平原城市高度建成区暴雨内涝模拟及防治研究

针对平原城市高度建成区暴雨引发的城市内涝问题,以珠三角城市东莞市为例,基于MIKE FLOOD平台,利用MIKE URBAN、 MIKE 11和MIKE 21构建了城市内涝耦合模型。同时,结合历史暴雨事件提出一种长历时暴雨设计雨型,分析50 a一遇设计降雨重现期下东莞市中心城区暴雨内涝过程和积水特征,提出改善“大排水系统”排水能力的内涝治理措施并评估其实施效果。结果表明:东莞市中心城区内涝的主要原因为河道水流顶托及道路排水不畅,河道拓宽整治结合道路竖向调整可使管网溢流程度降低45%,内涝淹没面积减小73%。提高研究区内河、道路排水通道等“大排水系统”的排水能力对改善研究区域的内涝现状效果显著。研究成果可为平原城市高度建成区的内涝治理提供技术支撑。

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。

郑州市新、老城区暴雨内涝灾害风险指标重要性分析

为探究影响城市暴雨内涝灾害风险的评价指标及各指标的重要性,以郑州市高新区和金水区作为新、老城区的代表,建立了涵盖自然要素和社会要素的风险指标评价体系,并利用随机森林模型分别确定了各评价指标对新、老城区暴雨内涝灾害影响的重要程度。结果表明,对于新、老城区来说,孕灾环境敏感性均是最重要的一级指标,其中,不透水率、管道密度分别是地表、地下孕灾环境最重要的三级指标;致灾因子危险性对于金水区和高新区的重要性最低,且雨量的重要性远大于雨型;新、老城区的差异主要体现在承灾体稳定性,其对于金水区、高新区的重要性分别为0.23、0.09。结果可为郑州市暴雨内涝灾害的防治提供一定参考。

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。

地震灾害预测和应急模拟系统的设计与应用——以永安市城市应急系统为例

城市防震减灾是地震潜在频发区提高自然灾害防治能力建设的重要方面。本文结合福建省永安市城市防震减灾信息管理系统的建设,探讨设计防震减灾数值模型,分析模型集成的关键技术,构建了地震风险评估、建筑物易损性评价、生命与财产损失估算、救援与救灾管理调度等模型和基于GIS开发的震害预测和应急模拟系统。该系统在福建省永安市的实际应用表明,通过对地震灾害预测结果的分析,可加强城市抗震中的薄弱环节,为灾区政府应急响应和制订对策提供决策支持辅助信息,从而显著提高城市防震减灾的综合能力。

城市暴雨内涝灾害居民避难行为研究

城市暴雨内涝灾害发生频率与强度越来越大,给城市居民生命和财产造成严重威胁。选取居民避难主观意识、避难行为态度、避难自我效能、避难演练、避难意向5个变量,利用结构方程模型综合构建城市暴雨内涝灾害居民避难行为理论模型,分析居民避难行为的影响因素以及各影响因素与避难行为间是否存在显著关系,同时构建居民避难行为影响因素间的路径关系,分析变量间的作用效果,并通过实证研究对模型的适配度进行校验。结果表明:居民避难主观意识、避难行为态度、避难自我效能对避难意向有积极作用,且避难意向在各变量对居民避难行为的影响过程中起着显著的中介作用;居民避难主观意识对避难演练的实施有着显著的作用,且在居民避难主观意识与避难行为作用的过程中起显著的中介作用。该研究结果可为城市居民防灾避难提供决策依据。

基于地表不透水特征的局地暴雨内涝灾害风险等级制图及分布特征分析——以天津主城区为例

城市局地暴雨内涝风险等级识别和制图对于防范洪涝灾害风险及提升韧性城市人居环境具有重要的科学意义。文章以天津市主城区为例,利用融合高精度的地表不透水特征数据的土壤保持服务-径流曲线数模型(soil conservation service-curve number,SCS-CN),分析了城市地表径流状况、地势状态和汇流的分布特征,从而识别不同下垫面特征的暴雨洪灾风险的特征。结果表明:天津市主城区暴雨内涝灾害风险区呈现中心城区聚集、环城四区分散的环状分布格局,暴雨内涝灾害区多分布在高密度不透水和建筑的老旧城区以及商业圈,城市高产流区主要分布在和平区、南开区以及河东区;城区内部的公园绿地通过植物冠层的截留和土壤下渗可以减低内涝灾害发生的风险。当发生大规模降雨时处在地势低洼的立交桥也是内涝灾害发生的热点区,地表产流高风险区是天津主城区暴雨内涝灾害风险区的主导类型。在城市发展规划中需加强中心城区绿化基础设施建设,提升韧性城市和人居环境。

