城市构筑物暴雨内涝分层模拟技术及应用

气候变化和城市快速发展,导致我国城市洪涝问题日益突出。城市洪涝模拟是当前城市洪涝灾害风险管理领域研究热点,但国内外依然缺乏针对城市多层构筑物的精细模拟技术和方法。城市立交桥,是一种典型的城市多层构筑物,极易遭受洪涝灾害,并对城市交通造成严重影响。以城市立交桥为代表,在现有全分布式城市暴雨内涝模型基础上,结合城市立交桥的特点,提出一种分层模拟技术,并从网格分层构建、分层产汇流计算、地表与管网分层耦合和上层网格排水等方面详细阐述了分层模拟技术。将该分层模拟技术应用于深圳市罗芳立交桥2018年“8.29”暴雨积水过程模拟,与单层模拟方法相比,多层模拟结果更接近上报积水信息。研究表明,分层模拟技术更能准确表达城市复杂多层建筑物的实际暴雨内涝过程。     

基于GIS和SWMM模型的城市暴雨积水模拟

以海口市海甸岛片区为研究区域,对组成排水系统的排水管网、道路和河道水系等进行合理概化,构建了该片区排水管网水力模型,提出了基于GIS和SWMM的暴雨积水计算方法,采用3场实测暴雨进行模拟分析,所得内涝淹没位置与实际调研情况基本相符,表明本文所提出的方法具有良好的精度和可靠性;分别对重现期为1、2、5、10、20a设计暴雨情形下的管道节点溢流和积水深度进行模拟。结果表明:该模型较好地评估了该片区排水管网排水能力;另外对比了实测暴雨和设计暴雨的积水模拟结果,表明暴雨雨型对模拟结果有重要影响。     

基于高精度MIKE模型的居住小区雨水系统评价及内涝积水分析

ＭＩＫＥＦＬＯＯＤ是一款功能强大的水动力模型，常被用作对精度要求不高的市级或流域尺度的雨洪模拟。针对居住小区的重要性和小尺度性特点，以深圳某居住小区为例，基于ＭＩＫＥＦＬＯＯＤ构建１．５ｍ×１．５ｍ精度的管网和地表耦合模型。模拟结果显示，有３３％的管网排水能力小于１ａ，５４．５％的管网排水能力大于５ａ。模拟５０年一遇暴雨条件下，区域内共有６处积水情况，其中最大积水深度高于１．２ｍ，且最大积水时长大于１９ｈ。研究结果，为工程提供科学的决策依据。     

基于MIKE SHE模型的平原区流域暴雨内涝模拟

暴雨内涝是平原区主要的洪涝灾害.由于平原区流域地面坡度平缓、河道分布密集,坡面及河道汇流速度慢、洪水历时长,构建符合平原区产汇流机制的内涝模型为暴雨内涝模拟的重要内容.本文以山东省平原河道洙赵新河为例,考虑下游湖水位及前期影响雨量等影响因素,建立了基于地面高程、下垫面条件及河流水系等要素的MIKE SHE分布式水文模型...     

关于北京下凹式立交桥积水的思考

2011年汛期北京城区连续遭到暴雨袭击,部分下凹式立交桥几次被淹,造成交通堵塞,以莲花池立交桥为例分析立交桥在雨洪水期排水存在的问题,为北京城区排水系统的总体改造提供参考。     

天津市区暴雨积水成因及对策研究

分析了天津市暴雨积水的成因,主要包括气象因素、地理条件、城市建设中的缺陷等,提出减少暴雨积水的4项对策,为城市排水规划、设计提供参考。     

特大暴雨后良乡组团积水问题分析

房山区作为北京市5个城市发展新区之一,是北京市重点发展的新城.良乡组团作为区政府所在地,是房山新城的重要组成部分.在“7·21”特大暴雨后良乡组团内出现多处积水,介绍了良乡组团新城雨水排除的现状、存在的问题并对问题进行了分析,以期能够减少城市的积水问题,防止城市内涝发生.     

GIS及SWMM模型在防洪保护区内涝模拟中的应用

为了研究防洪保护区暴雨内涝积水风险,减少淹没灾害损失,基于GIS技术与SWMM产汇流模型,计算暴雨内涝积水域面积及积水深度值,以此开展积涝风险分析。将该方法应用于茨南淝左片防洪保护区的暴雨内涝计算,利用永幸河闸上、架河闸上、青年闸上2007年实测降水水位验证产汇流模型。结果表明:3个位置计算水位绝对误差分别为0.02、0.10和0.14 m,计算结果较合理,将该模型应用于防洪保护区20年一遇设计暴雨内涝积水风险分析,研究成果对该地区风险管理及决策起着至关重要的作用。     

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。     

上海市已建排水系统暴雨积水问题改善对策

城市暴雨积水问题近年来引起广泛关注,已建排水系统如何应对高强超频暴雨是城市雨水管理的一个重要课题.以上海市中心城区已建排水系统为例,对其暴雨积水的主要原因进行了分析,通过多系统联合水力模拟研究,对非工程性措施、连通工程、局部改造等多种改善措施进行了综合分析,并提出了优化改造方案.研究成果可为大城市老城区的积水点改造提供有益的借鉴.     

