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城市内涝模型的地表DEM处理方法研究
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作者 刘子龙 张晓昕 +1 位作者 叶婉露 曾玉蛟 《北京师范大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2024年第6期881-888,共8页
城市地表特征的正确表达,尤其是地表微地形结构的正确处理是影响内涝模型准确性的主要因素.为了实现高精度的城市内涝模拟,以传统地形测绘数据为基础,对城市地表DEM标准处理方法进行了研究.研究内容包括地表伪洼蓄点的修正处理方法、城... 城市地表特征的正确表达,尤其是地表微地形结构的正确处理是影响内涝模型准确性的主要因素.为了实现高精度的城市内涝模拟,以传统地形测绘数据为基础,对城市地表DEM标准处理方法进行了研究.研究内容包括地表伪洼蓄点的修正处理方法、城市道路地形的处理方法和建筑物高度修正处理方法,并通过实例研究说明了方法应用的流程和效果.研究通过ArcGIS水文分析模块实现了洼地区域的识别和修正;通过不同类型建筑物离地高度的DEM修正,实现了建筑物影响下的周边水流运动过程模拟;通过道路地形的拟合加密,有效解决现有道路测绘高程数据不足的问题,实现了轮廓清晰、路面平滑的道路地形构建.通过案例研究表明,地形处理对模型计算结果将造成较大影响,案例区域不同降雨情景,地形处理前后的积水深度数值偏差达到10.5%~63.3%,深度差值为0.14~0.38 m. 展开更多
关键词 城镇内涝模型 地表DEM 微地形处理
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基于等效水量法的城市内涝模型实时订正技术研究
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作者 魏军 陈笑娟 +1 位作者 李婷 徐艺芙 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第7期19-25,共7页
为解决现有城市内涝模型在模拟计算时的输入场通常仅考虑降雨量及先期预先设定的相关参数,无法将实况积水数据代入模型对模拟结果进行实时订正,使得模型计算结果与实际存在偏差较大的问题,采用模型计算结果与积水监测数据实时同化确定... 为解决现有城市内涝模型在模拟计算时的输入场通常仅考虑降雨量及先期预先设定的相关参数,无法将实况积水数据代入模型对模拟结果进行实时订正,使得模型计算结果与实际存在偏差较大的问题,采用模型计算结果与积水监测数据实时同化确定模型中产汇流系数和排水系数,提出一种基于等效水量法的城市内涝模型实时订正方法。以石家庄市城市内涝仿真数学模型为应用案例,选取典型暴雨个例进行效果验证,结果表明实时订正后的模拟积水值更能较好反映出实际积水情况,模拟值与实况值的一致性指数从订正前的0.72提升到了订正后的0.96,通过订正技术显著提升了模型的计算精度。 展开更多
关键词 内涝模型 实时订正 等效水量法 石家庄市
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外洪溃堤一、二维耦合模型与内涝模型叠加在防洪保护区内的应用探讨 被引量:16
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作者 张靖雨 徐佳 +1 位作者 袁先江 曹秀清 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2017年第5期87-94,共8页
针对防洪保护区河道洪水的漫滩、溃堤及其与内涝叠加耦合预测的难题,以模拟溃堤洪水遭遇区域内涝情况下洪水演进过程为目标,采用基于非结构网格的Roe格式离散控制方程,利用Mike-flood提供的标准连接、侧向连接实现一维与二维模型间的耦... 针对防洪保护区河道洪水的漫滩、溃堤及其与内涝叠加耦合预测的难题,以模拟溃堤洪水遭遇区域内涝情况下洪水演进过程为目标,采用基于非结构网格的Roe格式离散控制方程,利用Mike-flood提供的标准连接、侧向连接实现一维与二维模型间的耦联,将溃口口门概化为宽顶堰并添加控制策略实现堤防溃决模拟。采用二维水动力模型耦合降雨径流关系计算净雨过程,建立与区域内涝模型叠加联用的一、二维水动力耦合模型。以中运河南片防洪保护区内洪水演进为例进行分析,结果表明:中运河右堤胡家险工溃决后,洪水向下游演进至房亭河与中运河交汇处的运西洼地内,最大淹没水深位于房亭河与中运河交汇处。模型能够较合理的反映区域内涝分布、地形及主要道路和涵洞对洪水演进的影响,可为区域内防洪抢险工作提供可靠依据。 展开更多
