超标暴雨下城市雨水管网排水效果——以西安市沣西新城为例

雨水管网是城市降雨径流的重要通道,其排水效果直接关系到城市排水防涝的安全,探明不同降雨下城市管网的排水效果对缓解城市内涝至关重要。采用GAST-SWMM耦合模型,以西安市沣西新城某区域为研究对象,设置1、2、5、10、30年一遇5个常规降雨以及50年一遇和100年一遇两种超标暴雨下区域2 h设计降雨过程,模拟研究区域不同重现期降雨下的管网排水情况,计算管道超载率和管网排水量,对管网排水效果进行量化评估。结果表明:常规降雨下管道超载率为0.00%～51.22%,100年一遇超标暴雨下达到64.63%,在降雨重现期达到30年一遇时管道超载率高于50%; 1年一遇至100年一遇降雨条件下管网排水量占区域总降雨量的3.55%～22.25%,且随着重现期增长,排水量增加呈减缓趋势。大部分排水管网在超标暴雨甚至30年一遇常规降雨下处于超载状态,但在排水口畅通情况下依然具有排水能力,在城市排水除涝过程中作用显著。本研究为城市雨水管网规划、设计和运维提供参考。     

基于Mike Urban的雨水管网模型分析

老城区在城市化的发展过程中面临越来越严重的内涝问题,城市排水管网模型是研究城市内涝灾害的重要方法。以东莞市谢岗镇中心区为研究对象,建立基于Mike Urban的雨水管网模型,模拟不同重现期设计降雨条件下排水系统的运行情况,提出改造措施使其满足10年一遇的降雨。结果表明现状雨水管网排水能力勉强满足2年一遇降雨,通过增加调蓄池能明显降低管道峰值水位,将现状管网排水能力提高到10年一遇降雨,但想从根本上解决内涝问题还需要LID措施进行源头控制。本研究为老城区管网评估和改造提供了技术支撑。     

雨水管道污染物输送模型与应用

正城市雨水径流污染源作为受纳水体的面源污染越来越受到人们的重视。城市雨水径流,特别是初期降雨,COD含量甚至高达2000mg/L以上,大大超过城市生活污水的浓度,其它指标也达到较高的污染浓度。1990年美国关于水体污染的调查表明,约30%的地表水污染物超标是由非点源污染造成的。因而,采用合理的模型估计暴雨期面源污染物的汇集过程,从而对降雨过程中形成的径流污染进行合理的控制,就显得非常必要。在城市区域内雨水的汇集和输送主要由雨水管道完成的,研究雨水管道中的污染物输送规律,就可以制定有效的中途或终端     

基于D8算法的分布式城市雨洪模拟

为了有效地控制城市雨洪,选取武汉市汤逊湖流域作为研究区,建立一个基于D8算法的分布式城市雨洪模型,实现对城市暴雨积水动态模拟.通过对产汇流和管网排水过程进行简化,建立了流域雨洪模拟模型,并分别利用该流域2013年7月5-7日和2010年7月11-13日降雨径流资料进行模型率定及验证.与实测资料对比,模型率定期的积水总量相对误差为5.4%,典型地段积水深度相对误差均值为9.5%,绝对误差均值为18.9mm,均方根误差(RMSE)为20.0mm;验证期的典型地段积水深度相对误差均值为14.9%,RMSE为49.3mm.模拟结果表明:基于D8算法的分布式城市雨洪模型能够较好地模拟城市雨洪过程,可以进一步用于未来条件下城市雨洪情景分析,为城市雨洪控制提供决策依据.     

不同降雨情况对武汉市主城区典型区域积水过程影响分析

以武汉市港西片区为研究对象,构建了暴雨洪水管理模型(storm water management model,SWMM)和Newflood模型的城市地表水文水动力耦合模型,模拟不同重现期设计暴雨情景下研究区内涝积水变化情况,分析了城市内涝对不同强度降雨条件的响应特征。结果表明：构建的耦合模型可较好地模拟研究区内涝积水变化情况,SWMM模型的纳什效率系数在率定和验证环节中均高于0.8,Newflood模型模拟的积水点位置及对应的最大积水深与实际情况较为吻合,模型模拟效果较好;随着设计降雨重现期的增大,研究区的淹没面积、淹没水量及平均水深也随之不断增加,研究区总淹没面积由1.55 km²增加至2.65 km²;在5 a一遇～100 a一遇的所有设计降雨情景下,研究区域的积水情况主要以轻微积水为主,积水深度大于0.15 m的区域占淹没面积的比例随着重现期的增大而增加,重现期为100 a一遇时该比例达到最大。研究成果可为城市内涝防治和管理提供技术支撑和参考。     

张家口市绿地雨水入渗研究

以张家口市某校园为研究对象,通过对自然土壤与实验级配土壤的雨水入渗情况进行比较,证明在相同降雨条件下,实验级配土壤对雨水入渗率、下渗时间、剩余雨量效果优于自然土壤,以及降低降雨强度对其入渗的影响符合上述规律.将实验级配土壤应用到该校园待建绿地改造,达到加快雨水入渗,防治路面积水的效果,以及屋面雨水的收集利用.     

