暴雨内涝灾害模拟研究

 城市暴雨内涝灾害的频发,已经给城市居民生命、财产安全等造成了严重威胁。对城市暴雨内涝灾害危险性模拟,可为城市暴雨内涝灾害危险性预报预警提供依据。以长春市南关区为研究区,以城市暴雨内涝灾害为研究对象,从多情景视角出发,提出了城市暴雨内涝灾害危险性多情景模拟框架,并以一、二维非恒定流为控制方程,以不规则网格为骨架综合构建了城市暴雨内涝灾害危险性数值模拟模型,实现研究区暴雨内涝灾害危险性多情景模拟。研究结果可为城市内涝应急管理部门在内涝灾害预报预警上提供参考依据。     

基于OODA环的城市内涝灾害应急联动体系建模

针对目前我国城市内涝灾害频发,应急效率和应急水平亟待提高的问题,该文采用OODA环理论框架研究了城市内涝灾害及其应急流程。通过分析城市内涝灾害的形成机理,建立了城市内涝灾害描述模型,构建了基于复合OODA环的城市内涝灾害应急联动体系。在此基础上,利用随机Petri网对应急联动流程进行建模,验证了该体系的可行性。结果表明,该文理论方法对城市内涝灾害应急联动体系有指导意义。     

基于大数据的城市内涝网络舆情监测及演化机理

城市内涝频发造成严重经济损失,危害城市安全和居民生活,影响城市可持续发展,受到广泛关注。采用大数据技术对城市内涝网络舆情进行动态监测,采用网络爬虫等数据挖掘方法动态采集城市内涝舆情数据,深度分析舆情热度演变趋势、关注要点和情感倾向。以"2018.7.16"北京市内涝事件为样本分析城市内涝事件舆情传播特征,揭示其动态演化机理。结果表明:舆情高发时间段与内涝多发期较为吻合,舆情热度与城市内涝事件的影响程度呈正相关。社会对于城市内涝重点关注内容为城市排水管网的建设、内涝灾情及救援进展。城市内涝事件舆情演变过程经历了潜伏期、爆发期、蔓延期、反复期及消退期五个阶段,舆情参与者在不同阶段作用机理动态变化。根据舆情演变特征提出相应对策,为内涝事件舆情应对提供决策支持。     

城市内涝事理图谱构建方法及应用

为消除城市内涝事件的突发性和空间易变性对城市内涝灾害决策调度的影响,构建城市内涝事理图谱,并在此图谱上提出成因分析应用的框架。利用规则模板库抽取中文城市内涝语料库中的因果事件句,基于投票机制的深度神经网络融合方法抽取因果句中的事件,融合手工规则实现城市内涝事理图谱的构建。采用事理图谱自动生成以内涝点为中心的场景,用生成的场景自动生成并训练离散动态贝叶斯网络,并在该网络上进行内涝点成因分析。结果表明,所构建的城市内涝事理图谱能较好地描述所在城市的内涝演化规律,成因分析结果与真实结果对比表明,此方法能准确找到内涝点处产生内涝的成因,并排除有干扰影响的伪成因。     

城市内涝成因及其防治策略

近年来,城市内涝频发,因内涝引发的不幸不时出现在人们的视野中。反思我国城市内涝产生的原因,并在此基础上提出预防减少城市内涝灾害的规划建议,很有必要。一、城市内涝的定义城市内涝是一种由强降雨或连续降雨所形成的城市内部积水的灾害。随着城市化进程的加快,城市内涝已经成为常见的灾害之一。频繁的内涝灾害严重地威胁着人们的生产生活,甚至造成大量的人员伤亡和财产损失。     

极端降雨下地下空间淹水对城市内涝过程的影响研究

极端降雨会引起城市内涝,造成地面严重积水,从而威胁城市地表及地下空间的生命财产安全.当前水动力模型涉及地下空间的模拟较少,地下空间设防高度对城市内涝时空分布特征的影响分析还存在不足.针对以上问题,以郑州市二七区主城区在“7·20”特大暴雨事件中的内涝过程为例,构建了考虑地下空间淹水的城市内涝模型.模拟了在地下空间不同设防高度下,城市内涝时空分布特征.研究结果显示：(1)构建的地下空间淹水模型具有一定物理机制,参数可量化,且计算简便,适用于大范围考虑地下空间淹水的城市内涝模拟;(2)不考虑地下空间淹水会使地表内涝风险被高估,高风险与超高风险面积之和将会增大10.7%;(3)当设防高度增加10cm时,城市地表的积水最大深度提高10.0%,流速增加2.3%,高风险与超高风险面积增加3.4%.这一结果表征了地下空间设防高度对城市内涝过程的影响机制与规律,为科学设置设防高度,有效防控城市地表-地下整体内涝风险提供了参考和依据.     

