基于MIKE FLOOD耦合模型的城市内涝模拟

基于MIKE FLOOD平台,将MIKE URBAN和MIKE 21模型耦合,建立城市内涝模型,对湖南省新化县典型区域的排涝情景进行模拟,结果表明该模型适用于城市内涝风险评估管理.评价结果表明,新化县目前建成的城市管网仍存在部分不合理的管段,水量难以立即排入资江或花山渔场,使老城区的整体排水能力受限,部分区域达不到设计...     

基于MIKE耦合模型的绿化率对城市内涝影响研究

为了进一步了解强降雨条件下城市内涝的形成过程及地表淹没情况,以西安市新城区为研究对象,设定不同比例的绿地面积,建立了城市洪水的MIKE FLOOD耦合模型,对比了不同情景下城市绿化对地面积水和内涝风险的削减效果.结果表明:随着城市绿化面积比例的增加,3、5、10、20年一遇降雨下的积水淹没范围得到了有效控制,其中绿化面...     

基于暴雨洪水管理模型的低影响开发设施应用研究

海绵城市是针对解决我国水危机提出的新理念,而低影响开发(LID)设施是构建海绵城市的关键。为了分析不同降雨重现期、不同降雨历时、占地面积对单项LID设施径流控制能力的影响,以亦庄调节池一期工程为研究区域,利用暴雨洪水管理模型(SWMM)进行模拟计算,研究了不同占地面积下各LID设施对不同降雨过程的径流削减效果,分析了降雨重现期及降雨历时与占地面积影响作用的相关性。结果表明:随着降雨重现期由1年增加至10年,透水铺装径流削减率下降了13%～35%;随占地面积占比由25%增至100%时,其径流削减率增大了4. 8%～23%,且占地面积变化对低重现期降雨径流削减效果影响明显,生物滞留槽和植草沟呈相同规律。相反,下凹绿地占地面积变化对高重现期径流削减效果影响较大。绿色屋顶的径流削减率与土壤层厚度成正比,与降雨重现期成反比,且绿色屋顶厚度对低降雨重现期削减效率影响稍大; LID设施的径流削减率随降雨历时增加而增大(削减率增长区间为1. 7%～7. 7%),且占地面积越大,降雨历时变化对径流削减率的影响就越明显。各LID设施的性价比和适用情况对比计算表明,下凹绿地和透水铺装性价比较高,适于作为主控设施大面积应用,而植草沟、生物滞留池及绿色屋顶适于作为辅助设施部分应用。研究成果为选择效益最优的海绵城市建设模式提供科学参考。     

国内外海绵城市建设经验及研究成果浅谈

介绍了美国、德国、新西兰等国家城市雨洪管理研究进展、雨洪管理相关法律保障体系及工程建设成效,分析了我国海绵城市建设背景、现状及建议成果。经过对国内外海绵城市建设成效的对比分析,对我国海绵城市建设提出了如下意见和建议,即海绵城市建设在核心技术方面需结合城市特点汲取西方发达国家的先进技术和管理体系;应制定相关法律法规、技术规程,建立制度保障体系和技术体系;加强部门之间的联动作用,落实海绵城市建设的目标责任制以及加强对城市水科学方面的研究,加强科技创新,以为海绵城市建设提供科技支撑和技术保障。     

基于城市“海绵体”环境地质条件的海绵城市建设适宜性评价体系及其应用——以焦作市为例

针对我国因城市化而日益出现的一系列城市水问题,为更有效、更具有针对性地进行海绵城市建设,综合国内外海绵城市建设指标评价方法,从环境地质角度出发考虑城市"海绵体"雨水环境承载力的地质属性,基于大量实际钻孔及原位渗水试验提取城市"海绵体"的环境地质参数。通过研究海绵城市建设中海绵能力和环境地质参数的内在关系,提出针对原始海绵地质条件的海绵渗水、海绵蓄水和海绵城市水容量三个海绵能力指标,建立海绵城市建设地质环境指标评价体系和方法,最后以中国中部城市焦作市为例进行海绵城市建设环境地质适宜性评价。结果表明:(1)海绵渗水、海绵蓄水和海绵城市水容量三个海绵能力指标可有效表示海绵城市建设环境地质适宜性能力的优劣,指标值大于1表示该城市"海绵体"环境地质能力足以解决最大降雨带来的城市水问题;(2)焦作市研究区整体来说渗水能力较差,降雨条件下会导致地面产生地表径流,而城市"海绵体"蓄水能力及城市水容量较好,可容纳最大降雨条件下产生的地表渗水及渗水能力不足而产生的积水,不会发生城市洪涝灾害。同时,结合研究区实际情况对比进行分析评价,给出海绵城市建设的详细建议。研究成果可为中原城市群海绵城市建设、城市雨水管理规划设计提供思路及参考。     

