基于Infoworks ICM模型改进的监利市内涝灾害风险评估体系研究

为评估湖北省监利市中心城区的内涝风险,结合层次分析法与指标体系法构建内涝灾害风险评估模型,针对积水指标,运用Infoworks ICM软件构建一维二维耦合水力模型,通过暴雨模拟评估管网排水能力并得到详实的积水数据。结果表明:研究区西南地块老城区内涝风险性最高,向四周逐渐降低;易涝点位主要分布于老城区部分道路沿线。研究结果为监利市内涝防控提供指导,弥补了传统指标体系法对于数据利用不充分的缺陷。

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对西安某调蓄池及防涝泵站优化设计研究

针对西安某现状雨水出口排水设计标准低、排水能力不足的问题进行分析,引出新建雨水出口调蓄池及防涝泵站的必要性,继而确定工程位置和布置形式;基于推理公式法、InfoWorks模拟法2种方法计算雨水设计流量,利用3种方法计算调蓄池容积,并通过InfoWorks软件模拟确定了3种调蓄池容积对应的泵站规模,通过方案比选分析确定“2.7万m3调蓄池+63 m3/s泵站”为该项目最优组合。通过泵站-调蓄池模拟运行流量过程线完整地模拟了一场暴雨过程,并运用CFD对调蓄池及防涝泵站的流态进行模拟。模拟结果显示,防涝泵站建成后区域排水能力将由9.6 m3/s提升至96.0 m3/s,暴雨重现期将由1.5 a提升至5 a;调蓄池建成后能有效地削减洪峰流量,最大限度地控制地表径流污染物排入河道。

基于InfoWorks的金钟街老城区内涝防治研究

天津历史上发生过多次内涝事件,城区中小河水位居高不下,排水不畅,给天津市交通和居民出行造成了严重影响,社会经济受到过严重损失。以天津市金钟街老城区为例,利用InfoWorks软件搭建并耦合一维和二维模型,对现状片区内涝情况进行综合模拟与评估,提出源头减排、中游管网改造及下游增加调蓄容积的治理措施,通过对治理措施的影响分析提出适合该片区的综合治理方案。模拟结果显示:内涝治理后,积水点1、2的最大积水深度较内涝治理前分别减小48.4%和60.7%,退水时间较内涝治理前分别缩短70.8%和80.2%,排水管网达到了100年一遇的标准。表明提出的综合治理方案科学合理,为老城区治理措施的选取及内涝防治提供了新思路。

基于InfoWorks ICM的内涝风险评估与分析

基于InfoWorks ICM构建1D、2D耦合的浙江省某新区内涝排水模型,根据模拟得出的研究区管网负荷状态、地面积水深度、地面积水时间等,分析和评价研究区管网排水能力和内涝风险情况。研究区现状管网系统的排水能力尚未达到3年一遇的排水设计标准,管网排水能力大部分在0.5年一遇之下。且在20年一遇设计暴雨下存在内涝高风险区,内涝风险区主要发生在下垫面硬质化较为严重、地势较低、管网缺失和管径较小的区域。建议完善研究区空白区排水管网系统,并对未达到设计标准的管网进行改造。

基于InfoWorks ICM的深圳市民治片区洪涝风险评估

以深圳市民治街道片区为例,构建基于InfoWorks ICM的一维—二维耦合城市洪涝模型,模拟研究区在设计暴雨重现期为100年一遇情景下洪水淹没深度与淹没历时分布,构建基于危险性—易损性的评估框架,并综合研究区的致灾因子、孕灾环境、承灾体和防灾减灾能力,基于情景模拟法和指标体系法绘制研究区洪涝灾害风险区划图。结果表明:一维—二维城市洪涝模型在模拟地面淹没水深上与实测数据误差较小,获取的致灾因子数据具有较好的精度;洪涝灾害风险等级主要受淹没深度和淹没历时影响;洪涝灾害高风险地区主要分布在片区北部和东部社区,西部区域风险等级相对较低。

