InfoWorks ICM-Delft 3D耦合模型在排水体系中点源污染溯源研究

城市排水的点源污染是引起黑臭水体的重要原因之一,该研究借助多元监测体系获得的水质数据,结合InfoWorks ICM-Delft 3D耦合模型及差分进化算法(DE)构建了污染溯源模型。以中山市某区域为研究对象,验证了耦合模型与DE算法对污染溯源的有效性。研究表明,连续排放污染源的位置、流量、污染物浓度的溯源精度较高,相对误差均在±0.12的范围内,并且污染溯源精度随着污染源流量增大而下降;随着污染流量增大,瞬时排放污染流量与浓度溯源的相对误差逐渐减小,模型对高流量污染事件的溯源精度较高。该模型体系的构建和应用为城市排水点源污染的溯源提供了科学指导。

基于InfoWorks ICM模型的城市小区LID组合方案成本效益研究

针对低影响开发(LID)雨水系统建设中存在成本与效益难以平衡的问题,选取甘肃省天水市某居住小区为研究对象,构建InfoWorks ICM一、二维耦合模型,以不同LID组合方案在不同降雨重现期下的径流总量控制率、径流峰值削减率、积水面积削减率、积水量削减率、固体悬浮物(SS)削减率、化学需氧量(COD)削减率为效益表征量,结合LID设施的生命周期成本定量分析成本效益。结果表明:包含绿色屋顶的LID组合方案成本效益偏低,但对于高重现期降雨具有较强的适应能力,更适用于暴雨频发地区;LID组合方案对于积水面积削减率与积水量削减率的成本效益较高,能有效缓解内涝积水,对于COD削减率的成本效益较低,需进一步优化;雨水桶+生物滞留设施+透水铺装作为总成本效益最高的方案,更适用于研究区域LID雨水系统的建设。研究成果对LID雨水系统的优化设计具有重要参考意义。

基于InfoWorks ICM软件的新堆场形式集装箱港区排水模型测试

为进一步分析论证港区的排涝能力,以广州某大型集装箱港区为例,采用InfoWorks ICM软件构建港区排水模型,通过模拟不同重现期的降雨过程,分析不同堆场形式下港区溢流节点数、出现最深积水时间、最大积水深度等指标,论证普通集装箱堆场与新型下凹式集装箱堆场的抗洪涝风险能力。结果表明,采用新型下凹式集装箱堆场后,港区的抗洪涝风险能力明显提高,下凹式堆场表现出明显的调蓄作用。

基于Infoworks ICM模型的沿海城市暴雨内涝分析

针对沿海城市特大暴雨及其引发的城市内涝问题,以福州市为例,构建了基于Infoworks ICM的城市一维排水管网和二维陆面水动力精细化耦合模型,并将该模型应用于福州市古田路片区2021年8月“卢碧”台风暴雨内涝分析,验证了模型模拟精度较高,进而基于此模型,分析了不同重现期下古田片区暴雨内涝过程,提出了两种“海绵化”改造方案并模拟其对研究区暴雨内涝的缓解效果,发现增大管径更有利于改善研究区内涝现状。研究成果可用于准确计算福州市城区地下排水和陆面积水过程,为沿海城市防洪排涝实时决策提供技术支撑。

基于InfoWorks ICM模型的地铁站点洪涝模拟与分析

以太原地铁1号线一期工程为例,构建了基于InfoWorks ICM的地铁站点排水模型,并通过实测暴雨数据进行率定验证,保证了模型计算和结果分析的可靠性。结果表明:在设防标准降雨情景下,通过该模型可模拟得出太原地铁1号线各站点可能的淹没水深、淹没范围,全面地反应了各地铁站点防洪防涝能力,为地铁站点后续的建设和运营提供科学的技术支撑。