基于SWMM的城市洪水内涝模型研究

城市化程度的提高,直接改变了城市暴雨径流形成条件,使其雨洪运动特性发生了较大变化,城市防洪排涝问题日益严峻。文章以SWMM模型为基础,结合澳门大学横琴岛校区的实际资料模拟地面的溢流过程,并对造成溢流的可能原因地面不透水面积所占比例、管道粗糙度和管径进行量化分析比较,为城市土地规划利用和排水管网设计提供依据,有效减轻城市洪水内涝灾害。     

基于SWMM的海绵校园径流控制效果评估——以萍乡市北星小学为例

为了研究海绵校园LID措施的径流控制效果,以萍乡市北星小学的改造项目为例,利用萍乡市暴雨强度公式计算各个重现期的设计降雨,借助雨洪管理模型(SWMM),构建LID改造前后的降雨-径流模型,模拟不同设计降雨条件下校园内分别采用组合LID及单独布设LID措施的径流控制效果,以及透水路面堵塞情形下的径流控制效果。结果表明:校园海绵化改造后,年径流总量控制率达到75%,污染物削减率在60%左右,排放口流量峰值时刻延后7～10 min;三种LID措施对校园径流量削减的贡献度排序为透水铺装下沉式树池下沉式绿地,对污染物削减的贡献度排序为下沉式绿地下沉式树池透水铺装;透水路面堵塞对径流控制效果的影响在降雨重现期30a时显著增大。通过对结果分析,设计方案下的海绵校园径流控制效果均达到预期目标,对一般的小范围海绵校园进行LID改造具有一定的参考价值。     

基于MIKE FLOOD模型的鹰潭市内涝弹性分析

针对近年来日益严重的城市内涝问题,利用MIKE FLOOD模型模拟了鹰潭市月湖新区在遭遇1a、3a、5a、10a及20a重现期降雨时的内涝淹没状态,研究了在不同重现期降雨下城市内涝形成及恢复的完整过程.根据模拟结果统计研究区在各个重现期降雨后的淹没网格数变化,基于系统性能分析研究鹰潭市月湖新区排水内涝弹性,进一步分析研究区对各重现期降雨灾害的防御与恢复能力.结果表明:在不同重现期降雨下,研究区积水面积基本都在65 min左右达到最大;在遭遇1～3 a低重现期降雨时,研究区排水系统性能变化更为敏感;降雨重现期越低,系统性能恢复越快、越好.     

基于MIKE11的排涝融合模型在城市圩区应用探讨

文章分析了城市排涝常见问题与排涝计算存在的不足,考虑城市雨水管网和内河及泵站排涝系统,探讨利用Mike11软件构建排涝融合模型,进行水动力计算,模拟城市圩区完整排涝过程,解决了雨水管网、排涝河道、排涝泵站的衔接问题,使排涝计算更加精细和准确,为城市圩区竖向标高、河道涝水位、泵站规模及排水防涝调度等方案优化提供支撑,为排涝规划提供较好的基础,并可对海绵城市建设对防涝安全的影响效应进行定量评估。     

