模型与水动力模型新的耦合方法及可行性,介绍了水文与二维及一维水动力的动态双向耦合模型。动态双向耦合模型预期能更加真实地反映流域洪涝发生及发展物理机制,具有提高洪涝模拟预报精度和计算效率的潜力。各类耦合模型各有其自身优势,可以根据流域及城市防洪实际,选取合适的水文与水动力耦合模型,为山区流域洪涝模拟和预报提供技术支持。     

城市洪涝试验研究进展

城市洪涝物理试验与原型试验是开展数值模型验证及提高预报预警精度的重要手段。从城市产流过程、地表洪水演进以及地表径流与管网水流交互三方面,综述了近年来国内外城市洪涝试验的研究进展。针对目前城市洪涝试验研究中存在的不足,指出今后应完善现有城市产汇流过程相关机理方面的试验研究,深入研究地表与管网垂向交互过程,加强与城市洪涝期间的流动行为密切相关过程的定量试验研究。     

城市市政排水与区域排涝水动力耦合模型研究

针对有些城市(特别是沿海地区城市)遇大到暴雨容易出现内涝的问题,经分析,主要是没有将城市排涝与城市的自然地理位置及其周边江河洪水的特性结合考虑,城市排水设计方法上的滞后性是城市内涝的原因之一。为解决这一问题,应用圣维南方程组,对明渠、雨水管道及田面汇流等多个排水系统的关键组成部分进行表达,通过彼此之间的联接关系,建立了城市市政排水与区域排涝的水动力耦合模型。实例应用表明,该模型能客观反映承泄区河道水位顶托及长历时暴雨对城市排水的影响,可广泛应用于城市排水的规划设计工作中。     

平原感潮河网区域城市洪涝分析模型研究

为开展平原感潮河网区域城市的洪涝分析,综合考虑了该类型区域河流密度大、具有城市的特殊下垫面以及市政排水对洪涝的影响等特点。以城市主干河流、堤防等交汇包围的区域为单元提出了河网排涝单元模型,以排水分区为单元按照其排水能力建立了排水概化模型,并与模拟主干河道和道路、模拟地面的洪水演进模型耦合,建立了平原感潮河网区域城市洪涝分析模型。以上海市浦西防洪保护区为例,开展了上游河道洪水、风暴潮及区域降雨和防洪工程调度综合影响下的洪涝分析。结果表明,黄浦公园等站潮(水)位过程与实测基本一致,苏州河、淀浦河、西大盈港等河流发生漫溢,与实际情况基本相符。研究成果对平原河网地区城市洪涝模拟具有参考价值。     

基于耦合水动力模型的广州市东濠涌流域洪涝模拟

东濠涌流域位于广州市中心城区越秀区内,调研分析流域内积水点淹没成因与利用数值模拟方法研究该城市流域洪涝过程并获得一定可靠性和精度的洪涝水情信息,可为相关部门抢险救灾决策提供理论参考和科学依据。根据城市洪涝过程的水文水力学方法原理,以SWMM作为一维模型基础,采用动态链接库文件(DLL)方法耦合二维水动力模型,通过侧向、正向和垂向的连接构建耦合水动力模型,以东濠涌流域为研究区域构建基于耦合水动力模型的东濠涌流域洪涝模型并选用两场实测降雨对模型进行模拟分析。结果表明:模型在一维排水系统的排水能力与二维地表积水的模拟均具有较好的精度和可靠性。该耦合水动力模型在东濠涌流域的应用进一步证明了耦合模型连接算法的合理性和可行性,对城市洪涝模拟分析有较好的应用价值。     

基于水力模型的城市洪涝保险费率厘定

为解决保险费率厘定中所依据的历史洪涝灾害情况、灾害经济损失值的基础数据资料不全及实地调研所需费用高等问题,本文通过仿真模拟的方法,建立城市管网水力模型以实现洪涝灾害的淹没场景再现,得到淹没水深、淹没面积、淹没历时等洪涝淹没情况。选用灾损曲线理论计算不同重现期下不同土地利用类型的经济损失值,用伽玛分布进行拟合得到期望损失值用以计算保险净费率,利用资本资产定价CAPM模型得到风险附加费率并结合附加费率来厘定总保险费率。选择典型洪涝灾害易发区云南省昭通市昭阳区实例来验证该方法的实用性。研究结果表明:保险费率较高的有商业、服务活动、交通运输以及居住用地,保险费率为3.76%、3.21%、3.21%、2.1%。每万元保额建议收取的保费为376元、321元、321元、210元。该方法旨在为我国城市洪涝保险制度的建立提供依据。     

