基于改进物元可拓模型的城市内涝灾害风险评估

城市内涝灾害风险评估可为灾害风险管理提供理论支撑，对城市内涝灾害防控具有重要意义。基于灾害成因从致灾因子、孕灾环境、承灾体和防灾减灾能力四个方面选取12个指标构建城市内涝灾害风险评估指标体系，采用改进层次分析法与熵权法确定评估指标主客观权重，采用基于博弈论的组合赋权法计算组合权重，构建城市内涝灾害风险评估改进物元可拓模型，基于模型开展城市内涝灾害风险评估，以西安市主城区为研究区域进行模型应用。结果表明：碑林区、莲湖区、灞桥区内涝风险等级高且逐渐向较高等级转化，新城区内涝风险较低且逐渐向较高风险等级转化，雁塔区内涝风险处于较低等级，未央区内涝风险最小。研究结果可为城市内涝灾害风险管理及防洪减灾提供参考。     

基于序关系-熵权-独立性权-可拓云的内涝风险评价

随着全球气候变暖和城市化进程的加快,极端降雨引发的城市内涝灾害频发。为科学地计算内陆平原城市各区域内涝灾害风险等级,以西安市为例,从致灾因子、孕灾环境、承灾体和防灾减灾能力4个维度构建风险评价指标体系;引入序关系分析法、熵权法、独立性权法确定指标综合权重,并利用可拓云模型进行定性和定量分析。结果表明：碑林区风险等级最高,为Ⅲ级,属于较高风险等级;莲湖区和新城区为Ⅱ级,属于较低风险等级;未央区、灞桥区和雁塔区为Ⅰ级,属于低风险等级;计算结果与实际情况较为一致,能较好地反映出西安市内涝灾害风险的实际分布情况。研究成果可为有关部门内涝灾害的风险管理提供参考。     

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。     

基于遥感和GIS的城市内涝风险评价——以广州市天河区为例

近年来,随着我国城市化进程的急剧加快,城市内涝已经成为影响城市可持续发展的严重灾害。以广州市天河区为研究对象,基于灾害风险评估的原理,利用遥感和GIS技术,开展城市内涝风险评价方法研究。利用基础地理数据、遥感影像数据、气象水文数据、社会经济数据、历史灾情数据等,分别从致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性、防灾减灾能力4个方面选取评价指标,确定指标权重和相关参数,并构建城市内涝风险评价模型进行城市内涝风险评价。结果表明,广州市天河区的城市内涝灾害风险分布总体上西北部和东南部较高,西南部、中部和东北部较低。经过验证,城市内涝黑点有67%都落在较高和高风险区内,说明模型由较高的精度,可以为城市内涝的防治提供科学参考。     

基于数值模拟的深圳民治片区暴雨内涝风险评估

以深圳市民治片区为研究对象,建立了基于SWMM模型和二维水动力学模型的城市雨洪水文水动力耦合模型,并采用历史调研资料对所构建的城市雨洪模型进行验证,结果表明该模型具有良好的精度和可靠性。利用所构建的城市雨洪模型模拟分析民治片区内涝情况,根据致灾因子和受灾体情况建立民治片区内涝风险评估指标体系,利用ArcGIS技术和层次分析法对民治片区内涝灾害进行风险评价,风险评价结果表明城市内涝灾害风险主要受淹没情况影响,民治片区高风险区主要集中在民强社区、民治社区、新牛社区内民治河沿河下游区域,低风险区主要分布在远离民治河的民乐社区、民泰社区和大岭社区。     

基于降雨情景模拟的城市社区尺度暴雨内涝研究

全球变暖背景下城市暴雨内涝灾害频发,对我国东部沿海城市影响显著。根据暴雨内涝的致灾因子进行分类,基于SWMM（Storm Water Management Model）对宁波地区分别构建了台风和非台风暴雨情景内涝响应模拟模型,并对比分析了台风暴雨内涝和非台风暴雨内涝的特征及其差异。结果表明:（1）台风和非台风暴雨在变化趋势、分布特征和时程分布上差异显著。（2）台风暴雨情景下,河道水位和流量主要受潮位影响,在高潮位时发生倒灌。在非台风暴雨情景下,河道水位和流量主要受降雨影响,并随着重现期的增大而增大。（3）台风和非台风暴雨情景下,研究区发生内涝的子汇水区数量和等级随着重现期的增大而增加,积水区域逐渐连片分布,最多有17个子汇流区发生内涝,占总内涝区域的80%。而在相同重现期的台风暴雨情景下,排水管网负荷率更高、节点洪流更大、内涝更重、积水历时更长、积水深度更深,积水历时超过10.7 h,积水深度超过67 cm。本研究丰富了研究暴雨洪涝的方法,可为社区尺度的内涝研究提供参考。     