关键词 溃堤洪水 区域内涝 中运河 防洪保护区 圣维南方程 暴雨内涝模型
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城市二维内涝模型的GPU并行方法 被引量:22
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作者 向小华 陈颖悟 +3 位作者 吴晓玲 李超 王志伟 康爱卿 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期528-533,共6页
针对二维水动力模型应用于城市内涝模拟时,在大尺度区域或精细分辨率情形下运行耗时过长的问题,通过耦合SWMM模型和LISFLOOD-FP模型构建城市内涝模型,采用GPU的并行计算技术加速城市二维内涝模型。以盐城响水县城区的内涝模拟为例,对并... 针对二维水动力模型应用于城市内涝模拟时,在大尺度区域或精细分辨率情形下运行耗时过长的问题,通过耦合SWMM模型和LISFLOOD-FP模型构建城市内涝模型,采用GPU的并行计算技术加速城市二维内涝模型。以盐城响水县城区的内涝模拟为例,对并行模型的效率进行分析,结果表明,基于GPU的并行计算技术可以显著提升模型运行效率,在5 m分辨率下能够8 min内模拟12 h的内涝事件,可用于突发内涝事件下的快速响应;并行模型的加速效果在更高的空间分辨率下表现更明显,在2 m分辨率下取得最高10.86倍的加速比;要最大化发挥GPU计算效率,首先需要单步长有较大的计算量,其次是要尽量减少与GPU的数据频繁传输导致的额外开销。 展开更多
关键词 城市二维内涝模型 GPU加速 CUDA 加速比 网格分辨率
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基于简化内涝模型的上海城区内涝危险性评价 被引量:6
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作者 权瑞松 刘敏 +1 位作者 陆敏 张丽佳 《人民长江》 北大核心 2010年第2期32-37,共6页
根据城市的特征,基于SCS模型和GIS空间分析功能构建了一个简化的城市内涝模型(SUWM)。该模型主要由城市地形模型、城市降雨径流模型以及GIS空间分析模型构成。选取上海市中心城区对暴雨内涝进行模拟并进行危险性评价。结果显示:①不同... 根据城市的特征,基于SCS模型和GIS空间分析功能构建了一个简化的城市内涝模型(SUWM)。该模型主要由城市地形模型、城市降雨径流模型以及GIS空间分析模型构成。选取上海市中心城区对暴雨内涝进行模拟并进行危险性评价。结果显示:①不同概率的降水引发的内涝危险性不同。总体上,降雨量越大,形成的内涝积水越深,危险性也就越大;②相同概率的降水引发的内涝危险性在不同区域也不相同。总体上,杨浦、长宁和虹口区内涝危险性最高;徐汇、普陀和闸北区内涝危险性处于中等水平;静安区、黄浦区和卢湾区内涝危险性最低。 展开更多
关键词 简化城市内涝模型(SUWM) 内涝危险性评价 防洪 情景模拟 中心城区 上海
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沿海城市潮、雨遭遇下内涝模型及应用 被引量:3
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作者 张立洪 武永新 《水电能源科学》 北大核心 2017年第6期42-46,共5页
