基于“SCS-GIS”的城市雨洪格局研究——以扬州江都区为例

【目的】探索海绵城市背景下的城市雨洪安全格局研究新方法和思路,结合实例确定研究区的易涝区域和径流量。【方法】将SCS-CN水文模型的定量分析与GIS空间模拟工具相结合,以扬州江都区为例,建立了“从数据到空间”的建成区雨洪格局研究与表达方法。【结果】通过SCS-CN水文模型较为准确地计算了扬州市江都建成区在单场雨量为40 mm的降雨过后城市各类用地的雨水径流分布数据;通过GIS空间模拟技术与SCS-CN模型相结合,将雨水直接径流量的分布在城市空间中表现出来;根据计算出的各类用地的径流总量,对雨水径流总量最多的3类用地进行GIS空间模拟,直观地反映出建成区内易涝的地块。【结论】SCS-CN水文模型与GIS空间模拟工具相结合可以直观有效地反映暴雨过后的城市内涝状况,便于采取针对性措施建设海绵城市。     

基于“SCS-GIS”的城市雨洪格局研究——以扬州江都区为例

【目的】探索海绵城市背景下的城市雨洪安全格局研究新方法和思路,结合实例确定研究区的易涝区域和径流量。【方法】将SCS-CN水文模型的定量分析与GIS空间模拟工具相结合,以扬州江都区为例,建立了“从数据到空间”的建成区雨洪格局研究与表达方法。【结果】通过SCS-CN水文模型较为准确地计算了扬州市江都建成区在单场雨量为40 mm的降雨过后城市各类用地的雨水径流分布数据;通过GIS空间模拟技术与SCS-CN模型相结合,将雨水直接径流量的分布在城市空间中表现出来;根据计算出的各类用地的径流总量,对雨水径流总量最多的3类用地进行GIS空间模拟,直观地反映出建成区内易涝的地块。【结论】SCS-CN水文模型与GIS空间模拟工具相结合可以直观有效地反映暴雨过后的城市内涝状况,便于采取针对性措施建设海绵城市。     

基于“SCS-GIS”的城市雨洪格局研究——以扬州江都区为例

【目的】探索海绵城市背景下的城市雨洪安全格局研究新方法和思路,结合实例确定研究区的易涝区域和径流量。【方法】将SCS-CN水文模型的定量分析与GIS空间模拟工具相结合,以扬州江都区为例,建立了“从数据到空间”的建成区雨洪格局研究与表达方法。【结果】通过SCS-CN水文模型较为准确地计算了扬州市江都建成区在单场雨量为40 mm的降雨过后城市各类用地的雨水径流分布数据;通过GIS空间模拟技术与SCS-CN模型相结合,将雨水直接径流量的分布在城市空间中表现出来;根据计算出的各类用地的径流总量,对雨水径流总量最多的3类用地进行GIS空间模拟,直观地反映出建成区内易涝的地块。【结论】SCS-CN水文模型与GIS空间模拟工具相结合可以直观有效地反映暴雨过后的城市内涝状况,便于采取针对性措施建设海绵城市。     

基于“SCS-GIS”的城市雨洪格局研究——以扬州江都区为例

【目的】探索海绵城市背景下的城市雨洪安全格局研究新方法和思路,结合实例确定研究区的易涝区域和径流量。【方法】将SCS-CN水文模型的定量分析与GIS空间模拟工具相结合,以扬州江都区为例,建立了“从数据到空间”的建成区雨洪格局研究与表达方法。【结果】通过SCS-CN水文模型较为准确地计算了扬州市江都建成区在单场雨量为40 mm的降雨过后城市各类用地的雨水径流分布数据;通过GIS空间模拟技术与SCS-CN模型相结合,将雨水直接径流量的分布在城市空间中表现出来;根据计算出的各类用地的径流总量,对雨水径流总量最多的3类用地进行GIS空间模拟,直观地反映出建成区内易涝的地块。【结论】SCS-CN水文模型与GIS空间模拟工具相结合可以直观有效地反映暴雨过后的城市内涝状况,便于采取针对性措施建设海绵城市。     