南京市城市河道变迁对城市内涝影响研究

在对南京市地理和历史资料和近年来南京城市内涝报道大量收集整理的基础上,以南京市33条城市河流为研究对象,结合实地考察与调研,从城市建设中河流变迁和城市内涝的相关性角度出发,分析南京城市内涝灾害区域特征及其和城市河道变迁的关系,探究南京城市内涝的影响因素,期待相关部门能够注意到城市河道的建设问题,希望能对解决南京内涝灾害有所助益。     

市政工程地下排水管道施工技术探讨

我国一些城市因强降雨出现严重内涝，引起各界人士的关注。解决内涝的关键是对城市的地下管道进行合理的规划，同时在施工的过程中，严格控制工程的质量。本文结合实际工程就地下排水管道的施工进行叙述，以便和同行共同交流。     

城市内涝灾害社会影响评价研究

为探究城市内涝灾害发生后对居民、社会及经济造成的影响,以哈尔滨市区为研究区,以典型内涝灾害年为案例年,收集气象、社会经济数据并结合实地调查数据,从社会与个体、社会与家庭、社会与心理、社会与交通、社会与秩序、社会与稳定六个方面筛选城市内涝灾害社会影响评价指标,并构建指标体系与评价模型,实现了城市内涝灾害社会影响评价与区划.研究结果可为哈尔滨市内涝灾害应急管理提供决策依据.     

城市立交桥洞内涝过程的精细化模拟研究

为科学地指导城市立交桥区的排水防涝改造,降低内涝风险,以深圳市某立交桥为研究对象,构建高分辨率城市内涝模型,采用地表积水实测资料进行模型率定及验证,模拟立交桥洞在雨水口防堵、下凹式绿地以及两者的组合措施改造前后不同降雨情景下的积水情况。结果表明,1)高分辨率城市内涝模型可以实现城市立交积水动态变化过程的准确模拟;2) 5年、20年和100年重现期降雨情景下,立交桥洞内涝严重,积水时空变化速率快,当降雨重现期为100年时,最大积水深度和面积分别高达1.52 m和1833 m2,积水深度随时间和空间的最大增长速率分别高达0.04 m/min和0.23 m/10 m;3)组合措施的内涝削减效果优于不同改造措施单独使用时的削减效果,100年重现期降雨情景下,单独采用雨水口防堵和绿地下凹措施,仍然存在0.6 m以上深度的积水,而组合措施可使内涝积水深度小于0.5 m,内涝持续时间缩短至30 min内,可有效地缓解桥洞内涝。     

城市暴雨内涝水文水动力耦合模型研究进展

城市地表是暴雨内涝水文与水动力过程的共同载体,水流运动是水文与水动力过程的共同形式,故暴雨内涝水文与水动力过程存在极为复杂的耦合关系.从城市暴雨内涝水文水动力耦合模型构建的角度,综述了城市暴雨内涝水文水动力学机制、数学模型及其求解方法的研究进展,总结了各种模型及方法的优缺点,指出了水文驱动水动力模型与水文水动力耦合模型的本质区别,并探讨了城市暴雨内涝水文水动力自适应耦合建模方法及高性能计算技术.     

基于YOLOv5算法的图像水深自动提取

将人工智能领域里的目标检测方法应用到城市内涝监测中.首先，选取YOLOv5(You Only Look Once version 5)算法用于城市洪水参照物模型的训练；其次，根据监控设备所拍摄的洪水期与非洪水期参照物的高度差来计算道路的内涝深度信息；最后，通过一个水池实验来验证该方法的有效性，将人工计算数据与YOLOv5自动监测数据作对比，实验结果显示RMSE值为0.007 m, MAPE值为2.738%.结果表明该方法能够监测城市内涝水深状况，具有检测速度快、准确性高、成本低等优势.     

基于层次分析法的北京城市副中心内涝风险评估

基于“危险性-暴露性-脆弱性”的内涝风险评估框架，采用层次分析法构建了北京城市副中心内涝风险评估体系，运用模型模拟法、GIS空间分析法等多种方法获取评估指标值，对研究区进行了10、20、50 a一遇降雨情景下的内涝风险评估．研究结果表明:1）副中心现状排涝能力基本满足10 a一遇降雨，距离规划50 a一遇的排涝标准有较大差距；2）中高风险区主要集中在北运河以西、通惠河以南的原通州老城区，运潮减河以北、小中河以东的区域，以及京秦铁路沿线路段的下凹桥区；3）积水危险性与内涝风险度结果并不吻合，内涝风险度评价结果更为科学，也更具指导性．建议对高风险区采取“一点一策”的方式制定应急预案，提升副中心洪涝预报预警能力．      

浅论低影响开发对解决城市内涝问题的影响

城市内涝问题成为摆在我国城市发展面前的一个重要问题,低影响开发技术为解决城市内涝问题提供了有力的措施。解释了低影响开发技术的概念,分析了低影响开发技术对解决城市内涝问题的影响,评价了低影响开发技术的应用效果,阐述了低影响开发技术理论与方法的主要缺陷与扩展方向。     

