宁夏北部夏季高温、暴雨环流特征及预报技术的研究

高温、暴雨是宁夏北部夏季常见的灾害性天气,利用石嘴山市4个气象站2000—2010年夏季6—8月份日极端最高气温≥35℃的高温天气、5—9月份12 h降水量≥30 mm或24 h降水量≥50 mm的暴雨天气个例进行统计分析,概括出造成宁夏北部高温、暴雨灾害天气的成因以及环流特征.得出了石嘴山市夏季高温、暴雨预报着眼点及预报产品指标,为今后高温、暴雨天气的预报预警提供科学依据.     

中国大城市“暴雨淹城”的规划响应

为解决"暴雨淹城"给中国城市可持续发展带来的不良影响,通过文献梳理和科学思辨演绎推理对中国大城市"暴雨淹城"的成因及其规划响应展开了分析.研究表明:"暴雨淹城"是特定历史时期区域人-地关系相互作用方式与程度、制度安排效应及城市规划理论与方法支撑能力等的综合表征和侧面映射,是一个系统而又多维的复杂科学问题,对应于城市规划层面具体化为人-地关联的脆弱性分析、多要素互动的情景模拟分析评估与预测、以及多学科交融的方法集成解决之道,并据此构建和剖析基于时间、尺度和要素三维层面的应对"暴雨淹城"的城市规划分析框架与形成机理;认为"暴雨淹城"的时空特征与类别、直接间接效益损失评估、影响因素及多情景的模拟预测及其规划响应等是其研究的主要内容组成,时间维度的历史遗留发展局限、尺度维度的人-地相互作用加剧的气候响应和要素维度的生态本底约束与城市发展规划的理论束缚以及人为制约等是中国大城市"暴雨淹城"的原因所在;最后据此提出基于理论创新、规划创新、技术创新和制度创新的"响应"调控建议.     

当前我国城市内涝问题归因分析与应对策略

针对频繁发生的暴雨内涝灾害给城市建设和管理带来的严峻挑战,以解决我国当前城市暴雨内涝问题为目标,从我国城市暴雨内涝灾害的发生现状入手,分析了城市暴雨内涝灾害的发生特点和主要诱因。以不同国家和地区城市暴雨内涝的成功案例为启示,结合我国城市暴雨内涝防治的新形势,总结并预测城市雨洪管理技术的发展趋势,提出了我国城市暴雨内涝问题应对的系统构想。该构想针对我国城市当前内涝问题给出以下3点建议:(1)采用先进的城市暴雨内涝治理技术,学习发达国家的经验;(2)充分利用雨洪模型,建立起一整套有效的城市暴雨洪水过程模拟模型;(3)构建一套适合我国城市的雨洪管理体系。通过以上3点实施,可推动我国城市化建设的深入开展,并对城市防汛减灾安全保障能力的提高及城市雨洪应对与应急管理水平的提升具有一定的参考价值。     

太行山地形对华北暴雨影响的数值模拟试验

利用高分辨率区域气候模式Reg CM3对华北地区1996年夏季降水进行了数值模拟,对照中国台站的实测资料,对模拟的夏季降水量日变化特征进行了比较,在此基础上,设计了太行山地形敏感性试验,模拟了太行山脉地形高度变化对1996年夏季发生在华北地区的3次典型暴雨过程的影响.研究结果认为,Reg CM3模式能够较好地模拟1996年夏季华北地区雨带位置及主要降水过程,对3次典型暴雨过程中暴雨中心的落区及位置移动均有较好的表现,不足的是模拟的降水量偏大.地形敏感性试验结果发现,太行山地形对华北暴雨天气过程有着重要影响,但是对于不同型态的暴雨过程,地形的影响有不同表现.对于太行山区型暴雨,太行山地形的阻挡和抬升作用导致迎风坡和背风坡降水增加,而去掉地形后太行山两侧降水明显减少;对于回流型暴雨,降水系统从东北地区南部向西南方向移动,低层气流主要为偏东型气流,地形的存在对于降水系统的西移速度及降水落区均有重要影响,去掉地形后太行山东侧降水明显减少;对于东移型暴雨,降水从太行山南麓向东北方向移动,太行山脉对于环流形势的影响并不明显,因而仅影响降水强度,对降水位置影响不大.     

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.     