天津城市自动化内涝监测预警系统设计与实现

在极端天气频发和城市化进程加快等变化环境背景下,城市内涝灾害严重困扰着城市经济发展。针对天津城市内涝灾害影响日益严重的问题,应用物联网和WebGIS技术,设计了天津城市自动化内涝监测预警系统。系统包括自动化积水监测子系统、积水监测及内涝风险预警服务子系统和内涝风险预警推送子系统3部分,实现了城市道路积水的实时监测、历史查询统计、综合资料分析、内涝风险预警和移动端基于位置的预警信息推送,对政府部门和社会公众分别提供有针对性的预警服务产品,从而提升各防汛有关部门的应急处置效率和公众的防灾避险能力,减少城市内涝造成的人员伤亡和财产损失。     

基于云模型的平原区洪灾风险等级评价研究

由区域洪水灾害系统理论从致灾因子、孕灾环境、承灾体和区域应灾能力四个方面建立包括9项指标的洪水灾害风险等级评价指标体系,构建云模型对江苏省2010年洪灾风险等级进行评价.结果表明,苏南地区洪水灾害风险等级较低,为低风险和较低风险分布;苏中地区为中等风险分布;苏北地区差异较大,小部分呈较低风险分布,大部分呈较高风险分布....     

山洪灾害风险分区划分模型构建与应用

山洪灾害风险分区可以为山洪灾害风险防治和管理提供决策支持。从触发因子、下垫面孕灾因子、承灾体因子3个层次选取11个山洪致灾因子,用于划分山洪灾害风险分区。前期收集11个致灾因子的离散数据,利用克里金插值生成栅格数据,采用层次分析法确定各因子的向量权重,构建了山洪灾害风险等级评估模型,用于划分山洪灾害风险分区。选定宁波市作为研究区,采用以上方法划分风险分区,其中,高风险区域为宁海山区片,中风险区域有象山港南片、象山港北片及四明山区片,低风险区域有奉化山区片和姚江北部山区片。结合宁波市历史山洪灾害调查资料及风险等级成果,统计发现落在中高风险区的历史灾害点占比为98%,表明模型构建方法及风险分区划分合理,对山洪灾害风险管理具有指导意义。     

城市内涝灾害对应急救援服务可达性的影响评估

【目的】城市化进程加快和气候变化导致内涝积水频发,造成道路封闭和交通堵塞,给城市应急救援响应的时效性带来严重影响。为了准确评估暴雨内涝下的城市应急救援响应能力,【方法】以荔湾区为例,通过构建内涝水动力模型,模拟不同设计降雨情景下的内涝积水,识别道路积水风险,明确阻断道路,并结合两步移动搜寻法(2SFCA)对不同脆弱性的兴趣点(POI)的应急救援服务可达性进行评估。【结果】结果显示：随着降雨重现期从1 a一遇增大到100 a一遇,内涝积水面积增大,平均积水深度从0.08 m增大到0.20 m。受积水影响道路数量持续增加,阻断道路长度从11 km上升至49 km,增长了超过300%。随着阻断道路的增多,应急救援可达的POI数量呈现下降趋势,并且在不同时间阈值内平均下降40%以上,可达性呈明显下降趋势。【结论】内涝模型耦合城市路网得到的道路积水可以揭示阻断道路的总体格局,可达性模型可以快速估算出应急救援的时效性。结果可为应急救援响应能力的评估提供参考。     

基于日降雨量的城市内涝灾害风险评价——以长春市南关区为例

目前,对于城市内涝灾害风险评价一般是以极端降水作为指标,这样往往会导致城市内涝灾害发生的程度被低估,中等或较弱降水也可能是城市内涝灾害致灾因子之一。为精确地评估城市内涝灾害风险,以长春市南关区为例,以1985～2015年逐日降雨强度的分布分析为基础,将逐日降雨强度转换为降雨超越概率(PEP)指数,将逐日的降雨强度与年最大日降雨量超越概率进行比较,得到城市内涝灾害发生概率,并构建了城市内涝灾害风险评价指数,对2019年南关区内涝灾害风险进行评价。结果表明：2019年南关区内涝灾害风险评价指数为0.597,为重大风险中的显著风险。研究成果可为精确评估城市内涝灾害风险提供参考,为城市内涝灾害防范提供决策依据。     

