北京地区城市暴雨积涝灾害风险预评估

该文提出自下而上的城市暴雨积涝灾害风险定量评估方法,即在三级评估指标体系下,由下级指标综合核算上级指标系数。在第2级指标计算中,风险区划的危险性指数由历史降水量资料推算得出,风险预警则用实况及预报降水量来计算致灾因子危险性指数;暴雨敏感性指数综合叠加地形、不透水地表因子及河网密度得出;暴雨积涝的风险暴露因子侧重地均人口密度、地均GDP及重点防汛指标等因子,着重于城市地区人口、经济、防汛重点目标的暴露程度。然后在危险性、敏感性及暴露性指数的基础上叠加得出积涝风险指数。通过对比发现,得到的风险区划结果与2004—2008年北京地区暴雨积涝的历史灾情基本吻合。最后,选用北京2011年"6.23"暴雨作风险预警的实例应用检验及分析,结果表明:采用自下而上的快速风险评估结果与积涝的实际发生情况较为接近,无论是风险变化趋势还是风险区域分布情况均与当天的积涝发生情况基本吻合。即该方法能较为准确、快捷地圈定城市地区各级风险区域,能较好地满足风险评估、区划及风险预警的要求。

基于MIKE FLOOD的暴雨积涝模型在川沙地区的应用

前期以上海市浦东新区惠南镇为研究区域,以MIKE FLOOD为平台,耦合MIKE URBAN与MIKE 21,搭建暴雨积涝模型。将其应用于浦东川沙地区,以提高应对内涝灾害的能力。选取"2015-06-17"降雨灾情验证模型,并取得较好结果。应用模型评估研究区域现状雨水管网排水能力,大部分管道不满足1年一遇降雨的设计要求。分析主要易涝点及积水原因,模拟不同降雨重现期和不同水位边界工况下的积涝,以及评估对应的内涝风险,从而为防汛部门提供排涝减灾对策依据。

基于GIS的上海市嘉定区暴雨积涝灾害风险区划研究

根据2006-2012年上海嘉定区9个气象站点的小时降水资料,结合嘉定区的社会经济与自然地理要素,构建一个集致灾因子、孕灾环境、承灾体及防灾减灾能力为一体的区域暴雨积涝风险评价模型。通过GIS技术实现各指标的栅格化,并利用指数模型对各因子基于500 m×500 m栅格的基本单元进行计算,编制嘉定区的暴雨积涝灾害风险区划图,构成嘉定区五个等级的风险,分别为高、次高、中等、次低和低。区划结果表明嘉定区的暴雨积涝灾害危险性指数从中心向外围成递减的趋势,且嘉定镇、新城和工业南区相对风险较高,华亭、徐行、南航和江桥风险相对较低。经嘉定区历年暴雨积涝灾情资料、典型暴雨积涝案例和专家的验证,均表明风险区划的结果和实际灾情符合度较高,对嘉定暴雨积涝的防灾减灾具有重要的现实指导意义。

城市暴雨积涝灾害风险评价指标体系与概念模型

城市暴雨积涝灾害是一种突发性强、破坏性较大、处置救助较为困难的气象灾害之一,给城市居民生命安全及城市基础设施建设带来重大损失。研究依据自然灾害风险理论及自然灾害风险形成机制,阐述了城市暴雨积涝灾害相关概念,在此基础上构建了城市暴雨积涝灾害风险评价概念框架,从致灾因子的危险性、承灾体的暴露性与脆弱性、防灾减灾能力四个方面选取评价指标并构建指标体系,利用加权综合评价法、层次分析法建立城市暴雨积涝灾害风险评价模型,为城市暴雨积涝灾害风险定量评价研究提供了依据。

哈尔滨市道里区基于GIS网格尺度的城市暴雨积涝灾害风险评价

为了弥补行政区尺度的城市积涝灾害风险评价精度不足问题,提出了基于网格尺度的城市暴雨积涝灾害风险评价方法。网格具有栅格数据的显示形式,同时又有矢量数据的属性信息,通过对数据网格化使矢量数据更加详细化,有利于提高评价精度。本研究中,具体介绍了网格尺度城市暴雨积涝灾害风险评价指标网格化方法、步骤,并利用自然灾害风险指数法、加权综合法构建了城市暴雨积涝灾害风险评价模型,实现了基于网格尺度的城市暴雨积涝灾害风险评价,以期为城市暴雨积涝灾害应急管理提供参考。