基于SWMM与LISFLOOD-FP模型的城市暴雨内涝模拟——以济南市为例

将开源的SWMM一维管网模型与半开源的LISFLOOD-FP二维水动力模型耦合,对济南市黄台桥流域进行暴雨内涝模拟,基于实测场次降水、流量及淹没情况对模型进行率定与验证。统计分析20130723实测场次降水和不同重现期设计降水下研究区溢流节点分布和地表淹没情况,并分析其原因,得出以下结论：20130723实测场次暴雨模拟结果表明耦合模型在研究区具有较好的适用性,可以用于城市流域暴雨内涝的模拟;随着降水重现期的增加,溢流节点数目及各个淹没水深范围的面积均呈增加趋势,总淹没面积从8.18 km2增加到21.92 km2,其中水深范围在0.1~1.0 m的淹没面积占比最大。研究探索城市流域尺度的暴雨内涝模拟,相关结果可为研究区防洪减灾工作提供一定的科技支撑。     

成都市中心城区暴雨内涝模拟及内涝特征分析

针对成都市内涝灾害频发的问题,本文利用IFMS/Urban构建了成都市中心城区一二维耦合内涝模型。模拟了不同重现期(2 a、5 a、10 a)及不同降雨历时(1 h、3 h、6 h)下中心城区内涝积水情况,结果表明:(1)三环以内区域管网现状排水能力为2年重现期,三环至绕城高速区域为1~1.5年重现期;(2)依据积水深度将内涝灾害划分为无(h<0.15 m)、低(0.15 m ≤ h ≤ 0.2 m)、中(0.2 m<h ≤ 0.4 m)、高(h>0.4 m)4个风险等级,分析表明成都市中心城区内涝以中等风险为主;(3)成都市地形及降雨的空间分布导致中心城区南部区域的内涝更为严重。     

常州市主城区暴雨内涝风险分析

为分析和预测常州市暴雨内涝风险,构建常州市主城区水文-水动力-河网-管网耦合的精细化数学模型,以2017年现场原型观测数据对数学模型进行率定和验证,并将2015年洪水模拟情况与实际淹没范围、淹没水深进行对比。验证结果表明:计算水位和实测水位最大绝对误差均小于7 cm,计算水位曲线形状与实测水位序列匹配较好;城区70%的暴雨积水点与实际相符,模型能较好地模拟洪水演进及淹没情况。采用常州市主城区精细化数学模型模拟分析50 a、100 a、200 a一遇最大24 h设计暴雨工况时的洪水淹没情况和管道运行负荷状况,统计各水深等级下的淹没面积并绘制洪水风险图,为常州市城市防洪管理、城市发展规划等提供决策依据和技术支持。     

广州市暴雨内涝应急管理组织设计研究

随着城市化进程的发展,暴雨内涝对城市的压力日趋严峻.广州市已将暴雨内涝应急管理作为防汛部门的重要任务.分析了城市防汛应急管理组织体系发展现状及存在的问题,将广州市防汛应急管理组织体系发展历程划分为三个阶段,分析了各阶段的特点;提出了构建市、区、街、社区四级联动的暴雨内涝应急管理组织体系的建议,为决策提供参考.     

洪泽湖周边滞洪区暴雨内涝预报预警系统研究

洪泽湖地区进入梅汛期后多阵雨,局部暴雨,受洪泽湖及行洪河道高水顶托影响,洪泽湖周边滞洪区内涝水外排困难,常遇洪涝灾害。为了科学合理地分析暴雨内涝导致的洪涝风险,建立了一、二维耦合的水动力学模型,并基于Web GIS技术,构建了B/S架构的洪泽湖周边滞洪区暴雨内涝预报预警系统。系统可实时在线滚动显示雨量及关注点水位,进行实时或模拟超标洪水预警,对于保障洪泽湖周边滞洪区的防洪安全,加强淮河下游地区洪涝灾害风险管理具有重要意义。     

石家庄市暴雨内涝精细化水动力模型应用

近年来石家庄市极端天气逐渐增多,局部短历时强降雨的发生愈加频繁,造成城区大范围积水,损失严重。基于高精度DEM数据,采用小尺寸结构化网格建立石家庄市暴雨内涝精细化水动力模型。模型精确反映了房屋建筑、城市道路、立交系统和排水渠系等典型城市地物;采用分区径流系数和糙率体现不同下垫面的影响;通过将排水分区精细划分至各雨水干管实际控制街区模拟管网实际排水过程,并设置点源模拟城市立交泵站。模型高精度地模拟了该市主城区房屋阻水、庭院雨水出流、地道桥等低洼处汇水积涝、路面行涝、管网排水以及泵站抽排水等具有典型城市特征的水流现象,计算统计了城区积涝面积、积水点及积水路段。将该市内涝危险性等级划分为高、中、低三级,结合模拟结果进行风险分析及等级划分,分析结果为石家庄市防涝减灾工作和内涝风险管理提供信息支持,具有重要实用价值。     

不同暴雨与城市化程度情景下城区内涝SWMM模拟分析

将郑州市某区域在不同暴雨重现期、不同城市化程度、不同排水管径等情景下应用SWMM模型进行内涝模拟研究。结果表明城市内涝与城市扩张和排水管网布置等有密切关系。其重现期为2年、10年和100年时,开发后82%不透水面积比例的径流总量分别是开发前39%不透水面积比例的2.5倍、1.8倍和1.3倍,该水文效应在短重现期降雨条件下更为明显。研究结果可为城市发展规划与管网布置提供相应的技术支持。     

基于MIKE FLOOD耦合模型的城市内涝模拟

基于MIKE FLOOD平台,将MIKE URBAN和MIKE 21模型耦合,建立城市内涝模型,对湖南省新化县典型区域的排涝情景进行模拟,结果表明该模型适用于城市内涝风险评估管理.评价结果表明,新化县目前建成的城市管网仍存在部分不合理的管段,水量难以立即排入资江或花山渔场,使老城区的整体排水能力受限,部分区域达不到设计...