2007年6月宁夏石嘴山市连阴雨中暴雨天气特征分析

为了提高宁夏石嘴山市暴雨的预报水平,做好防汛减灾工作,利用常规气象观测资料、数值预报产品,非静力平衡中尺度数值预报模式MM5的导出量,对2007—6—15—22日宁夏石嘴山市夏季连阴雨中暴雨天气特征及物理量进行了分析．结果表明,暴雨发生在500hPa稳定的东高西低形势下,巴尔喀什湖低槽和副高为连阴雨提供了有利的环流背景条件．低空急流、切变是暴雨产生的主要影响系统．该次石嘴山市连阴雨中的暴雨天气在动力和能量场空间分布存在明显特征,尤其是螺旋度及假相当位温场大值区和连阴雨中的暴雨天气有较好的对应关系．     

基于水文水动力耦合模型的深圳市典型区域城市内涝模拟

以深圳市某典型区域为研究对象,基于暴雨洪水管理模型(storm water management model, SWMM)和二维水动力模型LISFLOOD-FP构建了研究区水文水动力耦合模型,模拟了典型暴雨下研究区的内涝时空演进过程,结合设计暴雨和设计低影响开发(low impact development, LID)情景,探讨了不同重现期设计暴雨情景下研究区内涝积水分布,分析了不同LID布设措施对内涝积水深度的削减效果。结果表明：典型暴雨情况下研究区最大模拟积水深度为0.57 m,与实测内涝验证数据基本相符,模型能较好地适应研究区的内涝模拟。随着设计降雨重现期的增大,研究区的最大内涝积水深度和积水范围也逐渐增大,不同LID设施对内涝积水的削减效果都逐渐减弱,在100 a重现期时仅有约10%的削减率,且组合式LID和绿色屋顶的内涝积水深度削减率大于透水道路和下沉式绿地。     

浅谈城市暴雨的成因及对策

近年来，我国部分大中城市相继遭受暴雨袭击，给人民生活和城市正常秩序造成严重影响。通过分析城市暴雨成因及城市建设管理中存在的问题，提出应对暴雨的措施。     

雨水管渠设计参数折减系数m的理论研究

针对中国室外排水设计规范沿用原苏联采用了折减系数m修正汇水时间设计雨水管渠的方法,详细分析了采用m后,不同的城市暴雨强度公式地方参数b和n、地面汇水时间t1、管内汇水时间t2对计算设计流量Qm/Q0的影响.研究发现Qm/Q0是b的增函数,是n的减函数,是t1的增函数,是t2的减函数.由于采用了m严重影响到城市暴雨强度公式的适用范围,根据不同的t1,t2的适用范围缩小到57.5～52.5 min.根据北京市城市暴雨强度公式分析发现,采用m后可以使设计流量缩小40%～50%.     

极端暴雨下城市内涝模拟与应急响应能力评估

为探究极端暴雨对城市内涝积水特征和应急响应能力的影响,基于InfoWorks ICM模型构建郑州市金水区的某片区内涝模型,分析极端暴雨情景下的城市管网排水能力和内涝积水特征,基于ArcGIS网络分析模块评估公安、医疗和消防3类应急服务部门在单一和组合情景下的可达范围和响应时间,以此确定城市应急响应能力。结果表明：研究区管网排水能力整体较低,排水能力<3 a一遇的设计暴雨(3 a一遇,下同)的管道占比为50.15%,此类管道多分布于中部和南部,不能满足城市重要地区3～5 a的排水标准;淹没范围与管网排水能力和地表类型有着密切的联系,在较大除涝标准下,如20 a一遇和100 a一遇情景下积水呈现出南多北少的分布特征,而郑州2021年“7·20”特大暴雨情景下,北部和河流附近地区的积水面积较大;应急车辆涉水能力较高的服务部门在极端暴雨下的应急响应能力更高,100 a一遇和“7·20”情景下消防部门的响应能力最高,10 min内可达范围占比分别为78%和36%;多部门联合调度可有效提升应急响应能力,如100 a一遇情景下,5、10、15 min内联合调度的应急响应可达范围比最优部门(同一...     

京津冀地区GNSS ZTD时序分析及对厄尔尼诺事件的响应

京津冀地区夏季暴雨频发,水汽是影响暴雨形成的关键要素之一.本文利用中国大陆构造环境监测网络(CMONOC)京津冀地区GNSS(全球导航卫星系统)观测资料,开展GNSS天顶对流层总延迟(ZTD)时序分析及对厄尔尼诺事件的响应研究.利用快速傅里叶变换与小波变换方法从频域和时域开展GNSS ZTD时序分析,并对GNSS ZT...     

关于成都市城市排水系统规划建设管理的探讨

近年来,北京、上海、广州等特大城市都出现了严重的内涝,特别是今年北京“7·21”暴雨给城市造成了重大的生命财产损失,暴露了城市建设管理方面诸多问题。作为排水管理部门,我局分析梳理了成都市排水系统规划建设的基本情况,重点分析了中心城排水系统存在的主要问题,提出了建议措施供大家探讨。     

SWMM模型在沧州市内涝积水模拟中的应用

随着城市化水平的提高,排水设施建设滞后,城区增雨系数变大,很多城市发生了不同程度的城市内涝,迫切需要开展城市除涝研究。以地下水漏斗、地面沉降相对严重的沧州市为例,通过建立暴雨内涝模型、设计暴雨研究对城市内涝进行了模拟,并提供了提高模型精度的建议。     