Info Works ICM管网模型在洪涝淹没分析中的应用

随着城市现代化的建设和发展,城市洪涝安全问题日益突出,近几年我国频繁出现城市内涝灾害,给广大人民群众生命财产造成损失。国内多地已经在城市规划中对城市洪涝安全问题开展专项评估,以广州市某规划地块为例,基于Info Works ICM城市综合流域排水模型软件,构建区域排水管网模型,对多种设计工况下的区域排水管网排水能力和积水深度进行模拟,可为城市防洪排涝系统和海绵城市提供规划和建设的依据。

基于InfoWorks ICM模型的径流污染影响因素研究

径流污染是造成城市水体黑臭的主要原因之一。为更好治理城市水体,利用InfoWorks ICM模型研究九江市的雨水径流污染影响因素,分析降雨前晴天天数、用地类型及降雨强度。结果表明:随着降雨前晴天天数增加,CODcr峰值浓度最高可达到600.1 mg/L;在人员活动密度高的地块,CODcr冲刷总量约为低人口活动密度地块的6倍(20.5~119.5 kg);随着降雨强度的加大,CODcr峰值浓度最高可达到5.28 kg/m^(3)。

山区县域洪水预测研究--以阳朔县为例

山区县域的洪水灾害是我国防洪减灾体系中的薄弱环节。为提升洪水预测的准确性,以桂林阳朔县为例,基于HEC-HMS和InfoWorksICM模拟平台,构建田家河流域的水文水动力模型。利用2017—2022年间多场洪水数据对模型进行率定和验证。在此基础上,根据田家河与漓江的洪峰遭遇,预测12种不同洪水重现期组合的情景工况,并对每种情景下的淹没耕地面积、村庄数量、旧城区淹没面积以及新城区淹没面积进行统计和分析。研究结果表明:(1)遇龙河沿岸受灾情况受其上游暴雨洪水的影响,田家河流域洪水重现期TTJH=50a时,淹没耕地面积将超过8.15km2,沿途受影响村庄超过27个;(2)旧城区主要受漓江过境洪水的影响,漓江洪水重现期TLJ=20a时,漓江水位漫堤行洪,西街将处于1~2m的水深之中;(3)新城区对田家河流域及漓江洪水都表现出较高的敏感性,当洪水等级超过TTJH=10a且TLJ=20a或者TTJH=20a且TLJ=10a时,新城区将会遭遇较严重的洪灾。研究结果可为山区县域洪水预测提供参考。

InfoWorks ICM模型在截污工程中的评估应用——以九江市老鹳塘污水系统为例

基于雨水出流污染的复杂性、随机性,为更好指导污染雨水的原位净化研究,以九江市老鹳塘污水系统为工程实例,开展雨水出流污染数学模型模拟研究。利用InfoWorks ICM模型,分析沿湖截流调蓄与原位净化处理设施工程改造对雨水出流污染的削减效果。研究模拟结果表明,待工程顺利完工实施后,年入湖溢流水量和年径流污染CODCr入湖污染负荷均预计有显著的削减效果:排口年溢流频率减低80%,溢流水量削减率为78.5%,径流污染CODCr年负荷削减率为87.6%。

最优尺度变换—层次分析法视角下城市内涝风险评估

在城市暴雨内涝频发的背景下,以辽宁省阜新市主城区为研究对象,利用无人机采集处理得到高精度正射影像和DEM,结合城市排水管网数据建立InfoWorksICM的耦合水动力模型,对城市内涝进行模拟研究和精度验证。通过对城市内涝灾害系统的三个组成部分——致灾因子、孕灾环境和承灾体的分析,对其指标因子进行最优尺度变换和层次分析法分析(AHP)。利用情景模拟结果和指标体系技术建立城市内涝风险评估模型,并利用GIS空间分析技术绘制直观的风险评估图,多角度解释阜新市主城区内涝原因并提出建议,研究结果也可为其他城市内涝防治提供借鉴。

