基于MIKE FLOOD模型的城市洪涝灾害场景推演研究

城市洪涝场景推演是城市防洪排涝工作的基础。以洛阳市中心城区为研究区域,综合考虑城市管网、内河、地形等复杂下垫面因素,构建基于MIKE FLOOD的一维河道-一维管网-二维地表耦合城市洪涝仿真模型,采用两场降雨调研积水深、河道实测流量对模型进行了校准检验,积水点模拟合格率达到了81.25%和93.75%,模拟流量过程的纳什系数在0.79~0.96之间。模拟分析了不同历时、不同重现期情景下的淹没过程。结果表明:设计暴雨重现期小于20 a时,暴雨所产生的淹没范围较小,多集中在建筑密集的中心城区;设计暴雨重现期大于20 a时,暴雨所产生的淹没范围明显增大;重现期小于10 a时,淹没面积随着重现期增大明显增大;重现期大于10 a时,淹没面积增长趋于平缓。

基于MIKE URBAN的典型北方城区防洪排涝模拟

由于气候变化及城镇化进程加快,城市内涝问题愈加严峻.为优化城市排水管理,有效减少内涝损失,以河北邯郸主城东区局部为研究区,计算了区域典型设计雨型,利用MIKE URBAN模型,模拟并判定了区域不同降雨情景下区域内涝分布情况,解析区域易涝点,进而模拟评估了不同管径排水管网负荷情况.结果表明:随着重现期增加,区域检查井溢流的数量、区域最长积水时间以及最大积水深度都有所增加,区域管网超负荷面积增大;并且在10、20 a重现期暴雨情景下,单纯扩增管径起到的径流缓解作用较少.研究结果可为极端暴雨下区域洪涝预警部署以及城市排水系统改造提供技术支撑.

基于Mike Urban的城市易涝区分析与优化

基于Mike Urban软件建立城市内涝模型,本文对广州市花都区不同降雨情景下的内涝分布情况、易涝点积水时间以及最大积水深度进行模拟。研究表明,模拟结果与实际调研数据契合度高,该模型适用于城市内涝风险评估管理。其间考察研究区已建成的雨水管网存在的问题,通过Mike Urban对易涝点在30年重现期下的管网充满度进行模拟,通过排水管网改造与扩建、加设雨水泵站等措施提升管道排水能力。

基于非对称乘积Copula函数的城市雨洪遭遇风险分析

针对沿江城市暴雨与外江洪水诱发的内涝问题,对城市雨洪遭遇特性开展研究。以广东省肇庆市端州区为例,利用长系列实测降水量和西江流量数据,分别采用对称和非对称乘积Copula函数构建雨洪联合分布,采用赤池信息准则和图形评价法选择最优Copula函数进行雨洪遭遇风险分析。结果表明:非对称乘积Frank CopulaⅡ函数拟合效果最优;以暴雨为主的组合中,端州区发生较大量级暴雨时,西江发生洪水的条件风险概率相对较高;以洪水为主的组合中,不同洪水重现期雨洪联合风险概率均略大于相应西江洪水出现频率。

网络共享文档的雨洪灾害“求救”事件时空分析

城市雨洪灾害频发、急需快速掌握灾害过程中“求救”事件类型、位置,并开展制图。提出了基于“网络共享文档”的文本挖掘方法。为分析不同“求救”事件在时空上分布特征,提出了核密度估计、最近邻分析等方法。以河南雨洪灾害过程中传播较为广泛的网络共享文档为例,验证了方案的可行性。结果表明:城市雨洪灾害过程中不同类型的“求救”事件在的扩散规律有较大差异;大多数求救事件在时间和空间尺度上都呈现为聚集的模式;基于网络共享文档的灾害分析和应急制图,能够在时效性、时间粒度等方面弥补传统雨洪灾害监测手段的不足。

基于GIS和SWMM的西安市北郊片区排涝模拟与排水系统优化

为解决西安市北郊河道超载风险问题,通过SWMM和GIS技术构建管网-泵站-河道耦合模型,在不同设计降雨重现期(1、2、5、10、20、50年)下对该区域排水系统进行模拟,进而分析下游河道水位变化规律并提出雨水分流调配与调整泵站调度的协同优化措施。结果显示:在5、10、20和50年降雨重现期下,随着降雨峰值的到达,整个系统88%的排口都存在顶托现象,最长持续时间160min。在重现期为1、2、5和10年降雨条件下,协同优化的措施使得河道峰值流量分别下降了17.6%、4.9%、3.7%和2.6%,河道水位平均下降了35cm,排水系统的超载节点分别减少了16.7%、31.4%、34.2%和27.5%,超载管段的数量分别减少了25.0%、28.6%、30.8%和25.3%。

