平原感潮河网区域城市洪涝分析模型研究

为开展平原感潮河网区域城市的洪涝分析,综合考虑了该类型区域河流密度大、具有城市的特殊下垫面以及市政排水对洪涝的影响等特点。以城市主干河流、堤防等交汇包围的区域为单元提出了河网排涝单元模型,以排水分区为单元按照其排水能力建立了排水概化模型,并与模拟主干河道和道路、模拟地面的洪水演进模型耦合,建立了平原感潮河网区域城市洪涝分析模型。以上海市浦西防洪保护区为例,开展了上游河道洪水、风暴潮及区域降雨和防洪工程调度综合影响下的洪涝分析。结果表明,黄浦公园等站潮(水)位过程与实测基本一致,苏州河、淀浦河、西大盈港等河流发生漫溢,与实际情况基本相符。研究成果对平原河网地区城市洪涝模拟具有参考价值。     

加强城市防洪排涝工作的思考和建议

在梳理我国城市防洪排涝设施发展和管理现状的基础上,分析了防洪排涝工作存在的主要问题及原因,提出要促进城市防洪排涝工作与城市建设管理之间更好地互动和协调,并从加大排水系统升级改造、划定洪水调蓄空间控制红线、加强对雨洪控制和利用强制性要求、完善海绵城市建设相关技术标准、健全防洪排涝应急管理等方面提出相应的对策和建议。     

传统聚落水适应性空间格局研究——以台儿庄古城为例北大核心CSSCI

先人在长期的水灾害斗争及水资源管理的过程中,不断适应和改造城乡水系统,积累了许多具有生态价值的生存经验,形成了富有地域特色的聚落水适应性空间格局。基于区域与城镇尺度,从区域水文条件、防洪需求和水资源约束三个方面,以台儿庄古城为例,对传统聚落水适应性空间格局进行归纳和分析。传统聚落水适应性营建思想中所蕴含的生态智慧与生存的艺术,将对当代城市建设与遗产保护产生重要的借鉴和启示意义。     

洪涝仿真模型中河网洪水的计算研究

为在洪涝仿真模型中计算河网及工程调度下的洪水演进,并综合考虑河道洪水与地面洪水的相互影响,本文建立了一维圣维南方程和河网汊点水量平衡方程组,按照preissmann四点差分格式进行离散,采用泰勒级数近似的方法计算了河网中跨河闸门在关闭、自由出流和淹没出流三种状态下的过流能力,利用并修改了矩阵标识法求解方程组,研发了一维河网模拟模型;利用堰流公式建立一维河网模拟模型和二维洪涝仿真模型的连接,实现了一、二维模型的耦合。从文献中选择典型算例验证模型,模拟结果与文献相同。以长江、汉江和东荆河河网及杜家台和洪湖蓄洪区为工程实例,模拟的河网洪水与实测数据基本一致,河道与两个蓄洪区的水量交换合理,证明新建立的一维河网模拟模型具备了对河网洪水演进的模拟能力,与二维模型耦合的方法合理。     

海绵城市潜力评估方法及地下排水系统

为探究城市洪涝背景下的地区海绵城市潜力评估方法,从海绵城市最具相关的降雨量、水污染、洪涝灾害和生态绿地4个方面展开,构建海绵城市潜力指标体系,以国家级天府新区为例,运用数理统计、模糊神经网络、模糊综合评价、卫星图像识别等方法对地区指标体系进行综合研究,采用灰度关联分析法对天府新区海绵城市建设潜力定量评价,并给出各区县海绵城市潜力指数排名,最后针对洪涝灾害研发新型排水系统.研究结果表明:与实际情况对比可发现从降雨量、水污染、洪涝灾害和生态绿地等4个方面评价地区海绵城市潜力结果较为客观;双流片区指标向量与理想指标向量关联度最小,是天府新区中最具有海绵城市建设潜力的地区;研发的地下排水系统在一定程度上能够缓解城市内涝、水质和管网压力等问题,所提出的海绵城市潜力方法和地下排水系统可为推动海绵城市建设提供参考.     