城市暴雨内涝灾害及其产生原因和对策

暴雨是指降水强度很大的雨，常在积雨云中形成。中国气象局规定，每小时降雨量16毫米以上、或连续12小时降雨量30毫米以上、24小时降水量为50毫米或以上的雨，称为“暴雨”。住房和城乡建设部2011年对全国351座城市的调研表明，2008—2010年的3年间，

城市雨洪灾害防治的实践挑战与发展取向

改革开放加速了中国的城市化进程,城市成为现代社会的主要聚居空间和生活样态,城市安全关系公众的生存和生活需要,关系高水平平安中国建设全局。近年来,城市内涝频繁发生、高密度城市地区暴雨洪涝灾害问题日趋严重。洪涝灾害已经成为我国城市面临的主要自然灾害之一。可以预见,在未来较长一段时期,我国将面临极端自然灾害频发、超大城市群崛起和社会经济高质高速发展共存的复杂格局。防治暴雨导致的城市内涝是重要的民生工程,也是维护和实现城市安全、推动城市高质量发展必须面对的重要问题。

暴雨内涝下城市道路交通系统安全韧性评估

为评估暴雨内涝对城市道路交通系统的安全韧性影响,通过分析道路交通系统安全韧性因素,划分排水网、道路网、交通网及应急网等4层网络,构建城市道路交通系统韧性网络分层模型,并给出模型内涵与机制;结合该分层模型设计系统韧性评估指标体系,采用模糊层次分析法(FAHP)给出定性和定量相结合的系统韧性评估方法;最后,以北京某区域暴雨内涝灾害实例进行验证分析。结果表明:3次降雨后,系统韧性机能曲线均产生严重下降,降幅分别为68.18%,51.28%和59.52%,系统平均韧性为0.57,韧性评估结果为0.53,评估结果和实例分析基本一致。所提方法能够开展暴雨内涝下的城市道路交通系统安全韧性及演化趋势分析,准确评估系统安全韧性,从而提高系统安全韧性的管理水平。

计算机城市灾害预测系统

根据灰色系统理论，为城市灾害行为提供科学可靠分析，进行灾害预测，是有效的城市防灾及减灾对策的科学依据。此系统基于地理信息系统（GIS），做到了良好的动态图形界面和人机对话环境，为政府部门、消防、房管、保险公司提供了科学防灾数据，对预防和减轻灾害有着巨大的社会和经济效益。

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。

城市暴雨局部内涝灾害风险评估方法研究

为实现更加精准的城市暴雨局部内涝灾害风险评估,设计了一种新的城市暴雨局部内涝灾害风险评估方法。通过极值标准化法实施数据的标准化处理,以消除数据量纲,对指标风险方向进行统一。通过熵权法计算风险评估指标对应权重,实现城市暴雨局部内涝灾害风险评估。利用设计方法对某地区实施城市暴雨局部内涝灾害风险评估。在重现期最少和最多的情况下,计算的指标对应关联度均较高,表明设计方法的城市暴雨局部内涝灾害风险评估能力较强,可以实现可靠而合理的风险评估。

鸿业暴雨排水及低影响开发模拟系统在城市道路内涝整治设计中的应用

项目中的市政道路位于已建城区,历年暴雨期间内涝严重,因改造条件受限,拟仅通过雨水管网改造解决内涝问题。为制定经济合理的管网分期改造方案、准确分析内涝成因、预估不同降雨条件时改造方案的实施效果,项目采用鸿业暴雨排水及低影响开发模拟系统进行模型构建,并采用传统推理公式计算法辅助分析。通过软件模拟对现状管网重现期进行评估;对近期管网改造方案在10年一遇、20年一遇、50年一遇降雨条件时的道路积水情况模拟,以验证近期改造效果;通过反复试算最终确定了50年一遇内涝设计标准下的管网改造方案。项目采用鸿业暴雨排水及低影响开发模拟系统辅助方案设计,利用其超标重现期下内涝设计的功能,软件操作以AutoCAD为平台,避免了软件输入数据的处理、转换以及软件模块间的外部耦合,操作过程简单、模型构建时间短。与传统推理公式法计算相比,优化了管道管径,由于该软件目前较少应用于超标重现期下的道路内涝整治设计,可为类似内涝整治工程提供技术参考,且对数学模型法的推广应用具有非常重要的意义。