基于InfoWorks ICM的深圳市内涝灾害居民室内财产损失研究

在全球气候变化和当前城市化进程背景下,我国城市暴雨内涝发生的频次、强度及引起的灾害损失呈逐年增加趋势,城市暴雨内涝灾害风险评估是预防灾害、降低灾害风险和损失的重要非工程措施之一。收集深圳市民治片区排水系统和地理资料,构建一、二维耦合的民治片区InfoWorks ICM城市雨洪模型,选用实测降雨内涝资料对模型进行验证,结果表明该模型具有良好的精度和可靠性。以深圳市某个中等收入家庭为计算单元,模拟深圳市居民室内财产的组成和分布,分析各类居民室内财产水淹深度阈值,采用合成曲线法拟合深圳市居民室内财产淹没深度-损失率曲线,利用所构建的InfoWorks ICM模型模拟计算100年一遇设计暴雨情景下研究区域淹没水深,基于居民室内财产淹没深度-损失率曲线得到研究区域100年一遇暴雨重现期下居民室内财产损失,为城市内涝灾害风险评估提供技术支持。

基于Infoworks ICM模型的排水系统能力分析

本文以中新生态城起步区为例,基于Infoworks ICM模型,建立包含河道的排水系统模型,系统、全面地分析了排水系统的能力.结果表明,现状排水管网遭遇3年一遇降雨时,过流管道比例达到70%~80%,排水管网的能力不足;应对20年一遇降雨时,蓟运河故道的水位超过亲水平台高程,影响其安全;77.81ha区域超过内涝设计标准,最大积水深度1.45m,最长淹没时间36h;其中64%的面积最大积水深度在0.15~0.3m,53%的面积积水时间在2~6h之间.

基于ICM的精密指针式仪表自动读数方法

针对精密指针式仪表自动读数算法自适应性较差的问题,提出一种基于ICM的精密指针式仪表自动读数方法。该方法基于二值化后仪表图像的噪声信息分布特性,利用ICM点火时序矩阵在图像相邻像素间的并行递进关系,研究和实现图像的腐蚀和膨胀,并设计加权最大类间方差法自适应地计算迭代次数,消除刻度周边噪声,提取到刻度圆弧所在位置。最后根据圆弧极径、极角等信息对刻度区域做极坐标变换输出图像,采用距离法对极坐标变换后图像进行读数判读。实验表明,自动读数结果与实际数值相比误差均小于0.2%,算法稳定可靠。

动态冠层模型ICM的改进及其对中高纬地区植被季节和年际变化的模拟试验

植被动态冠层模型Interactive Canopy Model(ICM)考虑了生态系统中较完整的碳氮循环过程,能够较为客观真实地描述较短时间尺度上植被的动态变化特征。本文在ICM原有碳氮分配方案基础上,考虑了植物花、果实等新生组织对碳氮分配的影响,假设新生组织碳库是花期以后植物的主要碳汇之一,并利用物候模型Forc-Sar预测花期,调控碳氮分配过程;用卫星观测的LAI(Leaf Area Index)产品对模拟的北半球中高纬度地区植被的季节和年际变化过程进行了对比分析。结果表明,改进后的ICM能够更好地模拟北半球中高纬植被的季节变化过程。7月前后是模拟的植被生长最旺盛的时间,与实际情况更为一致,从而较好修正了原方案中模拟的植被生长落后于实际观测的问题;模拟与观测值的季节变化相关系数有了显著提高,各类型植被的模拟误差也都不同幅度减小。改进后模拟与观测的年际变化相关性也有了一定程度的提高,但年际变化趋势的改进效果稍弱。模拟的LAI变化改变了地表能量平衡和水汽收支状况,对于美国东部温带落叶阔叶林来说,植被吸收太阳辐射、叶面和地面的感热、潜热通量在植被生长前期的变化量最大,说明改进后的ICM将会引起模拟下垫面物理状况的改变。

基于ICM的局部不变特征提取方法

提出了一种新的基于交叉皮层模型(intersecting cortical model,ICM)的局部不变特征提取方法。首先将k-means聚类后的Harris角点作为关键点,接着以关键点为中心构造特征区域,最后采用ICM图标信号对特征区域进行描述作为局部不变特征。实验结果表明:该方法所获取的局部不变特征具有很好的可重复性,并且当目标处于复杂背景以及遮挡条件下具有较好的识别性能。