城市暴雨洪涝模拟：原理、模型与展望

在气候变化和人类活动的双重影响下,我国城市洪涝问题日趋严重。在对城市水循环规律深入研究的基础上,开发城市水文水动力模型模拟城市洪涝过程,是弄清城市洪涝致灾机理、减轻洪涝灾害和评估海绵城市减灾效果的重要工具。本文从我国城市洪涝现状和海绵城市建设出发,总结了城市洪涝模拟方法,对水文模型、水动力模型以及二者的耦合机理进行了较为深入的分析,并介绍了目前常用的城市洪涝模拟模型。在此基础上,梳理了当前与城市洪涝模拟相关的热点研究领域,并对其未来发展趋势进行了展望。     

城市滨水区域景观设计

以景观与城市建设的基本理论为依据,以城市滨水景观为研究对象,采用对比方案分析的研究方法对滨水区域景观功能以及植物造景进行分析,并对建立和完善我国城市滨水景观设计提出建议.     

城市洪涝损失评估与应对措施效益分析——以广州市为例

气候变化和城镇化使得城市洪涝风险加剧,对城市区域的洪涝损失评估有助于洪涝风险的科学管理。以广州市为例,对不同重现期暴雨损失现状进行评估,综合考虑气候变化和社会经济发展影响,对未来暴雨损失进行预测,并对洪涝应对措施展开成本效益分析,结果表明：广州市现状洪涝年均期望损失约为5.88亿元,受气候变化和社会经济发展影响,未来洪涝灾害损失会进一步增加,其中社会经济发展带来的承灾体暴露度增加影响大于气候变化影响;对广州市城市防涝工程的成本效益分析可知,对于50年一遇以下暴雨,工程措施效益较为显著,超过50年一遇的暴雨,可采取以洪水保险等经济手段转移风险。     

洪水管理、风险评估和洪泛区区划

洪水风险评估包括洪峰、洪量、水位和洪水过程.从安全角度来看,洪水风险评估对于水电工程、防洪工程的设计和运行是十分重要的.洪水管理旨在最大限度地减少洪泛区的洪灾损失,因此根据洪水发生的量级和频率进行洪水风险评估、制作洪水风险图对于洪水管理至关重要.目前在印度采取的主要防洪措施有:进行堤坝溃决风险分析、发布洪水预警、制作洪水风险图或洪灾风险图等.根据洪灾风险评估确定不同的保险费用,并据此推行防洪保险计划,可能非常有助于洪泛区的区划工作.地形等高线图是进行洪泛区区划的前提条件.根据这些图集和洪水风险评估,洪泛区能够按照区划进行开发活动的分类管理.     

洪灾风险评估方法研究综述

将洪灾风险评估方法分为指标体系评估法、历史水灾法和模拟评估方法 3 类并分别进行评述。分析认为：由于指标体系法的模型和参数准确与否均难以验证,一般只用于较粗略的评估;历史水灾法往往需要通过模拟分析进行修正,难以独立地进行洪灾风险评估,在数据方面也面临许多困难;模拟评估方法应充分考虑上下游的水力联系,从而应以流域为基本的评估单元;模拟评估法基于明确的物理机理,具有许多重要优点,其关键制约因素主要是数据可获得性与计算复杂性,近年来已经取得一些进展。如何在数据可获得性、计算复杂性和评估精度之间取得平衡以及如何对评估结果进行实证分析是当前亟待解决的问题,这可能是未来研究的 2 个重要方向。     