极端天气城市特大暴雨洪涝灾害特征再分析及应对策略

随着全球变暖和城市化快速发展,城市特大暴雨洪涝灾害风险日趋加剧。通过文献调研、科学分析与社会实践,首先凝练极端天气影响下城市特大暴雨洪涝灾害主要特征:包括降雨强度与累计降雨量大,突发性更强、预报极为困难,时空动态性明显、洪涝灾害耦合交互,分布范围广、多发群发,诱发次生灾害、级联效应明显,善于钻空子、找防汛漏洞,灾害破坏性与影响力更大。从多尺度自然环境、防洪排涝能力建设、洪涝减灾技术设备、防汛应急组织管理和洪灾防治政策法规等方面揭示城市特大暴雨洪涝灾害的主要成因,提出极端天气城市特大暴雨洪涝灾害科学应对策略,即:深化城市暴雨洪涝灾害级联效应理论,研发城市极端暴雨洪涝预测与精细化计算模型,提升城市暴雨洪涝应急防御技术与装备,推进城市防洪排涝体系全局协同防灾。研究成果有助于科学应对气候变化与极端天气影响下城市洪涝灾害面临的新挑战,进一步完善城市洪涝灾害防御理论技术与风险管理体系,对城市特大暴雨洪涝灾害的科学防控具有重要指导意义。

基于城市山地公园功能性空间的雨洪工程系统研究

城市山地公园受地形制约与建设扰动,往往集中分布大型不透水广场,产生大量暴雨径流。同时,山地坡度造成公园内汇流迅速,雨水滞蓄能力受限。作为城市开发建设抢占城市雨洪安全空间的典型案例,研究区山地公园充分利用景观水系、雨水湖以及道路雨水系统,构建三级雨洪系统,保证片区防洪安全及公园各功能分区的顺利实施;并将景观雨水湖改造为生态并联调蓄池,达到调蓄削峰的作用,保证公园建设满足内涝防治要求。雨洪工程系统方案的研究是基于城市山地公园特殊功能空间的一次精细化尝试,是雨洪系统与城市公园建设的有机结合,可为类似区域开发建设过程的内涝防治提供经验借鉴。

城镇化背景下小型陂塘的时空演变、保护与转型——以湖南衡阳雁峰区为例

古代陂塘系统发展出多种类型,在不同的尺度下均发挥了巨大的生态效益,尤其是场地尺度下小型陂塘,具有极强的灵活性与及时性,可以快速应对小尺度的旱涝问题。然而当今快速城镇化的现象使得小型陂塘大幅度消亡,区域生态功能降低,城市应对洪涝和干旱的弹性显著减弱。雁峰区作为衡阳城市建设的重心,该趋势尤为明显。我们根据雁峰区城镇化的进程选取了1986年、2001年、2014年、2022年四个时间切片,通过ENVI与GIS对区域内小型陂塘及周边用地类型的变化进行了研究,分析陂塘变化的趋势及消亡的原因,并根据城镇化侵袭过程中陂塘呈现的空间类型提出保护与再开发策略,并探讨其与现代雨洪系统结合的可能性。

广州市防洪治涝初步分析

通过对影响广州市雨洪的主要因素、洪潮遭遇的可能性和广州市涝灾类型等问题的分析，得出广州市洪水主要来自北（西）江及流溪河，雨涝是广州市３种涝灾中的主要灾害，指出加强都市雨洪的研究。

大连市地下储水空间雨洪资源利用模式

在介绍地下储水空间雨洪资源利用内涵的基础上,根据地下储水空间的类型、雨洪资源量及城市化程度把大连市地下储水空间雨洪资源利用模式分为丰水-河谷型、平水-河谷型、贫水-河谷型、丰水-岩溶型、平水-岩溶型、贫水-岩溶型、基岩裂隙型和城区模式共8种模式,其中丰水-河谷型、平水-河谷型以及丰水-岩溶型是主要的雨洪利用模式。

基于生态海绵流域视角的河湖联控方案研究——以湖南省凤凰县为例

海绵城市建设除了实施一系列低影响开发措施之外,还需通过河湖联控措施调丰济枯,实现保障径流总量控制率以及其他城市排水防涝安全、供水安全、生态安全等一系列涉水控制目标。基于生态海绵流域的视角,提出了海绵城市在建成区外和建成区内的建设思路以及相应的河湖联控策略:建成区外主要是做好城市防洪治涝的顶层设计,构建城市外围水安全保障体系,统筹考虑解决城市外围流域内的防洪安全、水资源、水环境、水生态等问题;建成区内以城市河湖为核心,科学安排、因地制宜进行城市海绵体建设,构建多尺度排水系统,弹性应对不同强度的降雨。以湖南省凤凰县为例进行了应用研究。结果表明,河湖联控方案实施后:(1)结合LID等其他海绵城市建设措施,凤凰县年径流总量控制率预期将达到82.9%,满足80%的目标要求;(2)凤凰县防洪排涝标准可以由目前的10年一遇提高到20年一遇的水平;(3)城乡供水保证率预期将达到98%,满足大于95%的目标要求;(4)雨水收集利用率预期将达到20%,满足大于10%的目标要求。可见,研究制定的凤凰县河湖联控方案在技术上是可行的,有效解决了凤凰县的防洪、水资源短缺和生态用水问题,为凤凰县的海绵城市建设提供了有力支撑和保障。

