南京市短历时设计暴雨雨型研究

设计暴雨的确定是城市管网系统排水能力规划设计的重要基础。以南京市中心城区为研究区,首先应用暴雨强度公式分别计算历时60 min和120 min的不同重现期设计暴雨量,再基于1982-2015年降水资料利用年最大法选取得到年最大降雨序列,并计算综合雨峰系数,最后应用PilgrimCordery雨型和芝加哥雨型推求南京市中心城区历时60 min和120 min的设计暴雨过程,并对峰值大小、雨峰位置、雨峰出现时累计暴雨量进行对比分析。结果表明:历时60 min和历时120 min设计暴雨的雨峰分别处于整场降雨过程的1/2时间和前1/3时间;两种方法得到的雨峰值大小相当; PilgrimCordery雨型法计算的雨峰出现时累计暴雨量大于芝加哥雨型法;短历时设计暴雨雨型推荐选用芝加哥雨型。研究成果可为南京市中心城区地面积水风险评估与排水管网系统的规划和建设提供参考。     

城市新区极端雨洪汇流淹没特性与致灾机理调查研究——以郑州“7.20”特大暴雨(郑东新区)为例

近年来全球极端暴雨发生的可能性与不确定性提高,增加了城市遭遇特大洪涝灾害的风险。城市雨洪与河道洪水有显著差异,灾后雨洪信息快速采集与调研对认清雨洪特性与致灾机理尤显重要。本文以郑州2021年“7.20”特大暴雨为例,结合郑东新区地理与社会环境特点,采用野外调查测量、口述记录、多源数据分析、数值模拟对比相结合的方法开展了城市雨洪汇流淹没特性及致灾机理的调查研究。针对城市雨洪洪痕特征,拟定调查基本方法与适宜工作程序,根据调查区93处洪痕数据绘制了区域雨洪淹没分布图,分析了城市雨洪峰值水位分布特征及调查区汇流特性,探索了道路雨洪汇流流速及行洪道路阻力参数的确定方法。研究表明,城市雨洪地表主要泄流通道是街区道路,汇流方向受连续阻水、导水建筑与路网布局影响,雨洪淹没深度分布与下垫面条件和雨洪汇流特性有关。致灾机理研究分析表明,极端暴雨汇流远超城市排水管网泄流能力,雨洪选择阻力小的街道快速行洪,街道交汇处壅阻引起局部积水严重,这是极端暴雨致灾的直接诱因;而城市新区水系泄洪排涝关系不协调以及清障不力,导致城区河流行洪不畅,干支流异常高水位的顶托,严重降低了管网排涝功能,则是城市雨洪严重积涝致灾的深层原因。研究成果可为城市雨洪调查标准方法的建立与城市新区防洪排涝体系规划提供技术参考。     

城市雨洪利用雨情分析

城市雨洪利用是解决城市缺水和防洪问题的一项重要措施.为了更好地利用城市雨洪资源,分析城区雨洪利用的潜力和效益规模,需要分析该城区的降雨资源特性,包括城区降雨总量、降雨的年内分配、年际变化及降雨的时间、空间分布特性;为了分析雨洪利用排水设施、蓄水设施规模,需要分析城区短历时暴雨、暴雨强度和设计降雨及设计降雨过程.     

前期影响雨量与雨水口过水能力对城市内涝影响研究

为了研究雨水口过水能力与前期影响雨量对基于SWMM(Storm Water Management Model)的城市雨洪模型的影响,采用SWMM模拟技术进行城市雨洪模型精度改进研究。以柳州中心城区为例,构建城市雨洪模型并对现状进行评估,构建改进模型来评估雨水口过水能力与前期影响雨量对模型的影响。结果表明,改进后的模型更加符合实际测量值,其中峰值时间比原模型推后15 min,与实际相差15 min,峰值水位为3.18 m,比原模型减小了7%,更加接近实测值,总溢流量相较于原模型减少了16%,且前期影响雨量对重现期2 a、5 a情境有显著影响,雨水口过水能力对重现期5 a、10 a、20 a、50 a以及100 a情景都有显著影响,且影响随降雨强度的增大而变大。改进后的模型更加符合城市实际的内涝情况。     

