基于SWMM和ICM模型的城市内涝模拟分析

随着城市化的不断推进,极端水文事件如汛期强降雨、迅猛的暴雨导致的快速涝情,以及涝旱交替等现象,其发生频率和强度正迅速增加。本文以北京市某地区为例,在此基础上建立了城市一维雨水管网模型和城市二维地表淹没模型,进而制作城市内涝淹没图。通过分析内涝的影响因素并进行风险评估,深入了解内涝现象。研究结果显示,北京市的排水情况不容乐观,绝大多数排水管段的排水能力在10 a内仅能满足一次。这一状况不仅涉及管段数量,还包括管线长度,超过90%的管段排水能力均未达到10 a一遇的水平,约50%和40%的管段聚焦在1 a一遇和2 a一遇的降雨情景;伴随着降雨重现期的延长,峰值流量出现的时间变化较小。积水的起始时间和积水持续时间的演变趋势基本相同,在降雨重现期从1 a一遇到3 a一遇时表现出较大的变化,而在3 a一遇到100 a一遇时,变化渐趋稳定;随着降雨重现期的延长,积水深度和积水面积的变化强烈。在重现期为100 a一遇的情况下,积水面积占了总面积的45.22%,而积水深度则高达1.25 m。     

基于SWMM模型的城市内涝模拟——以广州市海珠区为例

城市内涝模型是当前城市内涝预警的主要技术手段,然而现阶段的城市内涝模型精度不高且较为复杂,因此建立一个精度高且简便的内涝模型是急需解决的重点问题。以SWMM一维模型作为研究基础,针对广州市海珠区历史内涝点建立内涝模型,实现了对城市内涝深度的模拟分析。结果表明,模型可准确推断出内涝等级及积水深度,实现对内涝积水的预警预报作用。该模型简化了传统复杂的地表二维模型,将暴雨对内涝积水点的影响转化为暴雨与管网之间的关系,大大减少了计算量。     

湖北武汉市应对城市内涝灾害探讨

2011年6月,武汉市连续遭遇5轮暴雨袭击,尤其是6月18～19日的大暴雨,全市日平均降雨量达到194.4mm,88处地段渍水.针对城市内涝问题,2012年加大建设维护改造投入,部分地区渍涝问题有所缓解,但根本性问题尚未解决.结合工作实际,分析了城市渍水原因,提出了科学规划、加强监管、规范制度、加强宣传等防治措施.     

城市内涝区居民灾害感知分析——以陕西省宝鸡市为例

采用问卷调查法和一对一访谈法,对城市内涝区居民进行灾害感知调查分析,提出相应对策,为最大程度地减轻灾害损失、制定实施政府减灾战略提供科学依据。调查得出以下结论:①大多数居民经历过至少一次较大的城市内涝灾害,但对于不同职业的居民,影响表现出很大差异;②居民获取内涝灾害信息的渠道单一,对政府的依赖度很低;③居民的防灾意识较弱,对内涝灾害的重视程度不够,减灾措施也欠缺;④居民灾后对政府的依赖度低,政府工作仍需进一步提高。     

地表径流速度对城市内涝影响规律

为分析地表径流速度对城市内涝的影响,采用一维地下排水管网与二维城区地形的动态耦合模型,选取大连市某排水区块作为研究区域,设置4种地表径流速度10种设计降雨场景,模拟分析在不同重现期设计降雨及不同地表径流速度下研究区的内涝积水特性。结果表明:随着地表径流速度降低,管道排水压力变小,管道排水达标率最高可提升48.05%,且降雨重现期越短,地表径流流速对管道排水压力的削减效果越明显;地表径流流速对检查井溢流量影响显著,随着地表径流速度降低,检查井溢流量峰值最高可减小2 750 m~3,峰现时间最长可滞后56 min,同时随着降雨重现期增长,地表径流流速对检查井溢流量的削减效果减弱;研究区低、高风险区淹没面积随地表径流速度降低,最高可分别减小1.64万、8.37万m~2,但中风险区淹没面积变化反复。     

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。     

地表径流速度对城市内涝影响规律

为分析地表径流速度对城市内涝的影响,采用一维地下排水管网与二维城区地形的动态耦合模型,选取大连市某排水区块作为研究区域,设置4种地表径流速度10种设计降雨场景,模拟分析在不同重现期设计降雨及不同地表径流速度下研究区的内涝积水特性.结果表明:随着地表径流速度降低,管道排水压力变小,管道排水达标率最高可提升48.05％,且...     

基于SWMM的城市暴雨内涝风险分析——以南昌工程学院瑶湖校区为例

为解决城市内涝问题,以南昌工程学院瑶湖校区为研究区,利用SWMM构建了暴雨洪水管理模型,模拟不同重现期暴雨情况下研究区淹没时长和积水深度的空间分布,结合高程分布对研究区进行了暴雨内涝风险区划分,并对研究区内涝成因进行了分析。结果表明：SWMM模型的模拟结果与实测结果接近,模拟效果较好;随着暴雨重现期的增加,研究区内的淹没时长和积水深度增加,遭遇50年一遇暴雨时内涝中高风险区面积相较于5年一遇暴雨时增加了12.51%,其中次高风险区面积增加了9.94%,中等和高风险区面积增加较小。研究结果可为海绵城市建设提供参考。     

