基于GIS技术的洪水风险图编制及应用研究

介绍了洪水风险图编制流程,利用二维水力学模型进行洪水风险分析,研究了基于GIS技术的洪水风险图编制方法,探讨了洪水风险图实时绘制方法,以贺江防洪保护区为例编制了该区域洪水风险图,研究成果可为该区域防汛管理部门防汛指挥决策及救灾方案制定提供科学依据。     

“22·06”韶关城区洪涝模拟研究

为支撑珠江流域城市防洪排涝规划和广东水网建设规划,文章基于高精度DEM构建韶关城区HEC-RAS洪涝二维模型,对浈江、武江、北江干流洪水和城区涝水进行模拟,分析研究干流洪水漫溢和内涝淹没情况,计算成果表明与外江洪水观测数据、城市涝水调查数据、洪涝遥感影像等相互验证较好,数据较为吻合,可为防洪风险图的编制提供便利的解决方案,也能为韶关市及流域内类似城市防洪减灾方案的制定提供有力支撑。     

洪水风险图的制作及其应用——以天津市黄庄洼蓄滞洪区为例

洪水风险图是标识区域洪涝成因、量级、特性、危及对象及应急对策等风险信息分布特征的一系列图的总称,当前已成为国内外城市防洪减灾工作中重要的非工程措施之一。以天津市黄庄洼蓄滞洪区洪水风险图编制项目为例,论述洪水风险图的作用,介绍洪水风险图的编制过程,探讨洪水风险图编制工作存在的问题,并提出进一步完善洪水风险图编制工作的建议。     

城区防洪排涝模型在镇江市的应用

镇江城市防洪排涝管理中引入城区防洪排涝模型,综合介绍了城区防洪排涝模型及其在镇江城市典型片区的应用.依托数字流域系统应用开发软件,将已建成的镇江城市水文水动力模型与与城市雨洪模型的耦合,建立城区防洪排涝模型,对城区排水系统情况进行模拟,从而为城区排水、防洪系统的规划设计与改造以及城市防洪排涝管理提供技术支撑.     

武汉市中心城区洪水风险图编制特点及应用

湖北省武汉市中心城区洪水风险图的编制充分结合自身水系及排水特点,将城市防涝与排水有机结合,并兼顾流域与区域风险。编制过程中对管网、河道、湖泊、闸门、泵站等进行了详尽调查,并通过历史降雨对模型进行校核验证,确保了模型的可靠性。洪水风险图的应用包括汛前发布风险区域、汛中模拟指导调度和汛后指导拟定重大重建项目等,在2016年汛期发挥了良好作用。     

太湖流域洪水风险图应用实践与展望

太湖流域经济发达,人口密集,同时也存在降雨丰沛、洪涝关系复杂等特点。2000年以来,太湖流域先后开展了洪水风险图编制试点一期、二期和重点地区洪水风险图编制,基本厘清了重点防洪地区不同量级洪水情景下洪水风险程度和分布特征。同时,太湖流域洪水风险图边编制边应用,在防汛防台、预案编制等领域进行了试点应用,取得了成效,积累了经验。在梳理太湖流域水灾类型基础上,总结了不同类型的流域洪水风险图成果及应用情况,并对洪水风险图成果及应用存在的问题、解决方案及推广方向进行了思考和展望。     

关于我国洪水风险图编制工作的思考

我国第一张洪水风险图是1984年绘制完成的,到现在,无论是在洪水风险理论、洪水风险分析方法和模型、洪水风险特征展示和绘制技术,还是在洪水风险图编制规范的制订等方面都有了长足的进步,并运用二维非恒定流的洪水分析模型陆续研究绘制了部分城市、蓄滞洪区、洪泛区和防洪保护区约10万km2的洪水风险图,形成了具有较高水平的洪水风险图技术体系和一定规模的人才队伍,一些洪水风险图成果已开始运用于实际防洪工作之中.今后还应进一步明确洪水风险图的使用对象和用途,落实洪水风险图制作的行政管理机制、编制计划和经费投入,构建若干官方认可的规范化的风险分析和风险图制作平台,不断弥补基础信息的不足.     

赣抚大堤防洪保护区洪水风险图编制洪水分析方案设置研究

编制洪水风险图是落实防汛工作从"控制洪水"向"洪水管理"转变和开展洪水风险管理的重要基础支撑,也是国内防洪减灾工作中重要的非工程类措施之一.洪水风险图编制是一个复杂的过程,涉及的基础资料较多,所需考虑的要素复杂,而洪水分析方案的设置是洪水风险图编制中至关重要的部分,关系到洪水风险图编制结果的实用性.本文以赣抚大堤防洪保护区为例,从洪水来源、洪水分析频率、洪水组合方式、可能溃口位置、溃口宽度、溃决时机等方面,并权衡实用性和易用性对设计方案优化组合,简述赣抚大堤洪水风险图编制过程中洪水分析方案的设置规则,为江西省及其他地区全面开展洪水风险图编制提供参考.     