基于InfoWorks ICM的北京市西城区排涝能力分析

为评估北京市西城区行洪排涝能力,基于InfoWorks ICM构建了北京市西城区精细化防洪排涝模型,洪峰流量和洪水总量的模拟误差范围分别为−16.7%~19.1%和−13.2%~6.9%.分析了不同降雨历时和雨型情景下,区域的管道排水能力、河道行洪能力,诊断了内涝原因.结果表明:西城区管网不足1 a一遇的管线长度占比为41%,排水能力较差;西护城河下游100 a一遇的最高水位距河岸约0.681 m,存在安全隐患;北护城河上游100 a一遇的最高水位距河岸约0.60 m,超过该河段警戒水位;100 a一遇长历时(24 h)暴雨情景下西城区城市内涝积水最大深度为1.710 m.通过研究,明确了西城区防洪排涝隐患主要集中于老旧平房、老旧楼房、棚户及混合等区,需要重点防范.研究结果可为西城区积水和内涝治理及管道提标改造提供数据支撑;结合地下空间分布及积水点位,可为西城区平急两用内涝蓄滞空间应急利用方案编制提供依据.

基于Infoworks ICM模型的邢台市城市内涝灾害风险评估

充分考虑邢台市地形特征和防汛排涝工作的需求,基于Infoworks ICM模型构建了邢台市中心城区城市内涝淹没模型,并利用典型降雨个例对模型进行参数率定与验证.在此基础上,模拟2,5,10,30,50 a一遇1 h降雨工况下邢台城区内涝积水情况,结合积水深度和积水时间进行内涝灾害风险评估研究.结果表明:不同重现期的积水淹没区间均主要集中在0.1~0.3 m,淹没面积平均占比达到65%;在不同重现期降雨情况下,风险面积占比最大的均为低风险区,其次是中风险区和高风险区,平均面积占比依次为65%,23%和12%;随着降雨强度的增大,低风险区面积占比逐渐减小,而中、高风险区面积占比逐渐增大.

基于Infoworks ICM模型的城市管网排水能力与内涝风险评估

使用Infoworks ICM模型建立了六安市2个雨水分区的排水管网模型,选取了2场实测降水数据对模型进行率定验证,结果表明模型精度较高。通过设计6种不同重现期降雨事件,对研究区的管网排水能力和城市内涝风险进行评估,结果表明:随着暴雨强度增加,雨水管网超负荷比例不断增大,相比于1年一遇的情景20年一遇的情景超负荷管道占比增加了30.81%;同时,城市内涝淹没深度和淹没面积增加,相比于10年一遇的情景20年一遇的情景淹没面积增加65.03 hm^(2),进一步分析是由于雨水管径较小、河水顶托及区域地势低洼的影响。对城市雨水管网排水能力及城市内涝风险进行评估,可在城市雨水管网建设及改造过程中提出针对性建议。

基于InfoWorks ICM模型的城市暴雨内涝模拟

为解决城市暴雨内涝灾害问题,以海口市主城区为例,构建了基于InfoWorks ICM的城市综合流域排水模型,选用3场实测暴雨进行模拟分析,发现该模型具有良好的精度和可靠性。在此基础上,利用该模型对1、2、5、10、20年五种不同设计重现期的暴雨情景下研究区域排水管网系统的排水能力和积水深度进行模拟。结果表明,该模型能较好地评估研究区域的排水能力,且随设计暴雨重现期增加,研究区域的积水深度亦呈现出增加趋势,内涝灾害明显加重。

InfoWorksRS、FloodWorks软件及应用

InfoWorks RS和FloodWorks软件是英国Wallingford软件公司开发的用于实时洪水预报、预警和水资源管理软件.软件包含有关河道、漫滩、堤防以及水工建筑所有的水力学模拟计算,同时也提供了基于事件和概念性水文模型的流域降水-径流模拟,如溶雪模型、降雨径流模型、汇流模型等.软件具有图形化操作及动态显示运行结果等先进管理理念与附属工具,通过地理平面视图、剖面视图、总断面、表格及逐时变化图表等进行所有模型数据的交互,与MapInfo Professional和ArcView GIS无缝连接,可容易地将GIS软件生成的地理数据转化为InfoWorks RS和FloodWorks模型数据.本文详细介绍了软件功能及实时洪水预报配置.通过山西省汾河水库实时洪水预报系统的应用,说明了预报点、模型点的配置;河道断面、旁侧入流点和上、下游边界点的配置及预报方案的构建.最后综述了该软件的优点及有待改进之处.