基于韧性理论的丘陵岗地雨洪管理模式建构研究

【目的】基于韧性理论构建丘陵岗地雨洪管理模式,计算研究区的承洪能力并提出相应的雨洪管理构建模式。【方法】根据演进韧性理论结合仿生学原理,选取南京栖霞山东片丘陵岗地为研究区,借助GIS空间分析计算,利用矢量地形数据,对其地形地貌、坡度、坡向、流向和汇水进行分析,提取自然洪泛区范围,在此基础上进行雨洪格局的划分。【结果】研究区洪泛区内可洪泛地约32.57 hm²,地表可洪泛比为55.38%,虽可浸性较高,滞渗能力较强,但可洪泛地分布较分散,连续性较弱,因此对雨洪的转移能力较差。基于此,创建了具有丘陵岗地特色的“掌状复叶”结构的雨洪管理模式,即适用于丘陵岗地的三级“脉序”结构的径流网络、三级“基部”结构的汇水中心和三级“叶肉”结构的自然洪泛区的雨洪管理模式; 提出了研究区内三级径流网络、三级汇水中心和三级自然洪泛保护区的“掌状复叶”结构的韧性雨洪管理格局。【结论】基于韧性理论的丘陵岗地“掌状复叶”结构雨洪管理模式可以有效渗透、转移和控制雨洪,有利于保护丘陵岗地的生态系统,可为构建类似地形地貌区的城市雨洪管理模式提供参考。     

西苕溪流域城市化对径流长期影响分析研究

利用基于GIS平台的长期水文影响模型(long-term hydrological impact analysis, L-THIA GIS),选取太湖上游的西苕溪流域作为研究区域,在验证L-THIA模型在该流域径流模拟有效性的基础上,利用不同时期(1985年和2000年)土地利用状况变化分析城市化对径流的影响;并应用情景分析的方法预测未来不同的土地利用变化所导致的径流变化情况。研究结果表明：城镇用地产生的径流量要大于非城镇用地;1985?2000年城市建设用地面积扩张75%,径流系数相应增加了1.4% ;未来城市建设用地的不断扩张;当城市面积分别达到流域面积的25%和45%时,径流系数将可能达到0.68和0.79。因此,城市扩张导致的不透水面积的增加将成为改变区域水文效应主要因素之一,需要进行合理的城市和土地利用规划限制城市的盲目扩张。     

城市雨水资源化问题研究

在深入研究国内外先进雨水资源利用技术的基础上,综合利用城市水利学的理论和观点,本着使城市雨水资源化成为一个系统化的理论与工程相结合的先进科学的目的,探讨了城市雨水资源化的基本方式和过程,提出了城市雨水资源化的原则,归纳了城市雨水资源化问题研究的基本内容,研究城市化和城市雨水资源化与城市水文的关系、城市防洪与雨水资源化的关系、城市雨水资源化规划模型等问题.其结果为城市雨水资源的综合利用、有效地控制城市雨洪和减少雨洪灾害损失提供了研究的思路、方式和方法.     

低影响开发系统对西南红层丘陵地区雨洪调控效果的模拟研究

为探究低影响开发系统(LID)对西南红层丘陵地区的雨洪调控效果,以中国遂宁市河东新区湿地公园示范区为研究对象,构建暴雨洪水管理模型(SWMM),根据遂宁市河东新区海绵城市建设相关规划,结合研究区下垫面特征,模拟不同降雨重现期(2、5、10、20年一遇)降水情景下低影响开发(LID)措施的地表径流过程和下渗过程,以评估海绵城市建设的防洪减涝效果。结果表明:在低降雨重现期(2年一遇和5年一遇)情况下,LID措施对地表径流的控制率分别达到78%和45%,洪峰的推迟现象不明显,在高重现期(20年一遇和50年一遇)情况下,地表径流控制率仅为2%和1%,洪峰的推迟时间分别为2、2.5 h,表明LID措施对城市雨洪控制有一定的效果,且随着降雨重现期的增加,LID措施对城市雨洪的控制效果逐渐减弱。研究结果为中国西南地区海绵城市建设及后期运营提供了理论依据。     

城市雨水资料化问题研究

在深入研究国内外先进雨水资源利用技术的基础上，综合利用城市水利学的理论和观点，本着使城市雨水资源化成为一个系统化的理论与工程相结合的先进科学的目的，探讨了城市雨水资源化的基本方式和过程，提出了城市雨水资源化的原则，归纳了城市雨水资源化问题研究的基本内容，研究城市化和城市雨水资源化与城市水文的关系，城市防洪与雨水资源的关系，城市雨水资源化规划模型等问题。其结果为城市雨水资源的综合利用，有效地控制城市雨水和减少雨洪灾害损失提供了研究的思路，方式和方法。     

