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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
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目前,中国城区大多缺乏实测管道流量数据,给城市水文模型构建及精细化模拟带来了挑战。在北京亦庄经济开发核心区下垫面精细数字化的基础上,以典型点的最大径流深为验证要素,以实地踏勘为主、经验率定为辅,分别选取2012年"7·21"和2011年"6·23"两场典型大暴雨径流过程,完成了区域SWMM(Storm Water Management Model)模型的参数率定和验证;并就不同重现期设计暴雨下,不同典型用地子汇水区的产汇流响应特征及内涝交通拥堵风险进行了分析及评估。结果表明:随着重现期的增加,道路与交通设施用地对暴雨增幅的响应速率远高于公园绿地的响应速率,前者的内涝交通拥堵风险亦远高于后者;间接反映了不同下垫面条件造成产汇流响应的差异程度。相关成果可为区域城市洪涝管理与预警提供决策参考。 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
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编制适用于不同历时的综合暴雨公式是协调城市管网排水与区域防洪治涝的重要基础。选用上海市代表雨量站徐家汇站65 a实测雨量资料,建立不同重现期暴雨强度与历时关系,解析暴雨衰减规律,编制单一重现期暴雨公式,结合雨力公式推求适用不同重现期的长历时综合暴雨公式,并推导出暴雨重现期公式。结果表明:不同重现期1~24 h历时暴雨强度均以0.74的衰减指数衰减,据此推求的长历时综合暴雨公式可计算1~24 h任意历时、2~100 a任意重现期的设计暴雨,且平均相对和平均绝对均方根误差分别为1.9%和0.009 mm/min,符合规范要求;暴雨重现期公式可估算1~24 h历时内任意场次暴雨的重现期,高效地服务于城市洪涝防治决策。成果已纳入上海市治涝地方标准,对其他城市具有参考价值。 相似文献
5.
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
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福建省暴雨统计参数有关特性分析 总被引：1，自引：0，他引：1
通过优选暴雨统计参数,对暴雨参数的时空分布特点、暴雨参数随地形的变化影响、雨量与历时的关系、地形对雨量历时的关系影响以及特大值暴雨重现期进行了分析,对研究和分析福建省的暴雨特点和暴雨统计参数时空分布规律有一定的参考价值,并探讨了Cs/Cv 比值变化对Cv的影响. 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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为了分析有效不透水下垫面在城市雨洪模拟中的水文响应机理, 以常州市双桥浜径流小区为研究区域, 构建考虑有效不透水下垫面的城市雨洪模型。利用实测资料先确定屋顶中有效不透水面积的比例, 再率定模型其余参数。采用不同的方法表征不透水性, 设置不同的模拟方案, 分析有效不透水面积及总不透水面积的水文响应。结果表明: 与正确使用有效不透水面积的模拟结果相比, 用总不透水面积表征模型不透水性且直接移用有效不透水面积模型参数, 会高估洪峰流量及洪量; 使用总不透水面积表征不透水性, 进而率定模型, 低重现期时洪峰流量偏大, 高重现期时洪峰流量偏低, 并且会低估洪量。 相似文献
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四参数非线性多重现期暴雨公式在城市排水规划设计中有着广泛的应用。搜索算法与最小二乘法是优化计算的两个简单有效的方法,不过单独直接用于求解四参数非线性多重现期暴雨公式的参数比较困难。提出耦合最小二乘法及搜索算法确定多重现期暴雨公式参数的二次优化算法,该方法可以一次得到多重现期暴雨强度公式的参数,参数优化过程不需要图解。研究表明,计算结果比较客观;成果精度高,例题的平均绝对均方差为0.035mm/min。与遗传算法、蚁群算法等比较,该方法计算原理容易理解,计算简便,可以用Excel进行参数优化计算。 相似文献
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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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With accelerating urbanization in China, urban waterlogging has had a serious impact on urban sustainable development and citizen welfare. Simple urban rainstorm intensity formulas with a monotonous frequency distribution type cannot meet the practical needs of urban drainage planning and design. This study focuses on the development of urban rainstorm intensity formulas based on spatial diversity in China. Using the annual maximum sampling method, rainstorm data of 607 cities throughout China were collected into a database, with a total of 24,933 rainfall samples (annual observations) under various specified precipitation durations. The database was used to verify that integrating the Pearson III and Gumbel distributions would constitute an optimal theoretical distribution type, owing to its small error and increased fitting precision. Modification and coordination of four important parameters in the rainstorm intensity formula were done using a digital elevation model, which improved the accuracy of the formula. In addition, precipitation distributions in China were treated from the perspective of topographic features to validate the calculations from up-to-date formulas. Accuracy assessment was accomplished using a national code (GB-50014-2006), GIS-based isograms, and authoritative results from the Hydrological Bureau of the Ministry of Water Resources. This work provides a comprehensive foundation for the establishment of an up-to-date rainstorm intensity formula for China, which can be used widely in different cities. 相似文献