基于排涝数字模型的城市防汛物资配备及应急预案研究

为研究应对城市内涝灾害,确定防汛物资储备标准及制定应急预案,通过建立雨水内涝动力学模型,分析得到重点区域淹没范围、淹没深度、积水量,并根据相关数据配备相应的防汛物资、制定受灾区域人员撤退方案,以期减少城市内涝造成的社会经济损失。     

极端大暴雨对城市防洪的警示和思考

2021年7月20日郑州发生的极端大暴雨造成了严重的洪涝灾害。为总结经验教训、分析灾害原因,将郑州暴雨过程分别移植到深圳市、北京市,利用城市洪涝仿真模型进行模拟推演。模拟分析结果认为,此次极端暴雨无论发生在深圳还是北京,都会产生严重的洪涝灾害,都有河道漫溢、严重积水的情况发生。单一地通过工程措施提高城市防洪标准的做法,可以应对标准内的降雨,但无法应对超标准的极端暴雨事件。因此,建议从流域、区域、城市层面进行城市防洪和内涝治理的联排联调,统筹管理;提前模拟不同降雨条件下尤其是超标准大暴雨的城市内涝风险,预测、评估城市承灾能力;制定、完善预警指标和防汛管理应急响应预案,提高政府综合协调能力。在暴雨到来之前,及时发布预警和提示信息,快速指导各相关部门和市民做出必要的防范措施,保障市民的生命安全,降低财产损失。     

溧水河区域雨洪风险评估应用研究

雨洪灾害风险因子由致灾因子、孕灾环境、承灾体共同作用构成。云物元模型能有效的将物联网技术和大数据云计算决策方法融合,解决多源复杂的雨洪风险评估难题,提高雨洪灾害风险评估的时效性和准确性。从雨洪灾害评估的平均风险等级的发展趋势来看,2016—2018年溧水河区域雨洪灾害风险等级在逐渐升高,区域遭受雨洪风险灾害的可能性也越来越大。     

葫芦岛市强降雨洪涝灾害风险区域划分研究

文章采用自然灾害风险指数模型和GIS技术，结合2010-2019年葫芦岛市各区县的社会经济数据、地理空间数据和气象观测资料，充分考虑葫芦岛市城市内涝受短时强降雨的影响，计算分析强降雨洪涝风险的承灾体易损性、孕灾环境敏感性、防灾减灾能力以及致灾因子危险性指数值，构建与编制葫芦岛市强降雨洪涝灾害风险模型及其风险区划。结果表明，洪涝灾害高风险区主要位于兴城市、绥中县，葫芦岛市南部具有较高孕灾环境敏感性，因经济、人口地位显著市中心区域具有较大易损性风险；该风险区划能够准确反映葫芦岛市洪涝灾害潜在风险，为区域防灾减灾提供科学决策依据。     

基于图注意力网络的城市内涝积水预测与研究

极端暴雨天气多发频发造成的城市内涝,严重威胁居民的人身财产安全,准确高效的内涝点积水面积预测在提高城市灾害应急处置能力中发挥着至关重要的作用。为了提高城市内涝点积水预测的准确性和直观性,提出一种基于GAT和LSTM网络的GATLSTM组合预测模型,通过GAT提取积水信息局部空间特征,并通过节点分配权重的方式加强对关键信息序列的记忆,随后采用LSTM提取积水面积序列的时间特征,对内涝点积水面积进行预测。以开封市区某内涝点的积水数据建立模型并评估验证,将GATLSTM模型和LSTM、GAT以及GCNLSTM模型进行对比,结果表明：GATLSTM模型的预测精度优于另外3种模型,能够准确地对内涝点积水面积进行预测,可以为防汛工作和应急响应措施的制定提供科学依据。     

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。     

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。     

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。     

基于SCS和GIS的不同降雨情景城市内涝过程模拟方法

针对城市暴雨内涝灾害频发的现状,基于城市暴雨强度公式、芝加哥降雨过程线模型、SCS(Soil Conservation Service)产流模型以及基于地理信息系统软件ArcGIS的局部等体积法,提出一种关于城市暴雨内涝过程的模拟方法。选取武汉市内涝灾害严重的汤逊湖流域作为研究对象,使用该方法对流域内多种重现期暴雨内涝量的积水高程和积水淹没范围进行模拟。结果表明:汤逊湖流域内产生的内涝较为严重,10 a一遇的暴雨即可对低洼地区造成轻微内涝;不同重现期暴雨产生的积水区域基本是一致的,但重现期越长的暴雨产生的积水高程越深,淹没范围越广,对周边造成的影响越大。该研究成果对城市暴雨内涝的预防与治理具有借鉴和参考价值。