以海南省海甸岛为例,基于带有地表属性信息的高精度DEM地形网格,依据城市分区精细产流方法计算产流,以分段线性化方式拟合实际雨水管网排水能力曲线,并建立了排水能力与潮位新型函数关系式,将水陆边界条件处理为可双向过水的模型边界,... 以海南省海甸岛为例,基于带有地表属性信息的高精度DEM地形网格,依据城市分区精细产流方法计算产流,以分段线性化方式拟合实际雨水管网排水能力曲线,并建立了排水能力与潮位新型函数关系式,将水陆边界条件处理为可双向过水的模型边界,最终将地表产汇流模块、地下管网水动力模块和潮(洪)水漫滩淹没模块三者耦合,建立沿海城市潮、雨遭遇内涝模型,探讨潮、雨遭遇情况下城市水情和涝情特征及差异。结果表明,潮、雨遭遇情景下城市内涝整体情况更加恶化,积水面积剧增;不同区域内涝恶化原因不同,临海区域主要是潮水倒灌引起,城区内部区域恶化主要是高潮位顶托下内水无法外排所致;对比单独降雨下,典型内涝代表点积水深度平均增加0.22 m,积水历时平均增加7.70 h,深度积水持续时间显著延长。 展开更多
关键词 沿海城市 降雨 潮位 内涝模型
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广州城市暴雨内涝模型模拟效果评估 被引量:3
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作者 李海燕 吴晓绚 +3 位作者 王婷 潘蔚娟 肖婷 叶希莹 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期689-696,共8页
基于水动力方法构建的广州城市暴雨内涝模型,结合精细化降水预报,对内涝点的积水深度及风险等级进行模拟,结果表明,模型对近两年内涝点内涝风险等级命中率达65%,对总降水量为50~100 mm的降水过程命中率最高为72.8%。模型对2020年“5.22... 基于水动力方法构建的广州城市暴雨内涝模型,结合精细化降水预报,对内涝点的积水深度及风险等级进行模拟,结果表明,模型对近两年内涝点内涝风险等级命中率达65%,对总降水量为50~100 mm的降水过程命中率最高为72.8%。模型对2020年“5.22”特大暴雨过程模拟的积水深度和实况相比偏弱,误差主要分布在30 cm以内,大约占64%,大部分模型模拟积水深度偏小,主要位于广州中北部地区;此外,模型对积水1m以下内涝点的积水有不错的模拟能力,而对2m左右的深积水模拟能力还有限。不同重现期雨情下,广州中心城区的降雨量和历时越大,积水面积越大。1 h重现期雨情下,积水深度一般在20 cm以下,部分在20~59 cm;3 h降雨情景下,积水明显加深,积水深度一般在20~59 cm,部分在0~20 cm和60~119 cm。总体而言,模型模拟结果与实测内涝积水情况基本一致,模型准确度可满足业务需求。 展开更多
关键词 广州 暴雨内涝模型 内涝 积水深度 风险等级
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基于SWMM与LISFLOOD-FP耦合模型的城市街区内涝模拟研究 被引量:11
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作者 卢兴超 徐宗学 +3 位作者 李永坤 胡小红 唐清竹 宋鹏越 《水资源保护》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期98-105,124,共9页
为了评估高度城市化建设背景下暴雨侵袭时城市街区内涝灾害的演变过程,以北京市海淀区清河流域某典型排水分区为研究对象,构建了基于SWMM与LISFLOOD-FP模型的水文水动力耦合模型。选择P20210712、P20210718和P202108233场实测降雨率定... 为了评估高度城市化建设背景下暴雨侵袭时城市街区内涝灾害的演变过程,以北京市海淀区清河流域某典型排水分区为研究对象,构建了基于SWMM与LISFLOOD-FP模型的水文水动力耦合模型。选择P20210712、P20210718和P202108233场实测降雨率定和验证模型参数,并应用于P20210703实测降雨的预测,同时选取降雨重现期分别为10、20、30、50 a的长历时(24 h)设计降雨情景进行内涝模拟分析。结果表明:3场实测降雨条件下模型的纳什效率系数分别为0.76、0.68、0.71,模型参数设置合理;P20210703实测降雨条件下,模型模拟所得淹没范围、淹没水深与实际观测情况较为吻合,耦合模型精度较高;4种不同降雨重现期的长历时设计降雨情景下,溢流节点数和溢流总量均随降雨重现期的增大而增加,淹没深度大于1.00 m的淹没面积从降雨重现期为10 a的0.024 km^(2),增大到降雨重现期为50 a的0.345 km^(2),主要集中在上地下凹桥区、安宁庄西路、安宁庄中街、安宁庄路等位置,与观测情况吻合较好。 展开更多