济南市城市扩展与城市暴雨洪灾

阐述了济南市城市扩展历程和城市暴雨洪灾概况,分析了济南市城市暴雨洪灾的成因。研究结果表明,浅盆地形和多暴雨的气候条件是济南市城市暴雨洪灾的自然致灾因素,而城市扩展后,城市雨岛效应增加了市区暴雨出现的频率与强度,城市外部排水变为内部排水,对下垫面性质及自然沟道、洼地的改造使城市洪量增大,滞时减小等,加剧了济南市城市暴雨洪灾的量级和频度。为应对严峻的城市暴雨洪灾,提出了排蓄结合的应对措施。即从源头上减少流经城区的洪水量,加强排水系统的整治,建立健全雨情、水情遥测网和城市防洪调度决策支持系统。

下凹式草地对降雨径流污染物去除效果研究

城市雨洪径流中污染物是城市地表水体和地下水体一个重要的污染源,为了控制城市雨洪造成的污染,采用草坪覆盖的垂直替流式人工湿地,处理收集到的马路径流雨洪中的污染物,结果表明,这种结构的湿地对NH3-N、NO3--N的去除率分别达到70%~80%、40%~80%;并且随着草坪湿地含水率的增加对NO3--N的去除率也随之升高。同时应用一级动力学模型,通过草坪湿地的实测数据对模型进行率定。将模型计算的结果与实测值进行对比,相关性分别达到0.955 2和0.989 9,表明在预测本次试验所设计的湿地对污染物去除的效果时,该模型具有很强的实用性。

浅谈规划中的城市雨洪利用

从实践可持续发展治水的思路出发,讨论将城市雨洪作为一种水资源加以利用的重要性、可行性及其在利用过程中所面临的主要问题,提出在规划编制、实施的过程中加强雨洪利用的主要措施,指出将雨洪利用纳入规划中,在减少城市洪涝灾害的同时,也在一定程度上缓解了城市水资源紧张的状况。

基于转移矩阵的覆被变化对城市雨洪影响分析

城市化进程的加快改变了地表覆被的时空分布特征,为探求地表覆被时空分布对城市雨洪的影响作用,以南京市主城区为对象,根据遥感影像资料与实测降雨数据,利用GIS空间分析技术,基于马尔柯夫转移矩阵分析了南京市主城区地表覆被空间格局的分布变化,建立了地表覆被时空变化影响下的南京市主城区雨洪模型,模拟分析了南京市主城区范围内城市地表覆被的空间分布格局变化对城市地表产流量、局部节点水量等的影响。研究结果表明:径流系数与地表覆被面积年际变化呈负相关,地表径流、最终地表蓄水与区域地表覆被覆盖面积成正相关。地表植被的空间分布格局对雨洪影响关系密切,局部节点汇水区植被覆盖率上升36.13%,区域产流量可以减少28.47%。地表覆被空间分布的不均匀是造成城市区域地表局部淹水的因素之一;地表覆被对城市雨洪产生的洪流水量形成具有一定的减缓、推后、延迟作用,同时可以接受、蓄积降雨产生的地表积水。

“海绵城市”理念下的下沉式绿地空间设计研究

以"海绵城市"为理念,结合美、德、澳、日、英、新西兰等发达国家及国内对雨水资源的利用研究来阐述构建下沉式绿地空间设计,建设可持续性、弹性的绿色城市,要从源头管理雨水,满足、完善城市给排水等功能,注重城市生态环境的保护和修复。文章以绿地公园、广场绿地、立交桥绿地、城市道路、居住区绿地等空间设计为载体,来提高控制雨水径流的渗透、调蓄、净化利用和排放能力,维持或恢复城市的"海绵弹性"功能,实现城市良性水文循环。

城市雨洪模型在排水系统升级改造中的应用

针对成都市洪涝灾害频发的问题,以成都市某片区为例,运用IFMS/Urban软件构建城市雨洪模型,分析该片区发生洪涝灾害的原因,并结合项目实际情况提出近远期解决方案。采用构建好的一二维耦合模型分析评估方案实施前后片区的淹没范围、淹没水深及河道行洪能力的变化情况,结果表明近期方案实施后片区防洪能力由现状的10年一遇提升至20年一遇,远期方案实施后片区洪涝问题可得到彻底解决。

海绵城市建设及发展研究

介绍了海绵城市的概念及提出背景,从设计理念与技术措施等方面研究了中国海绵城市试点应用现状,提出建议并展望其新兴发展趋势,为我国海绵城市建设不断积累经验。

城市道路设计中的新型雨洪控制利用技术

在城市规划与建设过程中,城市道路占据着十分重要的地位。随着城市化进程的飞速发展,城市道路工程建设水平不断提高,在很大程度上对自然水文的具体功能造成了严重的破坏。论文主要对道路建设中道路排水问题进行分析,并对当前常见的雨洪控制技术展开研究。