考虑降雨空间分布的城市内涝对模式雨型响应特征分析

短历时暴雨是形成城市内涝的主要原因,其雨型对内涝致灾影响显著。以陕西省西咸新区沣西新城为研究区域,基于模式雨型设计了具有不同集中度的典型暴雨过程,并考虑了降雨空间分布的不均匀性,应用城市雨洪模型(GAST-SWMM耦合模型)对7种模式雨型在不同重现期下的致涝特征进行模拟分析。结果表明：(1)单峰雨型比双峰雨型具有更强的致涝性,雨峰为中后峰的单峰雨型致涝性更强,雨峰为中峰的单峰雨型在小于50 a重现期下淹没量最大,而在大于50 a重现期下雨峰为后峰的单峰雨型淹没量最大,100 a重现期下其淹没量较雨型Ⅳ增大6.58%;(2)双峰雨型中雨型Ⅴ的致涝性最强,在100 a重现期时,其淹没量较雨型靠前的单峰雨型增加1 912.42 m³;在大于20 a重现期时,雨型Ⅴ在中风险区的积水面积较雨峰靠前的单峰雨型增大1.81%～2.29%;(3)各雨型在高风险区的积水面积峰现时间随重现期的变化而不同,雨型Ⅵ的峰现时间始终在降雨结束时出现,雨型Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ的峰现时间随着重现期增大而提前;雨型Ⅰ、Ⅲ的峰现时间在小于20 a重现期时随着重现期增大,分别从105 min延后至120 m...     

山丘区城市实时洪涝分析预警系统研发及应用

我国山丘区城市数量多、分布广,一些依山傍水的城市面临江河洪水与山洪灾害的共同威胁,洪水汇流速度快、致灾性强.受暴雨落区时空分布不均、雨洪响应复杂,以及水文站网覆盖密度不足所限,多数山丘河谷区城镇洪涝分析预警能力存在短板.针对山丘区城镇洪涝现状,利用无人机航测采集了试点区高精度下垫面数据,建设了以雷达水位遥测为基础的城区...     

郑州市城市内涝灾害链特征及防控对策分析（英文）

城市内涝已成为全国各大城市面临的主要问题之一,严重制约着城市可持续发展。以郑州市“7·20”特大暴雨为例,在梳理郑州市城市内涝的雨情、灾情等特征的基础上,运用灾害链理论,分析影响郑州市城市内涝形成的致灾因子、孕灾环境和承灾体等因素。研究表明,气候加速变化,地势低洼,快速城市化,城市排水系统建设标准低,城市防洪应急管理能力不足以及城市雨洪管理理念滞后等是导致此次郑州市城市内涝发生的主要因素。通过分析此次郑州市城市内涝形成的机理,提出从降低致灾因子危险性、孕灾环境敏感性和承灾体脆弱性角度,采取工程性和非工程性并举的措施,为郑州市城市内涝防治提供应急管理方面的建议,对完善城市防洪体系建设、提高城市防洪应急管理能力有重要意义。     

天津市城市雨洪灾害分析及防灾减灾措施的探讨

从天津市城市雨洪的成因入手,分析了城市地表硬质化的变化、城市暴雨的特性以及致灾因素,提出了城市雨洪防灾减灾建议和措施。     

短历时雨型对城市排水管网运行状态影响研究

管网过流能力不足或老化会导致城市内涝问题日趋严重,借助水力模型辅助城市排水管网改造尤为必要。考虑到设计雨型是影响管网设计标准的重要因素,以广州市猎德涌排涝片为研究区域,分析两种短历时设计雨型对管网运行状态(包括溢流和充满度两方面)的影响。研究表明：芝加哥雨型雨峰系数为0.35,降雨集中在雨峰附近,P&C雨型降雨波动分布在前半时程,主雨峰系数为0.16;芝加哥雨型下的满流管段数与溢流检查井个数大于P&C雨型的,对于管道的设计标准要求更高;而P&C雨型下的溢流总水量及单个检查井溢流水量大于芝加哥雨型的,对于地表积水影响更大;10 a一遇设计情景下,两个雨型模拟结果差距最大。通过量化分析溢流与管段充满度对雨型的响应,以期为城市管网设计与改造提供参考。     

城市雨洪管理与系统应对研究进展

针对气候变化与城市化的快速发展改变了城市降水径流空间分布格局,增加了城市内涝灾害风险,以及目前机理研究深度与应用研究广度存在的问题,从雨洪形成过程系统剖析城市地表、管网产汇流机制与内涝成因,总结城市雨洪管理的工程措施与非工程措施,讨论城市洪涝预报、预警、预演、预案的发展与应用现状。分析结果表明,未来应更深入研究城市产汇流机理及其响应机制,开展考虑城市立体空间的水动力模拟研究,开发更为精细化的内涝模拟模型,发展工程措施与非工程措施相结合的防涝技术,集成预报预警调度为一体的城市雨洪管理智慧化平台,保障城市的水安全。可为深化城市雨洪形成机理的科学认识及采取有效管理手段提供参考。