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1.
为准确模拟城市洪涝过程,以地表二维流动模型和SWMM一维管流模型为基础,同时考虑地表径流与地下管流交换的3种模式,构建了城市地表与地下管流双向耦合的水动力学模型。采用水槽试验算例和理论算例对耦合模型进行验证,并将耦合模型应用到英国Glasgow城市街区,分析排水管网和不同地表地下水流交换模式对城市洪涝过程的影响。结果表明：模型在试验算例和理论算例的模拟中均具有较好的精度和可靠性,模型能够准确地模拟具有排水管网的城市洪涝演进过程;与无排水系统相比,检查井简化法、雨水口法和雨水口-检查井法3种水流交换模式下Glasgow城市街区模拟的最大淹没面积分别减少9.3%、23.2%和24.5%,其中对重度积水的消减作用更显著,淹没面积分别减少43.6%、79.9%和80.9%;检查井简化法的消减作用要远小于雨水口法和雨水口-检查井法,后两者差异较小。雨水口法和雨水口-检查井法比较符合实际情况,且雨水口-检查井法的计算效率更高更简单,因此,在城市洪涝模拟中采用雨水口-检查井法考虑地表径流与地下管流交换过程更符合实际。 相似文献
2.
为研究城市下垫面空间格局对社区尺度内涝过程的影响, 构建社区尺度下的8种不同城市下垫面空间格局, 并建立相应的城市内涝数值模型, 模拟6种不同重现期(2 a, 5 a, 10 a, 20 a, 50 a, 100 a)设计降雨条件下内涝过程; 基于不同下垫面和降雨情景下的内涝数值模拟结果, 分别从内涝淹没特征值、时空变化过程、水动力特性等方面开展分析。结果表明: ①城市下垫面空间格局对社区尺度内涝淹没特征值、淹没时空变化过程和内涝积水流速分布均有一定影响; ②设计降雨重现期为2 a、5 a、50 a和100 a时, 不同城市下垫面空间格局间的积水总量峰值、积水面积峰值、区域最大积水深差别显著, 重现期为10 a和20 a时, 无明显差别; ③内涝积水较大流速分布主要集中在道路交汇处, 在本研究构建的情景中, 最大流速的差值占比为31.9%;④在8种不同城市下垫面空间格局中, 环形放射型格局在应对内涝方面更具弹性。本研究可为城市下垫面空间管控和城市内涝形成机理研究提供科学参考。 相似文献
3.
城市洪涝模拟是当前国内外城市防洪减灾领域研究的热点。现有城市洪涝模拟方面的评述,主要依据城市洪涝过程或模拟计算方法进行分类讨论,缺乏基于应用需求的视角。随着应用需求日益深入,城市洪涝模拟应用场景日趋多样化和复杂化,不同模拟应用场景下,所关注的洪涝过程不同,采用的技术策略及其重点和难点也不同,脱离模拟应用场景很难辨析这些不同。依据模拟对象和关注变量,归纳总结出城市洪涝模拟的3种典型应用场景,即城市外洪模拟、城市雨洪模拟、城市内涝模拟;针对这3种典型模拟应用场景,分析相应的城市洪水演进模型、城市雨洪模型、半分布式暴雨内涝模型、全分布式暴雨内涝模型等4类模拟技术策略;辨析在不同模拟应用场景和技术策略下,不同模拟技术的组合方式及其特点与难点,以期从应用需求的角度对城市洪涝模拟技术进行全面的梳理,为城市洪涝模拟应用和研究提供一个新的视角。 相似文献
4.
为分析设计暴雨雨型对城市内涝的影响,应用耦合了水文和水动力过程的数值模型,以陕西省西咸新区为研究区域,对不同重现期及峰值比例设计暴雨条件下的内涝过程进行模拟,并对内涝积水总量、不同积水深度内涝面积等量值进行对比分析。结果表明:设计暴雨重现期短于20年时,峰值比例较小的设计暴雨内涝积水总量较大,而重现期长于20年时,规律相反;除2年一遇设计暴雨外,峰值比例较大的设计暴雨致涝总面积较大,但其中影响严重的Ⅳ级致涝面积较小;设计暴雨峰值比例越小,重现期越长,积水总量峰值时刻相对于暴雨峰值时刻的迟滞时间越长。揭示了暴雨雨型与内涝积水程度的量化规律,对更合理地开展城市雨洪管理工作具有指导意义。 相似文献
5.