山地城市小流域暴雨径流模型的研发及应用

采用ArcEngine二次开发包结合水力学基础算法,建立山地城市暴雨径流模型,以模拟山地城市降雨径流,分析山地城市排水系统的排放能力。应用该模型对重庆市北部新区盘溪河流域排水系统进行了预测和评估,结果表明,模拟结果与实测数据的效率系数Nash-Suttcliffe系数Ens为0.56～0.76,相对误差8.82%～11.8%。模型关键参数率定及敏感性分析表明,最敏感参数为径流宽度、坡度、曼宁系数和不透水面积率。针对排水管道内流量、充满度和溢流检查井个数等方面进行了排水系统排放能力的评估,结果表明,一年一遇暴雨下有0.52%的排水管道长时间处于满流状态,五十年和百年一遇的超载排水管道占排水管道总数5.86%和8.20%;百年一遇暴雨下有0.72%的检查井发生溢流,一年一遇暴雨下有0.31%的检查井发生溢流。该模型实现了对山地城市暴雨径流的产汇过程模拟以及内涝点位置和数量的识别,为城市雨水管网管理提供决策支持。     

暴雨洪水:城市不可抗自然力的困扰——现代城市洪灾事件与灾害管理

世界许多城市每年饱受暴雨洪水的侵扰,蒙受巨大损失。"防洪要从控制洪水向洪水管理转变",城市的防汛抗洪要工程性措施和非工程性措施两相结合,要将修筑堤防、准备抢险物质与监测预报、保险法制制度建设相结合,使高标准的城市防涝工程体系与灾害预测预警系统、社会保障体系相结合,完善城市应对暴雨洪水的管理机制。     

清江流域近60 a日降水特征变化分析

基于清江流域11台站1961—2020年期间逐日降水数据,按小雨、中雨、大雨、暴雨降水强度分类,采用线性趋势分析、突变检验等方法分析了各类降水频率、贡献率的变化趋势及其对清江流域降水变化的影响。结果表明：1）近60 a来,清江流域年降水量主要受大雨频率的影响;2）年降水量、年降水日数分别以3.0 mm/（10 a）、0.96 d/(10 a)的速率下降,其中中雨贡献率下降趋势最大,夏季降水量、降水日数及各等级降水贡献率、频率均呈上升趋势,其中暴雨贡献率上升趋势最大;3）春、秋季降水量在20世纪70年代后期突变为下降趋势,二者突变的内在因素分别是暴雨频率和大雨频率的突变;4）降水量、降水日数在高于流域平均海拔区域呈明显下降趋势,二者分别主要受暴雨雨量变化、小雨日数变化的影响。     

基于SWMM模型的暴雨模拟与LID效果评价——以萍乡市示范区为例

随着城市的不断扩张,原有的生态环境被改变,城市中被用来蓄排水的天然"海绵体"遭到破坏。为了定量地评估LID措施对径流的控制效果,以萍乡市建设局试验区为例,通过研究芝加哥雨型和萍乡市的暴雨强度公式构建出不同重现期下萍乡市的降雨过程线。通过暴雨洪水管理模型(SWMM模型),模拟在不同暴雨重现期下试验区内增添LID措施前后对地表径流总量和水质的变化,分析其模拟效果。可知暴雨强度越大,LID组合措施对洪峰削减率越高,污染物的负荷总量也越大,且在LID措施下污染物的总负荷量相对于无LID措施的情景下明显较小。LID的设置对地表径流的水文和水质控制效果较为显著。既LID组合措施可以显著地提升区域的抗洪能力和去污能力,为萍乡海绵城市的建设效果提供依据和参考。     

城市暴雨模型发展现状与趋势

20世纪70年代以来,世界上已涌现出百多种城市暴雨模型用于排水系统的规划、设计和运行管理,以有效建设排水系统、减少内涝灾害,实现暴雨雨水的管理。文中系统地讲述了城市暴雨模型的相关概念及理论方法,例举了三个有代表性的城市暴雨模型的主要特征,并介绍了国内情况及发展趋势。     

重庆主城暴雨强度公式推求

根据重庆主城三十年(1954～1983) 的原始暴雨资料, 采用“年多个样法”建立数理统计样本, 分别应用指数分布曲线和皮尔逊- Ⅲ型分布曲线, 调整样本中暴雨资料频率, 得出暴雨强度- 降雨历时- 重现期的关系, 在此基础上首次提出并运用“解析法”和“分组平均法”求解单一重现期暴雨强度公式的参数、调整各重现期暴雨强度公式的参数值,得到重庆市主城暴雨强度公式     

海绵城市建设太湖路公园示范区运行管护模式研究

在海绵城市低影响开发(LID)和最佳管理措施(BMPs)的基础上设计了天津市河西区太湖路公园示范区的两种运行管护模式,然后运用暴雨洪水管理模型(SWMM)软件在重现期为2,3,5 a的情况下分别模拟两种模式的最终汇水区中心湖的径流量以及污染物浓度,并与未设置LID设施的情况下进行比较分析.在未设置LID设施之前,对雨水...