城市暴雨内涝对交通的影响及路线优化对策

城市内涝的频频发生严重影响城市交通秩序和出行者的安全.城市暴雨洪涝对交通的影响以及路线的优化选择应得到更多的关注和研究.本文介绍了一种基于城市暴雨内涝管理模型SWMM水动力模拟,结合Dijkstra最短路径算法,对暴雨情境下的城市内涝积水点进行模拟和识别,评估极端降雨对交通网络的影响以及受涝区域最佳交通路径的选择.结果表明,该法可将SWMM模拟的动态内涝信息及时反馈到城市交通网络模型中,评价雨洪情境下管网节点或管段的积水阻断状态,有效求解暴雨情境下的规避路径.此法充分结合内涝模拟系统与交通路线分析,具有空间能力分析强、规划效率高的特点,为研究极端暴雨天气对城市交通的影响以及应急管理和疏通提供支持,具有重要的现实意义.     

基于模型的城市雨水系统规划优化方法研究——以北京市平谷新城为例

针对我国目前雨水系统规划设计方法存在的问题,为保障城市排水的安全,本文首先分析对比了国内雨水系统规划设计中的差异;然后,在此分析的基础上,结合我国的经济技术水平,提出了需要基于模型对城市雨水排除总体规划进行优化,并以优化结果指导下阶段雨水系统的规划设计,优化方法主要包括:资料收集、城市雨水系统模型建立、设计工况校核分析、问题分析及雨水系统调整、雨峰位置调整优化;最后,以北京市平谷新城为案例进行了分析.     

城市雨水资源化利用及工程方法

实现城市雨水资源化可以有效地减轻城市洪涝灾害,缓解城市供水压力.通过对城市降雨和城市雨水去向分析,提出结合城市规划,改造原有城市排水系统或新建雨水专用排水系统,并配以雨水储蓄设施等,对城市雨水进行有效收集、贮存和利用,是实现城市雨水资源化的基本工程方法.     

城市积涝气象预报业务服务系统

以数字化南昌市城市排水管网及排水设施资料为基础,建立南昌市城市暴雨积涝仿真模型,利用市区历史强降水分布资料,应用该模型再现南昌市城市强降水形成的积涝灾害演进进程。根据雨水的进出平衡原理,利用定点、定量、定时降水预报技术,建立南昌市城市积涝气象预报业务服务系统,实时监视和预报短时强降水造成的积水情况,并基于GIS软件平台,建立了业务服务系统。     

城市排水防涝规划编制要点探讨--以常州为例

以常州为例,探讨了平原水网城市排水（雨水）防涝综合规划编制要点,提出了从内涝风险评估、规划标准制定、防涝工程体系完善等方面加强规划研究,着重从河网水系梳理、排涝设施建设、市政雨水通道安排、易淹易涝片区整治、低影响开发等方面构建城市防涝工程体系,保障城市排水安全。     

基于InfoWorks ICM模型的陕西省咸阳市排水系统能力及内涝风险评估

为了评估陕西省咸阳市主城区的排水系统能力和内涝风险,基于InfoWorks ICM模型建立了咸阳市主城区一维、二维耦合水动力学模型,对排水系统现状进行评估,并使用英国洪涝灾害指数评价体系对内涝风险进行评估。结果表明:咸阳市主城区采用平篦雨水口,覆盖程度满足设计要求,但是雨水口存在破损、移位及淤堵等问题,且部分排雨管道被严重堵塞,整体管道达标率较低; 现状排水管网管径较小,在4种降雨强度(设计重现期为0.5、1、3、5年)的模拟中,排水能力小于0.5年一遇、0.5～1年一遇、1～3年一遇、3～5年一遇和大于5年一遇的管网所占比例分别为68.9%、5.8%、3.9%、5.3%和16.1%; 人民路—东风路—渭河—咸通路围成的地块和东风路—河堤路—福银高速公路—金旭路围成的地块为内涝高风险区域。     