为了有效提高城市暴雨洪涝模拟的精度, 针对城区复杂下垫面和雨水井数据缺失情况, 分别提出雨水井节点数据的确定方法和基于空间信息的汇水区分级划分方法。以武汉市青山区为研究区域, 选取2场典型降水过程, 开展SWMM模型的参数率定和验证工作, 并将基于不同方法划分的汇水区模拟结果与实际渍水数据进行对比。结果表明: ①提出的雨水井节点数据确定方法, 在雨水井实测数据缺失的城市洪涝模拟中具有一定的可靠性和适用性。②基于空间信息分级划分法、水文分析结合泰森多边形法和泰森多边形法所划分的汇水区, 模拟的最大积水深度中分别有100%、63%和75%的典型验证点与实际渍水程度相符, 模拟的溢流点中分别有80.0%、76.4%和77.4%的溢流点位置与5年一遇降雨渍水风险图相符。基于空间信息分级划分法所得的汇水区比较符合真实汇水情况, 且模拟结果比其他2种方法更加准确。③ 5年一遇降雨重现期下, 3种方法划分的汇水区所模拟的积水对研究区域影响程度相对较小, 但遇到高于此重现期的暴雨会出现不同程度的内涝。本研究可为城市暴雨洪涝模拟中雨水井节点数据确定与地表空间离散化提供新方法, 模拟结果可为城市防洪减灾提供参考。 相似文献
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提升城市暴雨内涝防治精细化水平是解决城市洪涝问题的关键。采用16种不同时空分辨率的降雨产品,利用暴雨时空异质性评估指标和随机暴雨移置法,在上海地区定量评估降雨数据精度对暴雨事件时空变异性诊断和频率分析的影响。研究发现利用低精度降雨数据得到的年最大暴雨序列发生时间延迟、降水量低估,暴雨过程不均匀性提升、空间不均匀性降低;在不同重现期下,降雨数据精度对频率分析结果影响有显著差异,重现期越大,低精度数据带来的低估程度越大;时间精度的影响占主导地位,可达空间精度的5倍。在城市暴雨洪涝研究中有必要采用更高精度的降雨数据,建议与研究区域类似的小型城市地区在防洪设计中使用精度达(12 h、0.05°)或以上的降雨数据。 相似文献
7.
为降低暴雨洪涝灾害损失,利用数值模拟方法研究城市洪涝过程,提前获取可靠的洪涝水情信息,具有重要的现实意义。根据城市洪涝过程的水文水动力学原理和方法,以SWMM模型与自主研发的二维模型为基础,提出一、二维模型耦合的具体方法,通过水平和垂直方向的连接构建水文水动力耦合模型。研究提出基于DLL的一、二维模型耦合策略,以垂向连接问题为理论案例,将模拟结果与InfoWorks ICM软件结果进行对比分析,阐明该垂向连接方式的合理性。以广州市东濠涌流域为实际案例,构建了东濠涌流域城市洪涝水文水动力耦合模型,选用2场实测降雨对模型进行模拟分析,发现模型在一维排水系统排水能力和二维地表积水的模拟均具有较好的精度和可靠性。结果表明所提出的连接算法合理可行,所构建的水文水动力耦合模型具有一定的可靠性,对城市洪涝模拟分析具有较好的应用价值。 相似文献
8.
为解决城市尺度雨洪模拟过程中常见的地块区域地形及管网资料不足、道路区域行洪与积水严重以及现有雨洪模型计算精度差或计算效率低等问题,提出基于地块概化模拟和路网精细模拟理念的城市雨洪过程分区自适应模型。对于资料不足的地块划分子汇水区单元,采用水文学概化方法计算产汇流过程;对道路区域划分精细网格,采用二维水动力学方法模拟水流运动过程;两者均与管网模型耦合连接,共同驱动管网模型进行汇流计算。以西咸新区沣西新城核心示范区为研究对象,搭建研究区域分区模型,对比分析整体区域均采用精细网格的全分布模型和整体划分子汇水区的半分布模型的模拟结果。结果表明：(1)分区模型综合考虑了地块管网排水与道路径流过程,可模拟出道路低洼区域在地表产汇流和管网溢流综合作用下的致涝过程,整体径流路径符合实际降雨水流运动规律;(2)相较半分布模型,分区模型在道路区域采用精细网格进行计算,可较好模拟道路区域的积水过程;(3)相较全分布模型,分区模型显著减少了计算量,在不同设计降雨下减少了28.2%～73.5%的计算耗时。该耦合模型有效地克服了数据条件和计算能力的限制,可为城市洪涝模拟提供一种新的耦合模拟思路。 相似文献
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城市内涝问题进一步突显了城市水文循环研究的重要性。基于地表建筑、地下管道、雨水工程等资料,基于SWMM建立了清华大学校园雨洪模拟模型,根据2015年5月10日和2012年7月21日两场降雨事件的实测资料,进行了清华大学校园水文过程精细模拟,用道路积水深度率定验证模型。模拟结果表明:(1)集水区下垫面透水性强弱不同时,产流过程仍十分相似,最大洪峰发生时间相同;(2)绿化带削减洪量的作用显著,不透水面积越大的地方越容易发生街道积水;(3)道路水深对降雨强度响应敏感,低强度降雨事件中,道路积水表现出0.5~1h的滞后。 相似文献