城市内涝的集合应对体系

<正>受全球气候变化和城镇化进程加快的双重影响,近年来城市内涝突发、频发、广发,逢暴雨就内涝和城市看海成为大众口头禅。城市内涝已严重威胁到城市居民生命和财产安全,危害城市生态文明建设,成为制约城市健康与可持续发展的瓶颈。笔者认为,在城市内涝问题上,关键是如何科学应对。工程措施是根本,非工程措施不可或缺,为此,提出一套集预估-预报-预警-预案为一体的城市内涝四预集合应对体系。     

某内涝积水点工程方案应用

根据排查管网资料梳理现状排水系统图,结合地形分析成果,完善汇水分析图,结合相关分析计算内容提出比选方案,并按照经济、技术、协调、后期运维管理等方面进行综合比选,得出最优方案。实施后可有效解决5年一遇重现期下内涝问题,对于提升该片区雨水收集转输能力,减轻内涝风险,具有现实的意义。     

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。     

城市内涝引发的设计思考与建议

我国城市内涝问题日益突出,已成为全国性的普遍问题,城市内涝问题应引发城市规划及排水工作者的思考。结合在建的石家庄市某大型商业综合体项目工程实际,对城市内涝的成因进行了探讨,提出了工程雨水排水系统设计前要做的准备工作,以及加强雨水排放系统建设的建议。     

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。     

中小城市排水系统排水能力和内涝特性分析——以涡阳县为例

随着城市化进程的加快,城区不透水面积逐渐增加,大多数中小城市的排水管网建设标准相对滞后,中小城市面临严重的内涝风险,研究城区产汇流特性对于城市内涝防治具有十分重要的意义。本文以涡阳县南城区为研究对象,首先利用临近地区水文资料、高精度的遥感影像和DEM共享数据,借助ArcGIS平台和SWMM开源软件,通过综合径流系数法对模型进行率定,并从综合径流系数、降雨径流产汇流关系和实测降雨产生的积水深度对模型进行验证,分析研究区典型暴雨下的管网满管和积水情况,评估排水系统的排水能力和城区的内涝风险。然后,对内涝严重区域进行有针对性的内涝分析,并分析低影响开发措施对城区内涝的影响。结果表明:(1)排水系统在暴雨降雨重现期0.5a及以下,基本可以满足排涝要求;排水系统在暴雨降雨重现期1a及以上,均不能满足排涝要求。(2)低影响措施对城区内涝有很好的缓解作用。该研究方法可为资料缺乏地区,尤其是中小城市内涝分析和防洪减灾提供参考。     

基于城市时变增益模型的佛山市城市雨洪过程模拟研究

准确把握城市降雨-径流响应规律,是模拟和分析城市雨洪过程的前提。以佛山市禅城区保利同济府小区为研究对象,分析实测降雨径流之间的非线性响应规律,并构建TVGM-urban模型,对实测降雨及不同重现期设计暴雨情景进行了模拟和分析。结果表明：城市的降雨径流之间存在幂函数相关性,最大降雨强度和洪峰流量之间的非线性关系,可通过在保利同济府小区挑选出的8场次洪数据进行验证,其幂函数拟合效果(R²=0.6207,p<0.05)优于线性关系(R²=0.5629,p<0.05);基于汇水区范围识别及下垫面分类,在保利同济府小区构建了TVGM-urban模型,并通过实测降雨径流资料验证了模型精度。整体上,模拟结果基本能保证纳什效率系数大于0.7,水量与峰值的模拟误差在20%以内,能较好地满足城市雨洪的模拟需求。研究结果可为城市降雨径流响应规律分析及城市雨洪模拟的研究提供重要的支撑和参考。     

城市暴雨内涝灾害期间居民步行安全阈值研究

城市内涝灾害频发对居民出行安全产生了极大的影响.以长春市南关区为研究区,以居民水中行走安全为研究对象,采用居民水中行走试验与问卷调查方法,构建了居民步行与水深、流速间的函数关系,确定其水中行走的安全阈值.研究结果表明:当水深0.5 m,水流速度0.5 m/s时,人在水中可以通行;水深0.5 m,水流速度1.0 m/s时...     

基于STARMA模型的济宁城市内涝模拟分析

从济宁市内涝监控的角度,对系统中的内涝模拟和风险分析模块进行分析。该模型对济宁市城市内涝模拟效果较好,有助于洪涝灾害的防控,可有效提高城市的信息预警能力。     

城市暴雨内涝灾害脆弱性研究综述

针对传统脆弱性研究存在的概念和研究框架缺乏共识、空间尺度精细化不足以及耦合自然-社会经济要素的动态模拟薄弱等局限性,梳理了城市暴雨内涝灾害脆弱性认知、测度方法、时空模拟3个维度的研究现状和发展趋势。未来要不断完善城市暴雨内涝脆弱性的理论体系,加强大数据驱动下的内涝脆弱性定量测度方法和人类行为对脆弱性的适应性调控研究,实现城市暴雨内涝灾害脆弱性的多尺度、精细化动态模拟,满足城市防灾减灾和可持续发展建设的需求。     

我国城市内涝灾害频发原因分析

最近完成的第六次人口普查结果显示，我国城市化率已经达到49．68％，而且仍处于快速的城市化进程之中。近年来，我国诸多大中城市频繁发生的城市内涝灾害不仅严重地影响了城市的正常生活秩序，也造成了严重的生命财产损失，引起了社会各界的普遍关注，也给我国的城市化平稳快速推进蒙上了阴影。从治理好我国城市内涝灾害的根本目的出发，归纳总结了我国城市内涝灾害的基本特点，分析了近年来我国城市内涝灾害频发的自然和人为原因，认为人类不合理的社会经济活动是造成我国城市内涝灾害频发的主要原因。