海绵城市雨洪控制中雨水径流水质变化规律分析

在充分利用水资源的理念下,对海绵城市某公司不同取样点的雨水水质进行检测。介绍了研究区域的详细情况,给出雨水采集方法、实验方法和水质指标检测方法。选择研究区域4个不同下垫面的屋面和路面作为雨水取样点,分析了雨水径流水质随降水时间的变化规律、雨水径流水质随降水强度的变化规律和不同下垫面影响下雨水径流水质变化规律。结果表明,降雨初期雨水污染程度较高,雨洪控制中衡量雨水径流水质指标含量相对较高;随着降雨时间的增加,水质逐渐好转并最终趋于稳定;短时暴雨和强度消耗时长降雨相比,径流污染负荷明显更高;舍弃前10 min的初期径流雨水后,水质明显更好,说明海绵城市雨水利用潜力很高,可作为第二水源。     

小兴安岭典型集水区水文过程模拟研究

以GIS技术及数据库、计算机编程语言为基础,根据东北森林动态规律、年内积雪及冻土冻融特性规律,构建了分布式水文模型——NEHM,并采用NEHM模拟小兴安岭汤旺河流域典型集水区逐日径流过程,基于育林沟水文观测站2004年实测资料分别对比了生长季径流总量和日径流模拟结果.结果显示,生长季径流总量模拟值和真实值比较接近,日径流量模拟的效率系数(Ens)和相关系数(R2)均高于0.75.在此基础上,设置不同降水量情景,同时采用NEHM模拟了观测点所在栅格地表径流水量的变化.结果表明,通过NEHM模拟,能够体现出降雨变化对水文过程的影响.     

基于GIS的城市雨洪预报模型

针对目前我国城市化地区传统水文分析计算方法存在的不足和由于城市建设日新月异导致城市下垫面的水文特性情况变化比较频繁的特点，本文利用满宁公式和水量平衡方程建立雨洪预报模型的基本方程组，并结合GIS解决城市雨洪预报模型参数的实时确定问题，使模型具有实时预报能力。作为例子，本文结合蚌埠市的雨洪资料进行校验，获得了较高的预报精度。     

海绵城市背景下agMDrain系统在规划审批方面的应用研究

agMDrain系统结合海绵城市理念和地理信息技术(GIS),集成了雨洪管理模型(SWMM),可模拟小区的地表水力模型。通过向模型输入如建筑面积、不透水地表面积、降雨强度、频率等参数,可以分析和计算该小区范围内地表径流量、汇流时间、水污染负荷等指标。agMDrain系统可以判断上述指标是否达到国家及地方法规的要求,能有效地提高政府对新建、改建、扩建项目在规划方面的审批效率。     

城市化对水环境的影响及水环境的综合整治

城市化对水环境的影响主要包含在两个方面:城市降水、城市建设对雨洪径流量和水质的影响。为了达到水环境的综合整治,需从建设完善水环境基础设施、合理控制雨洪径流措施、开展污水和雨水资源化利用、充分发挥水信息学作用、强化水环境管理法规政策等方面综合考虑。并简要介绍了上海市苏州河环境综合整治一期工程的概况。     

基于Infoworks ICM模型的典型海绵措施径流减控效果评估

为了分析海绵措施在流域尺度的雨水径流减控效果,提出适用于海绵城市系统建设的最优组合模式。基于Infoworks ICM模型构建马草河综合流域洪涝模型,结合雨水控制与利用工程设计规范,定量评估调蓄池、下凹式绿地及透水铺装海绵组合模式的蓄滞效果。研究结果表明:(a)海绵组合措施对10年一遇以下低重现期降雨径流量、洪峰流量和峰现时间的削减延迟效果较好;当降雨重现期达到10年一遇及以上时,径流量和洪峰流量削减比例不同程度地降低,洪峰流量削减和峰现时间延迟效果明显降低。(b)实施海绵措施后流域年径流量平均削减39%,各管控地块全部满足控制标准,现行雨水设计规范标准有助于支撑海绵城市试点建设。     