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香港九龙大坑东地下蓄水方案(Tai Hang Tung Storage Scheme-THTSS)是香港西九龙渠道改善二期计划的一个重要组成部分,其目标是解决香港九龙繁华拥挤、人口稠密的商业中心旺角一带的洪水淹没问题。THTSS即是在经常洪水淹没区域(大坑东和界限街水渠交接处)上游足球场下面建立一个100 000 m3的地下蓄水池。本文建立了一个能处理明渠缓流和急流、封闭管道有压流、侧流堰和渠道汇合处过渡流于一体的一维水力数学模型,用1:22正态物理模型恒定流下的结果进行验证。数值模型计算了在50年一遇暴雨下,非恒定洪水在不同的侧流堰方案下的流动过程。结合物理模型试验结果,选择最佳的地下蓄水方案。计算结果表明,大坑东地下蓄水方案确实能加强旺角地区地洪水控制能力,并能通过50年一遇暴雨的洪水。 相似文献
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为了解决暴雨导致的城市内涝,为应急管理提供技术支撑,考虑城市暴雨过程及海绵地表特性,结合城市水文学及水力学原理和芝加哥雨型,建立了SWMM-CCHE2D耦合模型。结合高精度地形数据和降雨、径流实时监测数据,采用SWMM雨洪模型模拟暴雨条件下海绵城市的产流,耦合高精度的二维水动力模型CCHE2D模拟相应的内涝情况。结果表明：暴雨条件下通州海绵区的产汇流具有缓慢下渗和汇流的特性,主要海绵措施的加入对径流削减率会有9.0%~40.6%不同程度的提高,从而减缓内涝,其中,对5年一遇暴雨的效果最显著;在100年一遇暴雨下设计的各种海绵措施中,生物滞留带对径流削减率的提高程度最明显,高达28.4%,透水铺装和绿地也具有较好的效果。 相似文献
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城市内涝的高效模拟对于降低内涝灾害影响、制定防灾减灾措施具有极其重要的意义。本文提出了基于雨篦子耦合地表与管网的城市降雨-产汇流-内涝全过程高效模拟方法,结合常州市双桥浜城市产汇流与内涝试验基地监测数据,分别构建了基于高效模拟算法和二维水动力算法的城市内涝模型。根据监测数据对所构建的模型进行了率定与验证,并分析对比了2种算法在不同降雨事件中的精度与可靠性。结果表明：太湖流域模型中基于雨篦子的城市水文特征单元高效模拟方法能够较为真实地反映城市内涝的具体特征,且在模型参数一致的前提下,其计算效率约为二维水动力算法的780～1 275倍,能够对城市内涝情况进行快速模拟。 相似文献
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绘制直观与可靠的城市洪涝灾害风险区划图,为城市防洪排涝相关部门决策提供参考依据。以广州市东濠涌流域为研究区域,综合考虑城市降雨、径流、地形和排水系统特性,构建基于InfoWorks ICM的一维-二维耦合城市洪涝仿真模型,模拟暴雨重现期为1年、5年、50年情景下的洪涝过程并获取致灾因子数据。调研分析区域的孕灾环境、承灾体和防灾减灾能力概况,结合层次分析法、评价等级和阈值划分等进行洪涝灾害风险评估。结果表明:城市洪涝仿真模型在一维排水系统和二维地面淹没模拟上均有较好的精度和可靠性,保证了致灾因子数据的可靠性;风险区划图能较好地反映流域的风险分布;随着重现期增大,较高、高风险区的面积显著增加,为防洪排涝重点关注区域。 相似文献
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基于 SWMM 的张家港市排水防涝风险评估 总被引：1，自引：0，他引：1
在城市内涝频发的背景下,对城市地区的排水防涝风险进行正确评估至关重要。构建了张家港城市排水防涝SWMM模型。根据排水系统与排涝系统的不同需求,推求出适用于城市排水防涝系统的综合设计雨型,将此设计雨型作为上边界输入模型中,绘制了5年一遇、10年一遇和20年一遇的内涝积水深度和积水时间图。运用指标体系法,根据内涝积水深度、积水时间和所在地敏感性定义了排水防涝风险级别,绘制了不同重现期的内涝风险图并分析了易涝原因。结果显示,张家港市大部分地区是内涝产生的低风险区;人员密集的老城市产生涝灾的风险较大;随着暴雨重现期的不断增大,张家港市内受灾范围不断加大,受灾等级也不断提高。为其他城市进行排水防涝风险的评估、完善排水防涝体系提供思路。 相似文献