海绵型绿地设计的若干关键问题探讨

城市绿地作为海绵城市的重要载体,其海绵化设计将直接影响海绵城市的建设效果。针对我国海绵城市建设中绿地设计存在的问题,通过文献研究、案例分析等方法,对海绵型绿地的概念内涵、设计方法和分类设计要点进行了探讨。辨析了海绵型绿地的概念内涵,提出了核心设计目标和广义设计目标,及多专业协同的设计流程。公园绿地宜秉持"多功能"理念,将绿地功能与雨水控制利用有机结合在一起,提升绿地功能复合度和海绵功能。建筑与小区绿地在设计中要坚持"以人为本",通过海绵设计建设高品质生活环境。道路绿地应协同处理好径流污染、积水内涝等问题,以某道路绿地为例,阐述了在北方寒冷地区通过统筹红线内、外绿地,协同实现多目标雨水系统的具体方案。海绵型绿地建设应将绿地功能与海绵功能相结合,通过多专业配合和公众参与协同实现多目标,满足城市土地资源的高效利用。     

城市雨洪排涝计算模型研究

城市街道积水回流对地下管网排水影响显著,为了反映地表回流的影响,提出了包含街道和管道的双层排水结构模型,通过虚拟连接通道进行地表和地下排水系统的水量交换,并推导了通道过流量的计算方法,实现了街道积水回流的模拟,建立了完整的城市雨洪排涝计算模型。利用典型案例对模型计算进行验证,结果表明:该模型可模拟街面积水和过流过程,在发生街道漫流的情况下,计算结果合理,较传统模拟方法更贴近实际。     

降雨雨型对城市内涝的影响

为探究降雨雨型对城市内涝特征的影响,基于MIKE FLOOD平台,以郑州市金水区南部为研究区域,对不同重现期及3种单双峰雨型的设计降雨进行内涝过程场景推演,并对淹没量、淹没范围及淹没深度等量值进行对比分析。结果表明:在相同降雨历时及重现期下,相比于单峰型降雨,双峰型降雨具有更高的内涝风险等级;针对单峰型降雨,当重现期低于20a时,降雨雨峰越靠前产生的淹没情况越严重,当重现期高于20a时,降雨雨峰越靠后产生的淹没情况越严重;随着重现期的增加,单峰型和双峰型降雨所导致的内涝风险之间的差异在不断减小。     

基于PCSWMM模型的城市内涝风险评估

构建了基于PCSWMM的海甸岛城市雨洪模型,采用3场次实测暴雨(20081013,20101005和20111005)内涝淹没资料对模型进行验证,结果表明所构建模型具有良好的精度和可靠性。以1 a、2 a、5 a、10 a和20 a 5种设计重现期降雨组合同频率设计潮位进行模拟计算,对海甸岛现状排水能力进行评估,结果表明,海甸岛84.8%管网排水能力低于1年一遇。以5 a、10 a、20 a、50 a降雨组合对应潮位对海甸岛进行内涝风险评估,得到了海甸岛4种不同重现期暴雨的内涝风险等级划分状况。     

基于雨洪资源综合利用的海绵城市建设探讨

以城市雨洪资源综合利用为出发点,分析海绵城市建设的现状及意义,从工程措施和非工程措施方面提出对策及建议。     

基于MIKE URBAN的西安市中心城区雨洪过程模拟

城市排水管网的分布与建设是城市基础设施建设的重要组成部分,城市的排水能力关系到城市服务功能的正常运转。通过城市雨洪过程的分析,可以评价城市洪涝灾害。以西安市中心城区为研究对象,利用MIKE URBAN构建排水管网模型,根据模拟结果对研究区管网排水能力进行评估,分析易涝成因。结果表明:MIKE URBAN能够较好地模拟城市管网水位、流量变化及易涝点的分布情况。根据西安市暴雨强度公式,设计不同重现期(1、2、3、5a)的降雨过程,在1a降雨过程下,研究区90%以上管道处于满流状态,60%以上的检查井发生溢流,满流管段数和溢流井个数会随着降雨频率的增加而增加,但增幅相对减少;管道设计标准普遍偏低、下垫面不透水率增大、地形等因素是导致地面积水的主要原因。研究成果可为城市内涝防治及海绵城市建设提供理论基础和技术支撑。     

宁津县城市雨洪资源利用研究

宁津县地处鲁西北平原地区,传统的城镇化建设改变了该县天然状态的水文机制,使雨洪管理问题突出。在近年来的城镇发展和规划中引入低影响发展的理念,通过不同的工程措施、非工程措施的建设和政策措施的引导,充分利用城市雨洪资源,取得了显著的成效。     