基于博弈论赋权耦合灰色关联分析的调蓄池优化选址

在构建城市内涝风险评估指标体系的基础上，采用博弈论（GT）思想将层次分析法（AHP）所得主观权重与改进熵值法（IEVM）所得客观权重组合赋权，并将灰色关联分析（GRA）与逼近理想解排序（TOPSIS）相结合，建立量化评估框架，最终通过各节点的相对贴近度确定调蓄池的位置。结果表明：GRA-TOPSIS所得综合值的变异系数为0.628，均高于单独使用GRA或TOPSIS的变异系数，更有利于对各节点内涝风险进行辨识。此外，应用该方法对消除城市内涝风险、提高城市防涝标准有显著效果。     

基于机器学习的城市暴雨内涝时空快速预测模型

暴雨内涝的快速预测对于提升灾害应急处置能力具有重要意义。针对传统数值模拟复杂耗时导致难以满足暴雨内涝预测时限要求的问题,该文基于机器学习方法构建城市暴雨内涝时空快速预测模型。利用城市综合流域排水模型(InfoWorks ICM)模拟的高精度网格结果作为数据驱动,综合考虑降雨因素、地理数据以及排水管网的分布情况,分别基于随机森林、极限梯度提升(XGBoost)、K最近邻以及长短期记忆(LSTM)神经网络建立城市暴雨内涝快速预测模型。以北京市某区域为例,开展算例研究,结果表明：随机森林模型的空间预测效果最佳,淹没范围预测准确率可达99.51%,积水深度平均预测误差3.55%; LSTM神经网络模型能准确预测内涝点积涝过程的水深时序变化。在该算例场景下,所构建的机器学习模型可实现s级的暴雨内涝时空快速预测。     

基于层次-模糊分析法的城市内涝生态治理评价

近几年城市内涝在许多城市频发,由此导致城市人居环境质量显著降低;而且严重影响城市经济发展。由现浇网格生态护坡技术、透水植草地坪技术及生态围墙立体绿化技术构成城市内涝生态治理综合技术体系,重新构建城市生态环境,恢复城市雨水的自我吸收能力。通过试验对三种技术的绿化率、植物栽植6个月后的成活率和盖度、强度及降雨形成的地表径流量等指标进行了测定。结果表明:在实现城市生态绿化的同时,显著减少了降雨历时24 h、降雨强度分别为60 mm/24 h、70 mm/24 h、80 mm/24 h条件下的地表径流。采用层次-模糊分析法评价,城市内涝生态治理技术体系评价结果为"显著",与试验结果相吻合。研究从生态治理角度为城市内涝问题解决提供了新途径。     

LID控制下城市成涝风险规律与防涝应急研究

为研究LID控制下城市内涝应急响应规律,以SWMM模型为工具,在汉口某小区模型的基础上建立年径流总量控制率85%的城市模型,依据芝加哥降雨模型和汉口暴雨公式,设置降雨历时为2和4小时,重现期为1、2、5、10年的降雨强度序列开展成涝风险性研究。结果表明：重现期的变化不影响内涝显现时刻及内涝风险程度二者的变化规律,即重现期相同时,短历时降雨内涝显现时刻提前于,内涝风险程度高于长历时,且随着重现期的增加,长、短历时降雨作用下内涝显现时刻均略微提前,而内涝程度均逐渐加深;存在临界重现期使得在此重现期范围内,短历时降雨作用下内涝时长较长历时更长,而超过该重现期,表现出与前述相反的规律。基于此,提出采用基于贝叶斯决策理论和二区间数方案优选理论应急决策方法,并以重现期为10年、历时2小时的降雨强度序列为决策情景进行防涝应急决策,决策选择方案a₆为应急救援方案,表明了该决策方法在LID控制下城市内涝应急决策上的适用性     

城市内涝预警系统研究——以开封市“7·20”特大暴雨应用效果为例

基于城市基础信息资料精细化程度和模型模拟不精准影响风险预报效果的问题，提出将多元时间序列ARIMAX模型应用于积水监测站的内涝预报，以便更精准地预测积水深度及变化过程；用多普勒雷达降水临近预报和数值模式降水预报产品，驱动积涝预报模型，建立城市内涝风险预警系统.结果表明，该系统在河南开封“7·20”特大暴雨临近时段（0～2 h）内涝风险预报效果较好，短时段（3～12 h）仍有较高的参考价值，能够为城市防汛和应急提供较好的技术支撑.     

遇到城市内涝如何避险自救？

<正>洪涝灾害是城市气象灾害中威胁巨大的一种气象灾害。当降雨量急剧增加而排水、泄洪能力不足时，不管是城市还是农村，都有可能会发生洪涝灾害。其中，城市内因人员集中、建筑密集、排水设计复杂等原因，极易发生内涝，影响人民群众出行、生活安全。那么，当暴雨预警发布后，我们该怎么办？遇到城市内涝如何避险自救？让我们一起来详细了解一下吧。