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近年来,特大城市极端暴雨内涝和流域洪水叠加导致的洪涝灾害风险呈增加趋势,造成了重大人员伤亡和财产损失,亟待开展流域洪水和城市内涝灾害链联防联控研究。融合气象科学、水文科学、信息科学、防灾减灾科学等多学科理论与方法,重点解决城市外洪内涝组合致灾机理与灾害链风险传递规律关键科学问题;突破流域-城市一体化协同监测与早期风险感知技术、城市外洪内涝链生灾害智能预警与定向发布技术、跨尺度洪涝耦合模拟与联合防控场景推演技术、城市洪涝联防联控应急预案编制与智能化决策技术等4项关键技术。构建以空天地气象水文协同观测、社会经济多源信息汇聚分析、灾害动力模型推演为基础的联防联控应急指挥决策业务系统,突出实时性、动态化、精准性和智能化,支撑特大城市外洪内涝全过程预报、预警、预演、预案“四预”业务实践。 相似文献
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为统一城市地下空间在规划开发过程中的分层标准,文中统计了国内外主要城市的地下分层情况和相关规范要求,并分别就自然因素和社会因素对城市地下分层的影响进行分析。其中自然影响因素主要有地形地貌和工程地质分布,该因素决定了地下空间开发的难度和成本;社会影响因素主要有城市规模、区位条件和地方政策法规,城市人口规模和经济水平决定了地下空间的需求量。结果表明,区域的开发需求量和开发难度决定了城市地下空间的开发规模,进而影响到地下空间的分层。多数城市常以15 m、30 m为界将地下空间划分为浅层、次浅层、深层;浅层地下空间受地形地貌影响较大,宜分区域进行分层,陡坡处宜沿着与地面垂直方向进行分层。在此基础上建立了一套地下分层评价指标体系,对后续的城市地下空间规划工作具有指导和借鉴意义。 相似文献
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大中城市中心城区要能有效应对不低于50年一遇的暴雨,地级城市中心城区要能有效应对不低于30年一遇的暴雨,其他城市中心城区要能有效应对不低于20年一遇的暴雨发生城市雨水管网设计标准以内的降雨时,地面不应有明显积水;发生城市内涝防治标准以内的降雨时,城市不能出现内涝灾害;发生超过城市内涝防治标准的降雨时,城市运转基本正常 相似文献
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随着城市轨道交通的快速发展,我国主要城市已开发较大规模的站域地下公共空间。然而,专门针对我国城市站域地下公共空间发展的理论研究较少,亦常缺乏时间维度的规律分析。本文以上海91处站域地下公共空间为例,深入剖析其时空发展规律与空间组织特征,为我国其他城市的地下空间开发提供借鉴。结果表明,潜在商业回报和TOD开发理念的推广是上海站域地下公共空间开发的重要动因,其时空分布规律与城镇化发展进程基本一致。城市区位、站点能级、站域空间开发水平是站域地下公共空间选址的重要影响因素。为保障地下空间连通规划的落地性,站域地下公共空间应避免采用站组域空间布局结构,应尽可能采用单级连通模式或以公共产权空间为连通媒介空间的多级连通Ⅰ类模式。 相似文献
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试用有限单元法评价深层地下卤水资源量 总被引：2，自引：0，他引：2
用有限单元法评价浅层地下水资源量,是人们十分熟悉的。但对深层地下卤水资源量的评价,尚无完善的方法。本文对某储卤构造深层储卤层进行概化,用有限单元法模拟卤水生产过程并作出预报,提供了相应的结果。 相似文献
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2021年7月由于台风“烟花”的影响,河南省郑州市出现了历史罕见的强降雨天气,造成了严重的城市内涝灾害。以该事件为例,通过爬虫技术获取灾害期间微博数据,利用深度学习模型等方法对微博数据进行筛选、分析和地理位置编码后研究不同时间尺度下郑州内涝的时空变化情况。研究结果表明：郑州“7·20”特大暴雨期间有关内涝信息的微博数据量剧增,基于微博提取的内涝点多于暴雨期间官方公布的内涝点,并可覆盖约82%的官方内涝点;该期间产生的积水内涝点数量分布与降雨量分布一致,且内涝点多集中于老城区地势低洼处。总体而言,基于微博数据提取的城市内涝灾情信息可有效覆盖和补充灾害期间官方观测数据,实时描述内涝灾情变化,为城市内涝防治提供支撑。 相似文献