基于K近邻和水动力模型的城市内涝快速预报

利用水动力模型模拟各量级降雨情况下的城市内涝演变过程,以内涝演变过程数据作为K近邻算法机器学习模型的训练集进行模型训练,采用大气数值模式预报降雨驱动经过训练的K近邻算法机器学习模型进行城市内涝快速预报,并以陕西省秦汉新城3场实测降雨检验了模型的预报性能。结果表明:该模型可在17s内快速预测出城市内涝积水,预报内涝积水面积平均误差不超过8%,积水量及积水深度平均误差不超过15%;该模型预报性能较好,可增强城市防灾减灾能力,有效降低生命财产损失。     

城市道路降雨积水深度变化规律模拟研究

伴随着城市现代化进程,城市内涝问题日益突出,我国大部分城市都发生过城市内涝。而专家学者和民众对内涝的认识却存在一定的偏差,很多人没有认识到内涝是由降雨积水发展到一定程度而产生的,把积水和内涝等同。本文基于InfoWorks ICM软件构建了城市道路降雨径流模型,模拟了不同坡度以及不同重现期降雨情况下的道路积水发展过程,阐明了地面积水深度的变化规律和积水与内涝的关系。可帮助人们对于积水内涝过程的理解,也有利于有关部门进行内涝防治工作。     

设计降雨特征对城市内涝模拟结果的影响分析

降雨是城市内涝的主要诱因之一,不同降雨特征对于城市内涝风险的影响也有所区别。为了进一步挖掘降雨特征对城市内涝风险的影响,采用综合流域排水模型（InfoWorks ICM）构建了我国南方某城市的内涝模型,系统分析了设计降雨的雨型和历时特征对城市内涝模拟结果的影响。在4个重现期的3种降雨雨型和3个降雨历时条件下,共计36个不同降雨情景对研究区的内涝情况进行模拟。通过对比不同模拟情景下的积水深度、积水面积以及积水量等结果发现：在相同降雨雨型和重现期条件下,降雨历时对积水深度的影响有一定的差别;在不同降雨雨型和降雨历时模拟情景中,积水点的位置基本保持一致,而积水面积受降雨雨型和降雨历时的双重影响;峰值积水量受降雨雨型影响较大,受降雨历时影响较小,而积水总量受降雨历时影响较大,受降雨雨型影响较小。研究中量化分析了不同设计降雨特征对城市内涝模拟结果的影响,旨在为合理地开展城市内涝预警以及应急管理等工作提供依据。     

广东东莞城市内涝成因分析及防治措施

随着东莞经济飞速发展,城市化进程迅猛,加上气候变化带来的极端降雨影响,东莞城市洪涝灾害频发,严重影响了东莞城市和经济发展。通过调查收集东莞城市下垫面历史变迁、排水设施和历史内涝资料,认为气候变化、地面硬化、蓄水设施被填埋覆盖、排水设施陈旧、非工程措施缺失等是内涝主要成因,提出拓宽河道和排水管道断面、修建排涝站、制定城市防洪减灾规划、建设内涝应急响应管理体系、加强宣传教育等防治内涝灾害措施。     

广东东莞城市内涝成因分析及防治措施

随着东莞经济飞速发展,城市化进程迅猛,加上气候变化带来的极端降雨影响,东莞城市洪涝灾害频发,严重影响了东莞城市和经济发展。通过调查收集东莞城市下垫面历史变迁、排水设施和历史内涝资料,认为气候变化、地面硬化、蓄水设施被填埋覆盖、排水设施陈旧、非工程措施缺失等是内涝主要成因,提出拓宽河道和排水管道断面、修建排涝站、制定城市防洪减灾规划、建设内涝应急响应管理体系、加强宣传教育等防治内涝灾害措施。     

一种城市洪涝快速分析方法的设计与应用

设计了一种综合运用城市洪涝模型、机器学习算法、案例式决策等技术的城市洪涝快速分析方法,以满足洪涝应急决策需求。首先,利用城市洪涝模型,建立以排水分区为单元的内涝方案库,其次,基于长序列历史降雨数据提取城市典型降雨时空模式。当发生强降雨事件时,第一步,对多源降雨数据进行格式同化和时空模式判别;第二步,将降雨和水情数据作为边界条件,调用水文、河道模型对水库、河道洪水过程进行计算,同时,基于排水分区尺度的降雨匹配从内涝方案库中提取各排水分区内涝结果;第三步,将水库、河道洪水实时计算结果和内涝匹配结果进行汇总,按结构化模板生成分析报告;最后,由专家确认并完善分析报告,为应急决策提供支撑。该方法在深圳市河湾片区进行实际应用,得到了较好的效果。     