基于Infoworks RS的新沭河溃堤洪水风险分析

为分析新沭河沿线堤防的溃堤洪水风险,基于Infoworks RS建立了新沭河片防洪保护区一、二维耦合水动力学模型,依据道路和堤防的实测高程更新地形数据,采用抽稀技术将道路和堤防节点均匀化、优化网格,提高了模型计算精度和效率。通过计算新沭河不同洪水量级和不同溃口位置的多种溃堤洪水方案,得到各类洪水的风险要素,并与空间地理关系进行叠加分析,统计得到不同洪水方案的洪灾损失。结果表明,新沭河溃堤洪水风险与溃口位置和洪水量级直接相关;新沭河中下游溃堤洪水风险明显高于上游;随着洪水量级增大,溃口流量增大,洪水影响程度增大。

InfoWorks RS软件在河道洪水模拟中的应用

以淮河中游鲁台子淮南区间河段为例,采用InfoWorks RS软件模拟分析不同行蓄洪区启闭方案情景下,50年一遇设计洪水引起的河道主要防洪断面水位变化过程,并按最高水位最小为原则确定最佳的行蓄洪区启用方案,为确定最佳的行蓄洪区启用方案与防洪决策提供依据。

基于InfoWorks ICM模型的地铁场站内涝积水防控研究

选择郭公庄和宋家庄地铁场站为研究对象,采用InfoWorks ICM模型软件构建洪涝模型并开展内涝积水模拟分析.模拟结果表明:100a一遇长历时(24h)暴雨情景下郭公庄地铁场站最大积水深度为0.922m,宋家庄为0.607m;在重现期达50a一遇时宋家庄所有管网即达到满流状态.分析结果表明:郭公庄内涝积水主要是由于下游水位顶托;而宋家庄主要是由于管网排水能力不足.本研究基于模拟结果提出了内涝积水防控措施,经海绵城市改造措施后,10a一遇短历时(1h)暴雨情景下宋家庄地铁场站出水口洪峰相对未改造情景削减了22.2%;经管网改造后,1a一遇长历时(24h)暴雨情景下宋家庄内涝积水削减率为100.0%;郭公庄3台排水泵全运行状态下,郭公庄总积水量相对无泵情景削减了29.5%.

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 CS的雨水利用措施对城市雨洪影响的模拟研究

以广州市新河浦社区为研究区域,构建了基于Infoworks CS的城市雨洪模型,对研究区年均可收集雨量和需水量进行分析计算,并设计了雨水利用方案。采用Infoworks CS模型模拟了设置蓄水池、下凹式绿地和透水砖3种雨水利用措施在不同重现期时排水管道出口断面洪峰流量和淹没情况。结果表明,蓄水池、下凹式绿地和透水砖皆可有效地削减洪峰、推迟峰现时刻、减少径流量及被淹没节点数,三者组合可更好地发挥控制流量的作用,增加雨洪资源利用量,且重现期越小,雨水利用措施效果越好。

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.

InfoWorks CS在北京香山地区应用研究

以北京市西郊香山地区为研究区域,基于地势变化、下垫面和雨水管道等资料,建立了InfoWorks CS二维数学模型,用2012年7月21日特大暴雨进行了验证,模拟计算了不同重现期(50年、100年)暴雨情景下香山路洪水过程、过流水深,探讨了InfoWorks CS在基本无管网山区的适用性,为InfoWorks CS的应用开拓了更广阔的空间。