工程防洪体系洪灾风险计算模型研究

利用建立的工程防洪体系洪水风险分析模型,通过对简单的线性工程防洪系统进行分析,验证了洪水演进过程中相关水利工程对于洪灾风险的影响,揭示了不同水工结构可靠度的变化对于区域洪灾风险的影响。结果表明:①利用水库多蓄滞洪水并减小下泄流量虽然增大了大坝的洪水风险,但通过合理设置蓄滞洪方案可以有效地减小整个防洪体系的洪水风险值;②在防治区域洪水的过程中,可以通过人为降低上游经济损失相对较小堤段的可靠性,在合理部位设置蓄滞洪区来降低整个防洪体系的防洪风险;③适当提高重点堤段的防洪安全性,可有效降低整个防洪体系的防洪风险。     

鱼潭水库洪水风险调度实践与探索

文章通过在鱼潭水库实施风险调度的实践,对风险调度中的目标、控制条件、可行性和风险性进行了分析,提出了风险调度应注意的几个问题.     

社区山洪风险评估系统开发及试点应用

近年来,由于山洪灾害的高发生频率、强致灾性以及高致死率,越来越多的国家和地区开始关注对山洪风险的评估,特别是作为社会基本单元的社区,通过社区山洪灾害风险评估加强减灾能力建设是提高减灾效率的关键。介绍了社区山洪风险评估系统主要内容以及在试点社区湖北省咸宁市冷水坪社区的应用情况。     

基于GIS耦合HEC-RAS的城市洪水灾害风险评估——以重庆市主城区长江、嘉陵江段为例

本文通过GIS耦合HEC-RAS模拟洪水淹没情况,采用自然灾害风险评价的理论和方法 ,综合重庆主城区九个区的自然、社会经济、防灾减灾等数据,得出主城区洪水灾害风险指数,并基于GIS绘制出重庆主城区洪水灾害风险区划图,为后续制定应急预案和防洪规划提供依据。     

Flood Susceptibility Assessment by Using Bivariate Statistics and Machine Learning Models - A Useful Tool for Flood Risk Management

In Romania, as in the rest of the world, the flood frequency has increased considerably. Prahova river basin is among the most exposed catchments of the country to flood risk. It also represents the area of the present study for which the identification of surfaces with high susceptibility to flood phenomena was attempted by applying 2 hybrid models (adaptive neuro-fuzzy inference system and fuzzy support vector machine hybrid) and 2 bivariate statistical models (certainty factor and statistical index). The computation of Flood Potential Index (FPI) was possible by considering a number of 10 flood conditioning factors together with a number of 158 flood pixels and 158 non-flood pixels. Generally, the high and very high flood potential appears on around 25% of the upper and middle basin of Prahova river. The validation of the results was made through the ROC Curve model. One of the novelties of this research is related to the application of Fuzzy Support Vector Machine ensemble for the first time in a study concerning the evaluation of the susceptibility to a certain natural hazard.

     

基于数据驱动的洪涝风险评估方法研究进展

洪涝灾害是中国最常见的自然灾害之一,给中国经济社会带来了严重的影响。洪水风险评估可以帮助管理决策人员预防灾害并减轻易受洪灾地区的洪灾损失。近年来数据驱动的方法因其快速的建模过程和准确的空间预测能力在洪水风险建模中占据越来越重要的地位。总结近年来数据驱动方法应用于洪水风险评估的研究,根据原理将数据驱动方法分为统计分析方法和机器学习方法,分别介绍了2种方法的特点和应用情况,探讨了数据驱动方法在研究领域面临的问题与挑战。     

“2D城市洪涝与流域汛情风险预警评估系统”应用探讨

城市洪涝预警预报对保障城市正常运转意义重大。为有效地提升洪涝预警评估水平,有必要借鉴国外的先进方法与技术。"2D城市洪涝与流域汛情风险预警评估系统(FRMFS)"在技术上属国际先进水平,浙江省引进后,结合实际进行消化、吸收、二次开发,从数据采集、预报模型等方面验证了其在中小城市中的适用性。实例成果表明该系统对有效提升城市防汛抗灾综合能力具有实际意义。     

流域洪水的危害与洪水风险图绘制

通过相关文献资料的收集及各水利行业部门意见的征集,对流域洪水的风险分析与预测进行概括总结,并对当前国内与国际上较为常用的"洪水风险图"预测洪水方法进行简要论述,供今后的研究工作参考。