长历时暴雨强度公式的推求方法

近年来,随着极端暴雨事件的出现,导致城市内涝灾害频繁发生,原有降雨历时仅为2h的市政排水设计暴雨强度公式已无法满足城市暴雨设计的需求,因此就要延长暴雨采样历时,推求出长历时（24h）暴雨强度公式。针对以上问题,根据北京市提供的52a（1961-2012）原始降雨资料并进行数字化处理,结合水利的长历时特点,采用兼顾市政排水,水利排涝,内涝防治的采样方法,应用P-Ⅲ分布曲线进行频率分析后采用6种经典方法推求暴雨强度公式的参数值,优选出误差最小且满足规范要求的暴雨强度公式参数值,进而推求长历时暴雨强度公式,在此基础上与短历时暴雨强度公式比较,分析两者的差异,为城市雨水排除规划设计提供科学依据和参考。     

基于风险分析法的排水排涝暴雨重现期转换关系

按目前国内的城市规划体制,市政部门负责管道排水规划,水利部门负责河道排涝规划,两者采用的暴雨资料统计方法不同导致了设计标准的差异,所以城市管道排水和河道排涝存在组合设计的问题.组合值不同,安全度也不一样,当设计暴雨取值满足河道排涝设计安全条件时,组合的排水设计标准越高,相应的组合安全性越大,组合的排水设计标准越低,则相应的组合安全性越小,这种组合设计的安全性可以用风险率表示.为此,构建了管道排水和河道排涝组合风险计算模型,并依据其组合风险率提出管道排水和河道排涝组合设计方法.考虑到各地水文特征的差异性,以深圳市为特例对这种方法进行了分析,为城市管道排水和河道排涝的组合设计提供科学依据.     

江汉油田矿区雨水内涝分析与对策

近几年,随着油田居民小区面积的不断扩大和油田城市化进程的加快,油田矿区雨水内涝频频发生,严重影响油田工农业生产和居民工作生活秩序。矿区雨水内涝有四个方面成因:油田特殊自然地理条件及泵站提排效率不高,地面硬化及分水线的改变,排水设计标准低,规划不合理、管理欠科学。相应的对策:加强对既有排水设施的改造、维护及管理,采用生态透水硬化方案,提高排水系统的建设标准,加强文明排水宣传教育,建设油田排水管网信息化系统,建立油田预防极端天气的预警机制等。     

基于模型的城市雨水系统规划优化方法研究──以北京市平谷新城为例

针对我国目前雨水系统规划设计方法存在的问题,为保障城市排水的安全,本文首先分析对比了国内雨水系统规划设计中的差异;然后,在此分析的基础上,结合我国的经济技术水平,提出了需要基于模型对城市雨水排除总体规划进行优化,并以优化结果指导下阶段雨水系统的规划设计,优化方法主要包括:资料收集、城市雨水系统模型建立、设计工况校核分析、问题分析及雨水系统调整、雨峰位置调整优化;最后,以北京市平谷新城为案例进行了分析。     

杭州市防洪体系现状及规划

根据杭州市城市防洪的现状和水系特点,认为要彻底解决主城区（建成区）的防洪排涝问题,必须采用提高杭州市城市防洪能力的有关工程措施：主城区各区块的涝水应就近向钱塘江外排,地势较低的运河两岸地区,应要取“北控,中疏,南排”的排涝原则。     

基于MIKE FLOOD耦合模型的深圳黄沙河片区内涝风险评估和改造分析

为解决城市内涝问题,以深圳市黄沙河片区排水分区为例,基于MIKE FLOOD平台,耦合城市雨水管网、水系及地形地物,建立城市内涝模型,模拟分析研究区 2 年一遇、10 年一遇、50 年一遇等不同重现期下的排涝情景。结果表明：耦合模型能直观反映受涝区积水深度与积水时间,并随着重现期的增大,溢流点和充满的管道会增多;建立 MIKE FLOOD耦合模型,发现黄沙河片区高风险区域面积 1.6 km2,主要集中在坑塘立交桥、龙岗大道;中风险区域面积3.2 km2,主要集中在同富裕工业区、新联北路;低风险区域面积2.8 km2,主要集中在坑塘立交桥、坪梓路,并分析易涝点的成因,提出改造建议。     

可接受风险水平下城市空域无人机路径规划方法研究综述

无人机作为城市空中交通运输的新型运载工具,进入城市空域运行,会给地面公共安全带来巨大安全隐患.本文从无人机运行风险要素分析、城市区域风险分布地图和基于风险地图的路径规划方法3个方面,梳理了国内外学者对无人机运行地面风险评估和无人机运行规划相关研究现状.最后文章对基于可接受风险的城市空域无人机运行规划研究趋势进行展望,指...