廊坊市城区暴雨积涝灾害成因及防御措施

根据河北省廊坊城市暴雨积涝灾害历史案例,结合廊坊市城区地形地貌、市政工程、排水设施现状等,详细分析后发现:城市化的影响、城市暴雨积涝灾害气象服务体系不完善是廊坊市主城区发生积涝的重要原因。同时,根据廊坊城市暴雨积涝成因,有针对性的提出了城市积涝灾害防御的改进措施和建议,希望能够为廊坊城市排水管网规划建设、城市积涝防御设施建设及城市防洪减灾等提供科学决策依据。

基于GIS的城市暴雨积涝模拟教学实验项目设计

结合城市暴雨内涝分析教学内容,设计了基于GIS结合SWMM暴雨管理模型仿真模拟城市暴雨溢流的实验项目,建立了试验示例。试验项目形象直观地模拟暴雨排水管网溢流各个过程,真实精确地反映了城市暴雨溢流过程,能够较好地锻炼学生分析处理数据能力。

城市暴雨积涝数值模拟技术方法

洪涝灾害是中国最常见、影响最严重的自然灾害之一。在当前城市内涝模拟研究中,通常是对降雨过程中积涝最严重状态进行模拟,缺乏面向整个降雨过程的积涝动态过程模拟技术方法。本研究综合运用SWMM模型和GIS技术,通过对研究区的汇水区划分和排水管网概化建模,建立了研究区的SWMM模型,基于SWMM模型对降雨过程中汇水区积水量进行计算,利用地表积水有源扩散算法进行地表积水演进行计算,实现降雨过程中地表积水空间分布和积水风险深度模拟计算。以研究区2016年6月18日的降水过程进行积涝模拟及模拟误差分析,结果表明该技术方法具有良好的模拟效果。

基于城市水文模型模拟的暴雨积涝灾害风险预警研究

以土地利用及土地覆盖分类(透水及不透水地表组成)及格点化城市管网排水能力为水文模型主要输入参数,以雷达反演及外推雨量为强迫,模拟城市地表水反应过程及水动力过程,提出在城市水文模型基础上发展城市暴雨积涝风险预警及预报应用。水动力模型以二维浅水方程为基础,用变向隐式法分别在x轴和y轴方向上分两步求解差分方程。此演算方法具回水效应,间接实现了径流路径搜索的多重路径寻向,还原城市地表径流紊流、分流及散流较多的状况。研究分别以在线及脱线方式做了基于城市水文模型的模拟及检验分析。在线模式研究以2012年北京“7·21”暴雨为个例,用雷达定量降水估计强迫到城市水文模型中演算网格积水深度,模拟“7·21”暴雨积涝情景,发现模拟结果基本反映当天的积水及积涝发生情况;脱线模式模拟则侧重计算城市地区不同风险等级暴雨积涝的临界雨量值(风险阈值),尤其是积涝易发点的风险阈值。研究推导出北京地区49个积涝易发点积水深度分别达到0.2、0.5、0.8和1.2 m时的1、3和6 h的临界雨量,并以此作为北京地区暴雨积涝“蓝黄橙红”四个预警等级的划定标准。

三维GIS的城市暴雨积涝灾害模拟

针对传统基于二维GIS进行城市暴雨积涝模拟分析不能立体地展现积涝灾害动态演进过程、地物受灾情况的问题,该文提出了基于三维GIS进行城市暴雨积涝灾害模拟分析。该方法综合应用精细化建模与地物拉伸建模技术,通过区域DEM构建、地表路面建模、建筑物建模、地形匹配构建研究区三维模型;以改进的D8算法进行汇水区划分,应用径流系数法进行汇水区产流计算。研究结果表明,该方法能够有效实现三维场景中暴雨积涝积水深度、积水范围计算以及积水深度、受灾房屋、受灾道路可视化表达,为城市暴雨积涝灾害防灾减灾提供技术支撑。