城市暴雨洪涝模拟：原理、模型与展望

在气候变化和人类活动的双重影响下,我国城市洪涝问题日趋严重。在对城市水循环规律深入研究的基础上,开发城市水文水动力模型模拟城市洪涝过程,是弄清城市洪涝致灾机理、减轻洪涝灾害和评估海绵城市减灾效果的重要工具。本文从我国城市洪涝现状和海绵城市建设出发,总结了城市洪涝模拟方法,对水文模型、水动力模型以及二者的耦合机理进行了较为深入的分析,并介绍了目前常用的城市洪涝模拟模型。在此基础上,梳理了当前与城市洪涝模拟相关的热点研究领域,并对其未来发展趋势进行了展望。     

我国沿海城市洪潮组合风险分析

针对沿海城市防洪安全和经济可持续发展的问题,从气候变化和人类活动两个方面对沿海城市洪涝事件的成因进行了归纳。以深圳市为例,选取大沙河上游西沥水库站和深圳湾赤湾潮位站为代表站,基于Copula函数,对深圳市洪潮组合进行风险分析。结果表明,虽然降水和高潮位的双阈值组合风险率小于单域值组合风险率,但深圳市同时遭遇暴雨和高潮位时所造成的城市洪涝灾害更为严重,经济损失和人员伤亡更为巨大;在城市防洪防潮排涝规划、设计时需更加关注降水和潮位的双阈值组合风险率大小。     

2021年全球典型极端降雨灾害事件对比及综合防御

气候变化导致极端降雨过程频繁出现，严重危害生命、财产及生态环境安全，影响社会经济健康发展。对比分析不同区域极端降雨及其致灾过程案例，对于提高综合风险防御与应对能力具有一定意义。以2021年7月份发生在中国、欧洲、日本、印度等地的典型极端降雨事件为基础，通过情景复盘、归因分析、比较分析，探究极端降雨致灾特点。结果表明：极端降雨具有过程骤然性、落区局地性和雨强极值性等特征，极端降雨灾害具有隐患零存整现、破坏性能量集聚爆发、邻近空间链式致灾等特点。建议从基于自然水流系统的国土空间规划优化、提高防御工程标准和规范预警响应行动等方面提升综合防御能力。研究成果可为科学高效防御城市极端降雨灾害提供参考。     

芝加哥雨型与城市灾害性降水的比较研究

目前城市洪涝研究中较多采用以芝加哥雨型为主的设计降水作为输入，该方法存在一定概化，实际防洪排涝应用和水文过程研究中需要进一步探索芝加哥雨型法表征灾害性降水存在的相关问题和缺陷。以郑州市城区2011～2018年发生的致灾降水事件为研究对象，总结了致灾降水的年内演变趋势；比较了芝加哥雨型设计降水与致灾降水峰值分布、强度等过程信息；基于雨洪模型(SWMM)分析了研究区不同成因的城市洪涝过程发生发展的差异，并与芝加哥雨型法输入的雨洪过程进行比照。结果表明：(1)郑州市城区年内致灾降水存在从雨强致灾发展为双致灾，再过渡到雨量致灾的趋势；(2)研究区2 a一遇芝加哥雨型洪涝过程与雨量致灾降水近似，5 a一遇及更高标准的芝加哥雨型具有双致灾降水的洪涝特征；(3)雨强致灾所致的洪涝过程积水历时短、程度小，雨量致灾洪涝过程持续时间长，双致灾洪涝过程兼具雨强、雨量致灾机理，影响范围更广。研究结果对城市内涝防治、海绵城市建设和地区防涝减灾具有一定意义和参考价值。     

沙湾河截排工程对沙湾河与深圳水库防洪排涝的影响研究

沙湾河截排工程是深圳水库饮用水源保护区优化调整的要求，工程建设后可能增加深圳河流域的防洪排涝压力，因此有必要进行工程建设前后对流域防洪排涝的影响研究。利用城市洪涝数值模拟技术，选取不同的沙湾河截排方案，研究其对深圳水库和沙湾河防洪排涝的影响。结果表明：(1)源头调蓄和复合型雨洪调蓄湖相结合的截排方案相较于流域内分洪和地下调蓄湖相结合方案对沙湾河流域洪涝排除优化效果较明显；(2)在源头调蓄和复合型雨洪调蓄湖相结合的截排方案下，沙湾河遭遇100年一遇洪水时，沙湾水闸泄洪的洪水总量、洪峰流量随着深圳水库起调水位的降低呈现增加趋势且深圳水库调洪压力得到一定程度缓解。结果揭示了河流截排工程对流域防洪排涝的优化作用，对截排工程规模和工程方案决策有一定指导性作用。