安徽省城市防洪规划设计洪水计算中的若干问题

通过安徽省目前已编制完成的几个城市的防洪规划，对城市防洪标准，暴雨设计洪水，暴雨公式推导等几个问题进行了探讨，阐述了如何根据各城市的具体情况进行防洪规划，设计洪水计算的方法和步骤。     

城市洪水模型在东莞城区洪水风险图编制中的应用

城市中密集的建筑和复杂的地下管网,给城市洪水模型构建及模拟带来了巨大困难,在很大程度上阻碍了城市洪水风险图技术的发展。为解决城市洪水模拟中密集的建筑和复杂的地下管网的问题,采用基于容积率系数二维浅水方程法模拟城市地表径流,并耦合动力波管网模拟方法,建立城市洪水模型。结果表明,该模型能够较好的模拟东莞城区城市洪水形势,同时,基于模型编制了东莞城区洪水风险图,为东莞城区防洪减灾提供了重要决策支持。     

基于多类模型耦合的城市洪水风险 分析技术研究

基于城市洪水的特点,提出了简化的城市排水模型,并与SCS水文模型和二维浅水动力模型相耦合,建立了城市洪水风险分析模型。该模型能够模拟城市外洪、内涝或二者的组合,并以蚌埠市为例,开展示范研究,计算结果与实际情况相符,证明了模型的适用性.     

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。     

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。     

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。     

城市雨洪综合模拟方法及应用

为综合模拟城市雨洪和分析其对区域内涝的影响,在Open MI异构模型集成平台上动态耦合河网水文水动力模型和城市排水管网水力模型,以上海14个水利分片之一的淀北片为例,建立了淀北片雨洪耦合模型,并应用此模型分析了不同雨潮组合对淀北片区域内涝的影响。淀北片雨洪综合模拟计算结果表明,雨洪综合模拟较真实地反映了感潮河网城市地区的内涝情况,可为城市防洪除涝工作提供参考。     

A Cellular Automata Based Rainfall-Runoff Model for Urban Inundation Analysis Under Different Land Uses

Recently many runoff models based on cellular automaton (CA) have been developed to simulate floods; however, the existing models cannot be readily applied to complex urban environments. This study proposes a novel rainfall-runoff model based on CA (RRCA) to simulate inundation. Its main contributions include a fine runoff generation process that considers 12 urban scenarios rather than a single land use type and the confluence process determined by the new transition rules considering water supply and demand (WS-WD transition rules). RRCA was compared with another CA based flood model (E2DCA). With the benchmark model, the results showed that there was good agreement, with an R-squared greater than 0.9, and that RRCA was more sensitive to waterlogging levels than E2DCA. Furthermore, the simulated vegetation interception, infiltration and drainage processes had varying degrees of impact on waterlogging. Corresponding measures can be taken in urban flood management according to the identification of areas experiencing drainage difficulties.

     

城市雨洪放大效应驱动因子时空演变规律分析

城市雨洪具有复杂的放大效应,引起该现象较直接的原因包括大暴雨的频繁出现、可渗透地表面积的骤减以及排蓄水能力的改变和排水管网的扩张等。以武汉市为例,选择降雨强度、不透水面积比例、排水管道密度作为洪水放大效应的驱动因子进行趋势分析和演变规律分析,计算表明:从20世纪80年代开始,暴雨雨量和历时明显增加;不透水面在20世纪90年代初增加较快;排水管道在1990~2006年间缓慢增长,2007年跳跃式增长。降雨量和历时的增加使城市洪量增大,排水压力随之上升,在一定程度上增加了内涝几率;不透水面积的逐年增多以及水体等天然蓄水区的减少,不但增加了产流量,也使汇流时间更短,且雨水管渠的建设缩短了天然汇流路径,导致城市洪水呈现峰高量大,洪峰提前的放大效应。研究成果可用于城市雨洪放大效应对其驱动因子的定量响应研究,为进一步量化城市内涝风险与驱动因子间的关系提供依据,从而为内涝风险调控措施提供技术支撑。     

基于“内涝点”的城市防洪排涝模式研究

为探究新的城市防洪排涝理念及防洪排涝模式,基于前人积水计算模型研究及城市洪涝灾害特点分析,在对"内涝点"重点治理的城市防洪排涝理念的基础上,建立基于"内涝点"的城市防洪排涝模式。以太原理工大学迎西校区为试验区域,以太原市某次典型降雨为算例,对所建积水计算模型进行验算。结果表明:使用模型计算得到的"内涝点"积水深度和积水历时均与实测资料符合,由此验证了模型的合理性。     

城市雨洪排涝计算模型研究

城市街道积水回流对地下管网排水影响显著,为了反映地表回流的影响,提出了包含街道和管道的双层排水结构模型,通过虚拟连接通道进行地表和地下排水系统的水量交换,并推导了通道过流量的计算方法,实现了街道积水回流的模拟,建立了完整的城市雨洪排涝计算模型。利用典型案例对模型计算进行验证,结果表明:该模型可模拟街面积水和过流过程,在发生街道漫流的情况下,计算结果合理,较传统模拟方法更贴近实际。     

基于城市雨洪模型的市政排水与水利排涝标准衔接研究

针对目前存在的市政排水与水利排涝两个标准的衔接仍无规范统一方法的问题,以广州市东濠涌流域为研究区域,采用城市综合流域排水模型Info Works ICM建立东濠涌流域管道、河道及地面二维耦合模型,分析计算市政排水1年一遇与水利排涝5年一遇以及市政排水1年一遇与水利排涝10年一遇两种情况下的标准衔接关系,为城市排水防涝规划设计提供技术支撑。结果表明:1年一遇市政排水标准与10年一遇水利排涝标准的组合能够满足流域涝水顺利排除的要求,但管道排水口底高程距河底高程的距离过短也会对管道的水位顶托产生一定影响,故建议城市排水管网的规划建设应至少保证排水口底高程高于河道底高程0.5 m以上。