重庆市合川区大暴雨引发的城市内涝灾害防御思考

近年来,大暴雨的发生往往会导致城市内涝,出现交通、水电、网络等设施的中断,危害人们的生命财产安全。本文以重庆市合川区为例,分析了引发城市内涝的主要影响因子,包括特殊的地形地貌、复杂的气候因素、快速的城市化发展等,并提出了针对性的气象服务防御措施。

城市暴雨内涝数学模型的研究与应用

以城市地表与明渠、河道水流运动为主要模拟对象,研制了模拟城市暴雨内涝积水的数学模型。模型以平面二维非恒定流的基本方程和无结构不规则网格划分技术为骨架,同时,针对小于离散网格尺度的河道或明渠,应用了一维非恒定流方程的算法。采用分类简化处理的方法,将通道分为河道型、路面型、特殊通道型(城市内的二级河道),根据不同类型简化动量方程,求任意网格各个通道上的单宽流量。采用一维非恒定流方程模拟地下排水管网内的水流,并给出泵站、闸门、淹没出流管道等排水系统的处理方法。根据无结构不规则网格的设计思路,按照天津、南京、南昌三市的地形地貌特征分别设计多边形的计算网格。介绍了城市面雨量的计算方法以及数学模型在天津市、南京市、南昌市的应用情况和误差分析。

天津市暴雨内涝灾害风险分析

分析了城市化对暴雨内涝灾害风险分布的影响 ,介绍了天津市暴雨内涝灾害仿真模型的基本原理及实际暴雨过程的验证情况。在分析天津市暴雨频次分布的基础上 ,根据天津市的暴雨特点和汛期排水运作规则 ,利用天津市内涝灾害仿真模型 ,对不同类型的降水过程进行了数值模拟 ,并对暴雨引起内涝灾害的风险进行了初步的量化评估。

城市暴雨灾害的影响程度及对策研究——以长沙市为例

通过对近年暴雨资料、城市建成区平均高程数据和城市排水管网资料的考察,以及对城市暴雨灾害危险性、脆弱性、暴露性的分析,制定了适用于长沙市的暴雨灾害风险评估方法。利用该方法对长沙市现有建成区798个地块的暴雨灾害风险进行了评估,将其分为高风险区、中风险区、低风险区3个类别。在此基础上,总结了长沙市暴雨灾害风险区的分布规律,并提出了一系列对策措施,包括更新城市排水管网、建设地下集水库、建立雨水自排系统和建设紧急排涝系统等。

城市现有房屋震害预测智能辅助决策系统

本文简要地阐述PDKSCB-1智能辅助决策系统在城市现有房屋震害预测中的应用和系统的结构,包括:系统框图、影响因素和网络关系,数据库和知识库的建造,搜索技术的应用和输出实例。应用PDKSCB-1系统可预测城市现有房屋的群体震害,评估人员伤亡和经济损失,识别高危害的房屋类型和高危害的街坊小区及其潜在震害和危害的分布。

中国持续暴雨及洪涝灾害的成因与预测

持续性特大暴雨及洪涝灾害的成因及其预测 ,是国际科学界难以攻克的难题之一。本文综述了作者近 2 0年来对越赤道气流的研究及其与中国持续性特大暴雨和洪涝灾害的关系 ,并简要介绍了北京大学李宪之教授有关“宏观系统”的概念及国家地震局曾小苹研究员对地磁场异常与暴雨和洪涝关系的研究成果 ,以及在以上科研成果基础上创立的“气象与地球物理综合法”在1998— 2 0 0 2 5年中 ,在中国汛期降水预测实践中所取得的结果。