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。     

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。     

基于数值模拟的城市内涝风险评估研究——以苏州市城市中心区为例

城市内涝作为一种严重的城市灾害,近年呈现显著增加的态势,给城市生产和生活活动带来了巨大破坏。在城市暴雨内涝防灾减灾工作中,灾害预防工作尤为重要,内涝风险识别是灾害预防的重要手段之一,可为防洪救灾规范化、科学化决策管理提供科学依据。以苏州市城市中心区为例,采用数值模拟的手段评估识别内涝风险,可为城市内涝治理及风险防控提供科学参考。     

基于GIS和SWMM的山地临海城市内涝模拟分析——以象山县为例

山地临海城市四周环山、地势较低,在遭遇暴雨事件时,地面径流量较大,对内河行洪能力构成威胁,容易发生内涝灾害。为解决以上问题,以象山县中心城区为例,运用SWMM进行模拟计算,并结合Arc GIS分析功能,模拟了5年一遇和20年一遇暴雨条件下城区的内涝灾害情况并分析了受灾区域的内涝成因。研究表明:在关键位置加设排水泵站辅助排水,可以解决内涝灾害问题,有效缓解城区排水压力、降低内涝损失。通过模拟验证措施的可行性,为城市内涝防洪研究提供参考。     

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。     

“城市看海”何时休——兼论海绵城市功能与作用

洪涝灾害一直是自然灾害中发生最频繁、造成伤亡损失最严重的灾害之一。近年来,我国暴雨内涝问题十分严重,城市防洪排涝问题日趋突出。通过科学认识海绵城市的功能和作用,深入研究城市水循环,破解城市内涝的根本原因包括致灾因子的变化、孕灾环境的变化和承载体脆弱性的变化,这对于研究防洪减灾对策、解决城市洪涝问题、有效实施海绵城市建设具有重要的现实意义。     

基于TELEMAC-2D和SWMM模型的城市内涝数值模拟

以广州长湴地区为例,基于SWMM和TELEMAC-2D模型构建一种新的耦合模型TSWM,通过历史暴雨事件验证、模型对比等方式评估了TSWM模型的适用性和可靠性,并对不同重现期暴雨开展了数值模拟.结果表明:TSWM模型能较准确地模拟研究区的内涝情况,可实现城市内涝精细化模拟;与基于SWMM和LISFLOOD-FP、WCA...     

城市内涝灾害应急救援兵棋推演研究

针对近年来城市内涝灾害给居民、交通及城市基础设施带来的巨大影响,以低成本发现高风险事件和应急预案漏洞为目标,通过兵棋推演模拟城市内涝灾害应急救援过程。依据兵棋推演与灾害理论,结合GIS技术、决策树等方法,综合建立了动态兵棋棋子模型、暴雨规则、可视化地图及兵棋推演模型,实现了城市内涝灾害应急救援兵棋推演。结果表明:在设定的5年一遇暴雨情景及18个推演回合下,两个应急救援行动方案中,我方行动1虽能完成内涝灾害应急救援,但造成损失的概率非常高;我方行动2能够完成内涝灾害应急救援,且造成损失的概率较小。将兵棋推演方法引入到城市内涝灾害应急救援中,可准确的推演应急预案的可行性,研究成果对提高有关应急部门灵活处理应急事件的指挥能力、管理能力与决策能力具有重要意义。     

基于系统动力学的城市内涝灾害应急管理模型

采用系统动力学(SD)方法建立城市内涝灾害应急管理SD模型。在确定模型变量权重的基础上,通过构建模型方程式并绘制内涝灾害因果回路图和存量流量图实现对事件动态模拟仿真和敏感性分析。将构建的SD模型用于西安市一场典型内涝灾害事件的仿真分析,结果表明：随着时间增长,通过模拟仿真增加对技术因素、社会因素、管理因素和自然因素的管控,城市内涝灾害应急管理效果趋于变好;SD模型中不同变量对城市内涝灾害应急管理影响存在差异,需要不断完善应急预案,加强城市排水管网建设,提高应急决策时效性。     

可持续化发展导向下的海湾型城市内涝治理框架

海湾型城市是我国重要的经济建设中心。当前受气候变化和海洋性气候的影响，台风暴雨、极端降雨事件发生频发，导致海湾型城市内涝灾害加剧。为保障城市的安全，亟需提升城市应对内涝灾害的能力。基于可持续化发展的思维导向，构建海湾型城市内涝治理框架。通过多元的技术对区域-市域-地区进行多尺度的内涝灾害识别，根据其风险结果提出了适用于多层级的内涝风险规划，并制定多时序的内涝治理应急响应方案，以期为洪涝灾害的治理提供创新的解决思路。     