城市暴雨积涝灾害风险突增效应研究进展

城市暴雨积涝风险突增效应研究对揭示此类风险与人类活动所导致的城市化过程的关系,及用于城市地区灾害风险识别及风险预警均有重要价值。本文从城市因素(地表粗糙度、气溶胶及城市热岛等)影响城市地区降水过程,以及城市地区土地利用和土地覆盖变化(LUCC)影响城市地表水文反应过程2个方面综合论述风险突增效应研究的进展及主要结论。在研究方法上,总结了现有文献所用的暴雨危险性的主要评估模型,认为暴雨危险性计算需要结合雨强及暴雨持续时间。城市地表对暴雨积涝的敏感性分析需借助城市水文模型;在模型分析过程中,应注重雨量数据的有效性,以及城市排水管网、土地利用和土地覆盖等资料的可获取性及概化。为定量评估城市暴雨积涝风险突增效应,需要使用更高时空分辨率的数据资料分析暴雨危险性特征,通过细化及发展城市水文模型,完成敏感性实验分析;在此基础上,综合危险性及敏感性特征,评估城市地区暴雨积涝风险,揭示暴雨积涝风险在城市地区的空间分布差异及风险突增效应。相关成果可用于城市暴雨积涝的风险识别、评估、预警及风险管理。

上海市浦东新区川沙地区暴雨积涝数值模拟

采用数值方法构建一维城市管网模型、二维地面漫流模型和一二维藕合模型,对城市地区进行管网水流和地面漫流模拟。应用DHI2011软件,建立川沙地区暴雨积涝模型。模拟不同重现期降雨下,川沙片区的积水范围、最大积水深度及其所在位置。

柳州市积涝过程模拟及灾害风险评估

利用柳州市暴雨积涝灾害仿真模型,对不同类型降水过程造成的积涝灾害进行了数值模拟,并对柳州市积涝灾害风险进行了初步的量化评估。结果表明:大暴雨以下降水,积涝灾害风险以Ⅰ级和Ⅱ级为主,降水量级达大暴雨以上时,出现Ⅲ级的积涝灾害达25%以上,当降水量R>150mm时,Ⅲ级达37%。积水深度实测值与模拟值绝对误差主要分布在20cm以内,大暴雨以下降水,误差值主要分布在10cm以内,随着降水强度增加,绝对误差值也随之增大。每年第一场暴雨造成的积涝灾害往往比模拟结果严重,而久晴转暴雨过程则相反。此模型对拓展城市灾害预报服务领域,开展城市暴雨积涝灾害风险量化评估具有一定的参考作用。

天津市东丽区积涝应急系统研究

东丽区属典型的季风型气候,降雨量在年内分布非常集中。大的降雨量则造成排水不及,形成积涝,由此造成生产、生活的不便及经济损失。针对天津市东丽区的暴雨积涝情况,分析了其区域积涝原因及工程现状,提出了建立暴雨积涝应急系统,包括系统的具体构建及结构的实现功能。

基于地理国情监测数据的暴雨洪水管理模型优化

暴雨洪水管理模型作为动态模拟的城市暴雨积涝模型,被广泛应用于城市积涝负荷估算研究,并在很多小尺度研究中取得了很好的效果。随着中国城市发展不断加快,城市积涝研究的空间尺度也随之变大,如何科学合理地构造模型,并且保证模型的精度成为研究中的一个重要问题。基于地理国情监测数据,分析暴雨洪水管理模型应用于城市区域暴雨积涝模拟时地理国情监测数据对模型精度的影响,并在此基础上,在汇水区划分、管网概化、节点选取3个方面对其参数进行优化。以陕西省延安市为例,利用优化后的模型对3场真实降雨相关数据进行分析,给出对延安市内涝风险的区域划分。研究结果表明,溢流节点和超载管段基本符合街道淹没情况,为延安市内涝风险防治提供了科学参考。

福州市大学新区暴雨洪水积涝数学模型研究与应用

针对福州市大学新区暴雨洪水积涝灾害严重的现状,根据研究区域的水文、气象、排水和水力特征资料,建立了溪源溪流域暴雨洪水积涝数学模型,计算结果表明模型能正确反映"圣帕"和"龙王"台风时福州大学新区的淹没情况.在此基础上,将所建模型应用于大学城新区的防洪排涝规划体系.