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 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SWMM和InfoWorks ICM的城市街区洪涝模拟与分析

针对我国城市日益突出的洪涝问题,以福州市主城区某街区为例,基于SWMM与InfoWorks ICM构建了城市街区尺度洪涝模拟模型,基于差分进化算法率定SWMM关键参数,并在不同的降雨情景下,模拟了城市街区地表内涝淹没与危险性分布,并对比评估了模拟结果的可靠性。结果表明:基于差分进化算法率定得到的SWMM参数具有较好的效果,两次洪峰的模拟水位和实测水位误差均在1%以内;10 a、20 a、50 a和100 a 4种重现期降雨驱动下,研究区淹没面积分别为3.14 hm^(2)、3.37 hm^(2)、3.61 hm^(2)和3.72 hm^(2),重现期从10 a到100 a,总淹没面积占比由27.40%上升到32.46%;基于SWMM与ICM耦合的模拟方式在研究区具有较好的适用性。

基于InfoWorks ICM的临安亚运场馆暴雨内涝模拟研究

【目的】杭州亚运会举办期间正值汛期,亚运场馆及其周边区域内涝灾害风险显著增加,以水文水动力模型为支撑的暴雨内涝模型是预防、降低重点区域内涝灾害损失的重要手段。【方法】以临安区亚运场馆为例,运用InfoWorks ICM模型,构建核心区域的一维-二维暴雨内涝耦合模型。以2022年7月31日、2022年9月13日两场实测降雨对模型进行参数率定验证。在此基础上模拟不同设计降雨重现期下(10 a、20 a、50 a和100 a)的积水情景,分析核心区域的主要内涝点和成因,从而为预防城市内涝灾害提供决策依据。【结果】结果表明:模型的相对误差范围为11.11%~17.65%,表明其具有一定的可靠性。在不同设计降雨重现期下,受地形与排水管径大小等因素的影响,九州街与秀泉路路段积涝情况均比较严重。在重现期大于20 a时,亚运场馆西侧道路上出现深度大于0.40 m的积水,并随着重现期增大,积水面积也不断扩大;在降雨重现期为100 a的情况下,九州街与秀泉路路段积水最深达58 cm,积水面积为13.68 hm2。【结论】临近场馆道路的大面积积水对赛事的顺利举行将会带来一定挑战。建议增加周边商业地块与住宅区的绿地等透水面面积,并在积涝危险程度较大处设置排水泵。研究成果对解决城市内涝问题、制定相关策略具有参考价值。

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。

InfoWorks ICM在城市排水管网改造中的应用

随着城市现代化的发展,越来越多的老城区需要对现状排水管网提升改造。以西宁市同仁路道路排水管网为例,通过InfoWorks ICM软件建立改造管道的排水水力模型,利用模型对不同改造方案进行模拟验证,找出现状管网系统存在的瓶颈问题,分析积水形成的主要原因,提出改造措施,并用模型评估改善效果,为该排水管网改造的设计方案提供技术支持。

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。

基于Infoworks ICM模型在内涝风险评估和海绵减控效果中的应用

以中部城市A市海绵专项规划为例,介绍了基于Infoworks ICM 模型在排水管网负荷评价、内涝风险评估以及海绵城市规划中的应用。新技术的应用为排水管网优化设计提供新的设计思路,制定了内涝风险多要素的综合评价体系,量化了海绵减控效果的分析。分析结果,优化方案管网在满足设计要求P = 2a重现期下能够适当超负荷压力运行,充分发挥管网排水潜能;多因素的综合评价体系划定了研究区域内涝风险等级和范围;通过组合LID海绵措施在不同降雨强度下径流总量控制率达到67%~78%,对冲刷污染物SS的控制率为64.2%,较无LID措施开发情况下显著提高。

InfoWorks ICM模型在珠海横山片区排涝工程中的应用

利用InfoWorks ICM模块建立一维河网水动力模型,将水闸、泵站、内河涌及沿程涵闸卡口等信息耦合在一起,通过两场实测降雨及运行调度资料对模型进行率定和验证,逐步试算得到科学合理的排涝工程布局、泵站规模和河涌沿程水面线,满足工程设计要求,取得了较好的应用效果,为类似水利排涝工程的水文规划工作提供了借鉴思路。

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%。

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)。

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的城市内涝模拟与城市应急响应能力评价

随着城镇化建设步伐加快,城市内涝和交通拥堵逐渐成为焦点问题。为此,选取人口集中且暴雨内涝灾害频发的郑州市金水区老城区为例,构建城市内涝模型,并基于GIS空间分析,评估了暴雨内涝和交通拥堵复合情景下城市路网的可通行性与城市公共服务部门(公安、医疗、消防)的应急响应能力。结果表明,“20210720”极端降雨情景的路网可通行性较差;10年一遇降雨下,公安部门的应急响应能力最高,消防部门的最低,且晚高峰对响应能力影响明显;“20210720”极端降雨下,消防部门的应急响应能力最高,公安部门的最低。

Infoworks ICM在防灾避险公园海绵化改造中的应用

以防灾避险公园海绵化改造工程为背景,以年径流总量控制率、污染物总量控制率为总目标,针对防灾避险公园海绵化改造制订改造方案。海绵化改造主要以低影响开发改造为主,运用Infoworks ICM软件对公园构建传统开发模型和低影响开发(LID)模型,针对ICM中LID设施模块,对模型中的LID设施设计进行布局、规划等。结果表明,在公园内应用一定规模的LID设施(透水铺装、植草沟、雨水花园和绿色屋顶分别占公园总面积的9.8%,1.6%,4.7%和0.2%,总计约为16.3%),公园可达到预期目标;对比于传统模式,LID设施的加入有效提高了年径流总量控制率和污染总量控制率。

基于InfoWorks ICM的城市洪涝模拟及其风险分析——以福州市白马河片区为例

在气候变化与城市化的双重影响下,我国沿海城市面临日益严峻的洪涝形势.本文以沿海城市福州市中心城区白马河片区为例,基于InfoWorks ICM建立水文水动力耦合模型,并采用2021年2月10日实测降雨及检查井液位数据对模型参数进行了校验.利用了重现期分别为10、20、50和100 a这4种工况作为降雨驱动模型,其结果表明:在10 a一遇设计降雨时,模型在10:12时达到最大水深0.402 m;在20 a一遇设计降雨时,模型在10:07时达到最大水深0.419 m;在50 a一遇设计降雨时,模型在10:02时达到最大水深0.438 m;在100 a一遇设计降雨时,模型在10:00时达到最大水深0.450 m.本文在水文水动力学模型分析的基础上,基于地形数据构建二维水动力模型作为补充,并采用洪水风险率危险性分析法分别对片区洪水危险性进行了量化计算和空间分析,可以为典型城市洪涝情景模拟及风险量化分析提供一定的技术支撑.