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Rainstorm waterlogging risk assessment in central urban area of Shanghai based on multiple scenario simulation 总被引：3，自引：0，他引：3
Rui-Song Quan 《Natural Hazards》2014,73(3):1569-1585
With the acceleration of the urbanization process, waterlogging problems in coastal cities are becoming more and more serious due to climate change. However, up until now, the common procedures and programs for rainstorm waterlogging risk assessment in coastal cities still have not formed. Considering a series of impact factors of rainstorm waterlogging in coastal city, the present study established a paradigm for rainstorm waterlogging risk assessment through the combination of hydrological modeling and GIS spatial analysis, and took the residence in central urban area of Shanghai as an example. First, the simplified urban waterlogging model was applied to simulate the depth and extent of rainstorm waterlogging under six hypothetic scenarios. Second, the residence exposed to rainstorm waterlogging was extracted and analyzed supported by spatial analysis module of ArcGIS. Then, stage-damage curves were applied to analyze the loss rate of structure and contents of residential building. Finally, the waterlogging loss maps of residence in different scenarios, the annual average loss, and the risk curve were taken as the expression of waterlogging risk. The results show that the inundated water depth, vulnerability, and losses of residence all increase as the intensity of rainstorm increases. The old-style residence is most vulnerable to rainstorm waterlogging, followed by the new-style residence, and villa is less vulnerable to rainstorm waterlogging. The annual average loss of residence in Shanghai central urban area was about CNY 22.25 million. The results also indicate high risk in Yangpu and Putuo districts, Xuhui, Hongkou, Changning and Zhabei districts come under medium-risk zone, and Jing’an, Luwan and Huangpu districts come under low-risk zone. These results provide important information for the local government, and the methodology can be applied in other cities to provide guidance on waterlogging risk governance. 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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为了准确分析洪涝灾害对防洪体系现状的影响，做出相应的防洪减灾措施，以浙江省台州市灵江下游流域为研究区域，构建了基于Saint-Venant方程的水动力学耦合模型，对河道溃决洪水过程进行实时仿真模拟。综合考虑研究区域地形、气象、水文资料、水利工程、下垫面条件等因素，在一维河网模型和二维水动力学模型耦合衔接中，最大程度还原真实地形中河槽内外的水流交互淹没，借助研究区域内典型台风暴雨资料，率定验证本文建立的一维-二维耦合水动力学模型，检验后的模型可实现灵江下游沿岸城市不同量级设计洪水及历史洪水的实时淹没过程模拟。模型计算结果表明，该模型模拟复杂地形条件情况下流域洪水实时演进过程达到了较高精度，在水系沿程典型断面水位计算值与实测值误差不超过0.1 m。 相似文献
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水汽效率放大法广泛应用于我国一级大型土石坝水电工程和核工程的短历时可能最大暴雨计算。为了研究该方法的基本原理并更好地适用于实际工程,对该方法涉及各参数的物理含义进行了详细阐述,对极大化参数的选取和合理性分析进行了说明,并应用于金沙江流域1d PMP计算。结果表明:水汽效率放大法对降水的两个基本物理因子(水汽因子和动力因子)同时进行了放大,一般可采用该方法推求的成果作为推荐成果;推求可降水量时代表性露点的选择应在时间和地区上具有代表性;该方法中暴雨效率间接反应了设计流域空气辐合上升运动的情况,是目前动力因子中最容易计算且精度较高的方法;该方法推求的PMP成果与选取的典型暴雨量无关,只与设计流域最大可降水量、可能最大暴雨效率和降水时段有关。 相似文献
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Natural Hazards - At present, researches on urban short-duration rainstorm patterns mainly focus on single-peak rainstorm patterns, and rarely involve double-peak rainstorm patterns, or convert... 相似文献
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为加强海绵城市内涝防治基础研究，提出了包括源头控制系统、雨水管渠系统、超标雨水蓄排系统等海绵城市内涝防治系统的构建方法，分析其防涝功能及其对应的雨洪量级。以北京通州试点为例，在50年一遇24 h降水339.85 mm的情景下，源头控制系统、雨水管渠系统、超标雨水蓄排系统承接的降水量分别为34.00 mm、130.70 mm、175.15 mm。引入GAUSS函数进行非线性拟合，研究了海绵城市内涝防治系统的防涝机理，将防涝功能评估过程转化为对GAUSS函数参数估计的过程。在成本效益分析法基础上，以内涝防治效果、全生命周期成本、占地面积作为决策指标，以不同方案情景下单位面积上的"效益/成本比值"最大化作为目标函数，提出海绵城市内涝防治系统的功能优化思路。 相似文献