基于MIKE模型的湘阴县雨水管网健康度评价

以洋沙湖镇涝溪桥村地区为例,采用MIKE模型分析了岳阳市湘阴县在遭遇暴雨干扰时的雨水管网健康度。在采用一次降雨过程中严重内涝点的实测积水深度对模型进行率定和验证的基础上,利用该模型模拟了重现期为1、3、5、10、20 a的2.h设计降雨,重点分析了重现期为3a的降雨过程,并结合排水能力、管网结构、环境因素、社会因素4项综合指标和15项子指标构建了雨水管网健康度评价指标体系。结果表明:该区域管网的排水能力综合指标的得分为0.48,管网结构综合指标的得分为0.78,环境因素综合指标的得分为1,社会因素综合指标的得分为0.66,综合健康度为0.54,综合健康度等级为较差;重现期越大,积水深度也越大,但最大积水深度到达的时间并不受重现期影响;积水风险较大、积水较深位置均位于健康度较低的管道附近。     

基于生态海绵流域视角的河湖联控方案研究——以湖南省凤凰县为例

海绵城市建设除了实施一系列低影响开发措施之外,还需通过河湖联控措施调丰济枯,实现保障径流总量控制率以及其他城市排水防涝安全、供水安全、生态安全等一系列涉水控制目标。基于生态海绵流域的视角,提出了海绵城市在建成区外和建成区内的建设思路以及相应的河湖联控策略:建成区外主要是做好城市防洪治涝的顶层设计,构建城市外围水安全保障体系,统筹考虑解决城市外围流域内的防洪安全、水资源、水环境、水生态等问题;建成区内以城市河湖为核心,科学安排、因地制宜进行城市海绵体建设,构建多尺度排水系统,弹性应对不同强度的降雨。以湖南省凤凰县为例进行了应用研究。结果表明,河湖联控方案实施后:(1)结合LID等其他海绵城市建设措施,凤凰县年径流总量控制率预期将达到82.9%,满足80%的目标要求;(2)凤凰县防洪排涝标准可以由目前的10年一遇提高到20年一遇的水平;(3)城乡供水保证率预期将达到98%,满足大于95%的目标要求;(4)雨水收集利用率预期将达到20%,满足大于10%的目标要求。可见,研究制定的凤凰县河湖联控方案在技术上是可行的,有效解决了凤凰县的防洪、水资源短缺和生态用水问题,为凤凰县的海绵城市建设提供了有力支撑和保障。     

基于MIKE FLOOD的暴雨积涝模型在川沙地区的应用

前期以上海市浦东新区惠南镇为研究区域,以MIKE FLOOD为平台,耦合MIKE URBAN与MIKE 21,搭建暴雨积涝模型。将其应用于浦东川沙地区,以提高应对内涝灾害的能力。选取"2015-06-17"降雨灾情验证模型,并取得较好结果。应用模型评估研究区域现状雨水管网排水能力,大部分管道不满足1年一遇降雨的设计要求。分析主要易涝点及积水原因,模拟不同降雨重现期和不同水位边界工况下的积涝,以及评估对应的内涝风险,从而为防汛部门提供排涝减灾对策依据。     

海绵城市建设中区域适宜水面率研究及应用

河湖水系水面率控制规划是开展海绵城市建设规划的一项重要工作。根据不同区域的土地利用、防洪工程、地形地貌等具体条件,以集雨区域为空间单元,以河湖水系水位涨幅为控制性指标,建立区域降雨与水系水位安全调蓄变幅的数学模型。确立水位安全调蓄变幅与降雨量成正比的函数关系,且其比例系数与水面率和综合径流系数分别成倒数函数和线性函数关系,推求满足径流控制要求的适宜水面率。研究结果表明,对于水面率较低或因挤占而减少的区域,适当恢复以及扩大河湖水域面积可以显著提升雨洪蓄滞能力。研究成果在珠海河湖水系低影响开发规划中进行了应用,提出了珠海市各管控分区适宜水面率的目标,并分析了目标可达性,对海绵城市建设及城市规划具有指导意义。