海口市极端降雨事件演变趋势分析

城市暴雨内涝与极端降雨事件息息相关。为揭示城市暴雨内涝成因,利用海口站1953-2012年日降雨量资料,采用线性倾向估计法、Mann-Kendall趋势检验法、Mann-Kendall突变检验法和小波分析法等探讨了海口市极端降雨事件演变规律。结果表明:近60年来海口市极端降雨指标均呈现出上升趋势,但极端降雨日数上升趋势较弱,短历时暴雨强度增加,对城市内涝带来较大压力;极端降雨事件的突变年份在2007年附近,暗示海口市在2007年附近对土地的开发利用是一个节点;海口市降雨周期性不是很显著。     

构建三套工程体系 确保城市洪涝安全

洪水灾害有三种类型,一是台风、风暴潮引起的沿海地区洪涝灾害;二是由于大量或长期降水引起的江河水系流域洪水灾害;三是城市内部地区遭遇高强度短历时暴雨导致的内涝积水灾害.现在,洪水已成为人类面临的最严重的自然灾害之一,北京、武汉、杭州等地接连发生内涝积水,各大城市纷纷告急,城市内部地区遭遇高强度短历时暴雨导致内涝积水灾害,已成为当前最热话题.1 内涝定义城市内涝是指由于强降水或连续性降水超过城市排水能力致使城市内产生积水灾害的现象.造成内涝的客观原因是降雨强度大,范围集中.     

基于微博大数据的广州内涝时空分布特征分析

随着气候变化和城市化,城市极端降雨事件频发,“城市看海”现象层出不穷,分析历史城市内涝时空分布对城市内涝的防治具有重要意义。在分析2017—2021年广州市暴雨时空分布特征的基础上,以微博数据为切入口,通过爬虫技术获取广州市2017—2021年的历史内涝信息,分析其内涝时空分布及其对暴雨的响应情况。结果表明：广州市内涝主要发生于主城区(越秀区、荔湾区、海珠区、天河区),内涝影响程度以其为中心呈四周扩散减弱态势;2018年广州市内涝最为频繁,其次为2020、2019、2021年和2017年;月份上,广州市内涝主要发生于5月和6月;大部分的市辖区内涝年际变化情况与广州市整体变化情况相似,但少部分市辖区(如黄埔、增城和从化)不太一致,内涝分布总体上与暴雨分布一致,但不完全相同,这与各区城市化程度、管网排水能力等因素有关。研究成果可为广州市内涝防治工作提供有效的参考。     

南方平原河网区城市内涝的全过程监测与特征分析

南方平原河网区中普遍存在由堤防、闸坝以及泵站形成的高度城镇化圩区,圩区内受降雨过程和泵站启闭影响的城市内涝特征和模拟方法仍有待探索。本文以常州市城市产汇流与内涝实验基地为对象进行了降雨、管道及河道水位流量等全过程长期监测,并通过布设水位计和视频监控设备进行城市内涝积水深度和范围自动监测。监测数据表明圩区内管网和河道流动性很差,管网长期处于淹没状态,监测期间管道水深有75%时间大于0.76 m;在检查井未发生溢流冒水现象时,仍然会发生内涝积水且主要集中在雨篦子周围道路低洼处,其深度和范围主要受到降雨过程、地形、雨篦子收水能力和泵站启闭的影响;开启泵站在增大管网排水能力的同时也在一定程度上削减了内涝积水范围。因此,根据降雨预报与内涝积水实时监测信息及时调控圩区水位可以有效缓解内涝积水情况,在模拟城市内涝时也不应忽略雨篦子收水能力和泵站启闭对内涝过程的影响;本研究可为构建城市内涝全过程在线监测平台提供参考,也能为城市内涝过程的概化模拟方法提供依据。