基于InfoWorks ICM模型的合流排水渠箱优化调度研究

目的优化广州市东濠涌(珠江广州段河道)流域的合流排水渠箱泄水闸的运行方式,解决泄水闸开闸频繁的问题.方法基于InfoWorks ICM软件,建立东濠涌流域的排水系统水力模型,筛选实测的降雨量和液位,以中雨、暴雨降雨数据用于模型参数的确定,大雨降雨数据用于模型验证,模型模拟得到最优开闸液位.结果优化后的合流排水渠箱泄水闸最优开闸液位为2.80 m,较之人工操作的开闸最高液位2 m提升了0.8 m;泄水闸运行方式优化后,2017年1月~2017年7月减少开闸次数7次,等比例换算至年开闸次数减少比例为77%、减少泄水闸年泄水量总和为378669.13 m^3.结论经验证后InfoWorks ICM水力模型可靠性高,可模拟分析得到最优开闸液位,更有效地防止内涝、减少河涌污染.

ICM模型的水文参数局部灵敏度及其稳定性分析

将城市综合流域排水模型(ICM,Integrated Catchment Management Model)应用于武汉长江隧道及其周边区域,采用2013年7月的3场独立场次降雨资料对模型进行率定。在此基础上利用修正的Morris筛选法定量分析ICM模型中水文参数的局部灵敏度,并采用统计学方法分析各参数敏感度值的稳定性,为模型的参数率定提供参考。结果表明,对于径流系数,产流表面不透水率是敏感参数;对于流量峰值,产流表面不透水率为高敏感参数,汇水区面积,产流表面坡度和汇流参数为敏感参数。不同场次降雨模型的参数敏感度值具有较大差异性,初损对径流系数和流量峰值的输出影响最不稳定,表现在变异度最大,高达107.7%和244.95%,而管道长度和管道曼宁系数最稳定,变异系数都为0。

一种图像空间下的ICM聚类方法

针对图像聚类问题,提出了一种基于图像空间关系的聚类方法,采用场模型描述图像之间的空间关系,利用K-近邻思想构建图像邻域系统,聚类过程中无需手动标记特征表示的图像类别信息,只需要给定初始类别数,通过条件迭代算法(ICM)对图像进行聚类。该文通过实验分析了图像样本大小、图像特征维数、图像特征类型、初始类别标签对聚类结果的影响,通过与多种经典聚类算法进行对比,实验结果充分验证了该方法的有效性。

一种改进的ICM遥感影像分割算法

针对传统的迭代条件模式(iterated conditional model,ICM)算法应用于遥感影像分割时容易出现离散斑块和孤立点的问题,提出了一种基于马尔科夫随机场(Markov random field,MRF)的改进ICM遥感影像分割算法。首先,在获取初始标记之前加入保边去噪效果良好的双边滤波器(bilateral filter,BF),用于遥感影像的预处理;并用多阈值最大类间方差法(Otsu)获取初始标记,以克服传统的初始标记获取算法中K-means聚类算法类别数不确定和算法复杂度不易控制以及错分现象明显等问题;然后,利用MRF描述像元的空间相关性,形成顾及上下文信息的ICM遥感影像分割算法。通过遥感影像数据分割实例验证,所提方法的分割精度优于传统的ICM算法。

基于Markov-ICM与GAC的木材表面缺陷分割模型对比研究

木材缺陷会降低其经济价值,造成资源浪费。机器视觉分割模型对木材表面缺陷进行检测处理可以提高利用率,为了研究不同纹理分割模型的特性,采用Markov-ICM与GAC算法对不同木材表面缺陷进行分割对比研究。基于木材纹理信息数据的研究,对带有缺陷的纹理信息进行分析,对相应的分割模型进行改进。实验表明,改进后的GAC模型可以提高分割的准确性与实时性。