基于实地勘测的城市雨洪模型研究

针对目前内涝分析采用的计算模型缺乏实地勘测数据,准确性难以验证这一问题,将实地勘察结果与雨洪模型的建立过程相结合,以合肥高校校园为例进行了实地勘测、模型构建和模拟结果分析。通过构建基于实测数据的SWMM模型,模拟不同降雨重现期情景下的地表径流、节点溢流等情况,结合实地调查结果进行分析,找出了导致校园发生内涝的具体因素。可推广应用于城市其他易涝区的研究,具有一定工程意义。     

基于MCR模型的现代城市绿地海绵体适宜性分析

【目的】探索用于区分保护型绿地海绵体和建设型绿地海绵体的定量评估方法,同时检验MCR模型运用在城市绿地海绵体适宜性评估中的可行性,为海绵城市建设提供新的方法依据。【方法】将城市用地的扩张假设为生态保护用地扩张和城市建设用地扩张两个水平扩张过程,以扬州市为例,选取适当的生态源与城市建设源,从生态和社会两方面收集指标构建阻力因子体系,在MCR模型框架下利用ArcGIS的成本距离工具进行扩张过程的模拟,用F_MCR差值=F_{MCR生态扩张}-F_{MCR建设扩张}来表明最终的绿地海绵体适宜属性。【结果】基于扬州市绿地海绵体的MCR差值结果与33处城市潜在绿地海绵体耦合分析得出,MCR差值>0的区域为天然绿地海绵体,适宜严格保护; MCR差值<0的区域为可进行人工建设干预的海绵体,适宜与城市雨水设施相衔接。【结论】MCR模型能够精确、直观地反映城市潜在绿地海绵体的适宜属性和未来利用方向,便于针对不同的海绵体类型采取不同的建设措施。     

小尺度丘陵山地风景区游览路线的规划与优化

【目的】探索小尺度山地景观观光游览路线规划的新方法及优化思路。【方法】以南京市栖霞山为例,采用GIS空间模拟工具,结合大数据和定量评价指标体系,建立远景、中景、近景的自然与人文景观观赏路线。【结果】通过GIS空间模拟自然地理环境,运用大数据分析人文景点,共得到36个最佳观景点;通过景观多维视觉评价体系分析36个观景点,得到观景动线图;最终结合现状游览路线,叠加分析得到近、中、远3种类型山地景观最优化的观光游览路线,可以直观地反映每条观景路线的自然景观环境和人文景观节点。【结论】通过GIS空间模拟、大数据筛选、视觉评价体系和Rhino模型叠加分析相结合,构建山地景观观光游览路线可以准确引导游客游览观光,有利于山地景观旅游开发和保护。     

基于遥感和GIS改进SRM融雪径流的模拟及分析

融雪径流是内陆区重要的径流来源,径流模拟是水文预报的主要手段。本文选择克兰河流域为研究区,以2008年3-5月为例,基于遥感和GIS技术构建了一个改进SRM融雪径流模型,并引入DEM和遥感数据作为空间数据基础,以获取研究区雪深、雪盖、空间温度和降水信息。模拟结果表明:改进式模型能直观反映融雪径流的空间分布,反应融雪径流的变化过程;本模型模拟的2个优度指标为:Nash-Sutcliffe系数R2=0.83。和体积差Dv=6.81%;但由于对遥感数据质量要求较高,本模型对逐日径流量的细节模拟仍然存在一定误差。该研究方法及结果对高寒无资料区的径流预测具有重要意义。     

城市绿地系统规划与雨洪管理协同的实现机理

为应对中国城市内涝、水资源短缺等严重生存问题,以海绵城市建设肌体-绿地系统的规划更新方法为基本研究对象,在探究城市暴雨内涝成因的基础上,构建城市绿地规划的雨洪管理体系。运用GIS平台对城市绿地与雨洪管理协同的相关指标进行计算,并梳理城市总体雨洪生态绿量需求、探求斑块绿地雨洪生态拓扑关系、通过绿地蓄水和净化能力等评估进行雨洪数据与地形叠加的城市绿地空间可视模型预演。研究结果表明:在绿地系统规划与城市管网形成有效沟通时,若城市绿地土壤能富集竖向降水,且绿地/斑块产生一定的空间拓扑聚集效应时,可计算出绿地系统雨洪截水量,即绿地系统对城市雨洪的竖向涵养以及对接雨洪管廊的有效排放。这可视为绿地系统规划与雨洪管理双系统协同的基本实现机理。