透视变化环境下的中国城市暴雨内涝灾害:形势、原因与政策建议

城市暴雨内涝已成为当前中国城市发展面临的重要难题之一,是"大城市病"的综合体现。首先分析了当前中国城市暴雨内涝灾害严峻的形势特征,然后从自然和人为因素两维角度,综合全球气候变暖背景下暴雨增多、城市规划和快速城镇化、排水管网与设防标准、城市应急预案、城市发展与管理制度等八个方面的问题,分析了中国城市暴雨内涝频现的深层次原因;再次总结分析国内外应对城市内涝的策略,提出当前我国海绵城市建设面临的问题并展望其发展方向。最后从提高设防标准、鼓励社会参与、推广海绵城市建设、完善监测预警体系、强化城市科学规划、加强大都市巨灾应对能力和跨区域应对统筹、提升决策者意识、加强全民全域全时风险防范意识等八个方面给出应对城市暴雨内涝的政策建议。研究成果对全面科学理解中国城市暴雨内涝灾害具有参考意义,对未来安全城市的长远规划和高质量建设具有重要的支撑。     

基于二维浅水方程的城市地面洪水演进数值模拟研究

探究城市内涝灾害数值预报对城市的防洪减灾及灾害评估具有重要意义。基于三角形非结构网格,采用Godunov型有限体积法建立了一个高精度的二维浅水水动力数值模型。该模型使用Roe格式计算界面通量,可以较好地捕捉洪水的动边界运动,模型将静水压力项放入源项中,减少了由于地形底坡项带来的数值解伪震荡。该模型对动边界以及负水深处理技术进行了改进,能够有效提高模型模拟的精确度和静水和谐性。在应用3个算例对模型进行率定的基础上,将模型应用于浑河、太子河之间浑太胡同区域的地表洪水演进的模拟中。结果表明:浑太胡同内洪水演进的水深、流场变化均较为合理,组合溃堤各水深淹没面积均为最大,模拟结果很好地验证了城市区域雨洪的流动演变过程,证明该模型可以用于复杂地形的城市由降水形成的暴雨积水及地表洪水演进模拟过程,模型可快速为城市防汛减灾提供积水情况及涝情信息。     

暴雨强度公式对比分析及参数优化求解

暴雨强度公式是计算城市防洪、除涝或排水工程设计暴雨量的重要依据,其选择的合理性直接影响到城市防洪排涝系统的规模和效益。以自贡气象站为例,通过对比分析我国水利行业和市政行业暴雨强度公式计算过程的差异,用对数离差绝对值和最小准则进行暴雨强度公式参数优化并求解,研究了水利行业和市政行业2种暴雨强度公式对计算成果的影响。结果表明:①SCE-UA算法能够有效地解决复杂超定非线性的暴雨强度公式参数求解问题;②市政行业暴雨强度公式拟合效果比水利行业拟合效果更优。计算成果可指导各地区水利工程或市政工程选择合适的暴雨强度公式,对建立完善的城市排水防涝系统和减少雨洪灾害对城市影响具有重要的意义。     

RISK ANALYSIS AND MANAGEMENT OF URBAN RAINSTORM WATER LOGGING IN TIANJIN

1. INTRODUCTION On December 11, 1989, the United Nations propounded that the last ten years of the 20th century were the international years of disaster reduction. Reduction of natural disasters has caught world wideattention. Flood and water logging disa…     

城市内涝灾害居民出行困难度评价

城市内涝灾害给城市居民生命、财产安全造成了严重威胁。以长春市南关区为例,以二维非定恒定流为基本骨架,以不规则网格概化地形,用一维非恒定流描述排水管网,建立了城市暴雨内涝数值模型。该模型包含产流模型、汇流模型、排水模型及内涝模型。以30 a,50 a,100 a一遇的暴雨情景,对居民出行困难度进行了评价。验证结果表明,构建模型与实例结果吻合度较高。所得结果可为相关部门采取应急措施缓解内涝导致的交通堵塞提供参考。     

城市内涝灾害居民应急避难兵棋推演理论与方法

城市内涝灾害严重威胁城市居民生命、财产安全。开展城市内涝灾害居民应急避难兵棋推演研究,可在低成本情况下来推演高风险事件应急预案效果。以兵棋理论、应急避难理论为基础,提出城市内涝灾害居民应急避难兵棋推演与评价方法,并以哈尔滨道里区为研究区进行了实例推演。结果表明:本次兵棋推演结果得分为88.19分,处于良好级别。以兵棋理论推演灾害应急过程,可达到训练应急部门灵活处理应急事件的指挥能力、管理能力与决策能力。     

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。