关键词 城市暴雨 内涝模型 水文水动力耦合模型 溢流总量 淹没深度
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平原城市高度建成区暴雨内涝模拟及防治研究 被引量:3
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作者 谭清乾 程发顺 +2 位作者 高阳 蔡帅 王洵 《人民长江》 北大核心 2024年第2期18-25,共8页
针对平原城市高度建成区暴雨引发的城市内涝问题,以珠三角城市东莞市为例,基于MIKE FLOOD平台,利用MIKE URBAN、 MIKE 11和MIKE 21构建了城市内涝耦合模型。同时,结合历史暴雨事件提出一种长历时暴雨设计雨型,分析50 a一遇设计降雨重现... 针对平原城市高度建成区暴雨引发的城市内涝问题,以珠三角城市东莞市为例,基于MIKE FLOOD平台,利用MIKE URBAN、 MIKE 11和MIKE 21构建了城市内涝耦合模型。同时,结合历史暴雨事件提出一种长历时暴雨设计雨型,分析50 a一遇设计降雨重现期下东莞市中心城区暴雨内涝过程和积水特征,提出改善“大排水系统”排水能力的内涝治理措施并评估其实施效果。结果表明:东莞市中心城区内涝的主要原因为河道水流顶托及道路排水不畅,河道拓宽整治结合道路竖向调整可使管网溢流程度降低45%,内涝淹没面积减小73%。提高研究区内河、道路排水通道等“大排水系统”的排水能力对改善研究区域的内涝现状效果显著。研究成果可为平原城市高度建成区的内涝治理提供技术支撑。 展开更多
关键词 内涝防治 长历时设计暴雨 大排水系统 内涝耦合模型 高度建成区 平原城市
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基于情景模拟的上海中心城区建筑暴雨内涝暴露性评价 被引量:28
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作者 权瑞松 刘敏 +4 位作者 张丽佳 陆敏 王静静 牛海燕 许世远 《地理科学》 CSCD 北大核心 2011年第2期148-152,共5页
由于城市的快速发展和土地利用覆被变化,由暴雨或台风引起的内涝已成为全球研究的热点。潜在的内涝风险危及建筑及室内财产安全。文章应用简化内涝模型模拟上海市中心城区不同情境下的积水情况,并根据每幢建筑室内进水深度对其进行暴露... 由于城市的快速发展和土地利用覆被变化,由暴雨或台风引起的内涝已成为全球研究的热点。潜在的内涝风险危及建筑及室内财产安全。文章应用简化内涝模型模拟上海市中心城区不同情境下的积水情况,并根据每幢建筑室内进水深度对其进行暴露性分级。然后分析、评价了上海市中心城区建筑不同情境下的暴雨内涝灾害暴露性。研究结果发现:仓储和旧式住宅是最易暴露在内涝灾害中的建筑类型;总体上,杨浦、普陀和徐汇区是政府最需要采取安全措施的区域,长宁和虹口区处于中等暴露性水平;同时,内涝对黄浦、静安、卢湾和闸北区影响很小。研究结果可为地方政府改善内涝风险管理提供参考依据。 展开更多
关键词 情景模拟 简化内涝模型 暴露性 内涝 建筑 上海
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城市暴雨内涝灾害起源分析与对策研究 被引量:10
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作者 陈鹏 赵剑伟 《灾害学》 CSCD 北大核心 2022年第3期33-36,60,共5页
以长春市南关区为实证对象,以实测数据与调研数据分析为基础,以水动力学中的一、二维非恒定流模型为依据,构建了城市暴雨内涝灾害起源分析模型,明晰了城市内涝灾害起源,确认了雨水的移动会加剧内涝灾害发生,说明了研究区存在跨区域水量... 以长春市南关区为实证对象,以实测数据与调研数据分析为基础,以水动力学中的一、二维非恒定流模型为依据,构建了城市暴雨内涝灾害起源分析模型,明晰了城市内涝灾害起源,确认了雨水的移动会加剧内涝灾害发生,说明了研究区存在跨区域水量交换是内涝灾害发生的主要原因,并提出了城市内涝灾害防治对策。结果表明:①在未采取抑制措施的内涝灾害模拟状态下,1~2 h时,研究区下垫面积水呈现出区内汇集状态,3 h时开始出现跨区域雨水流动,且区域交汇处附近下垫面积水深度与面积较大;②在设定阻水设施与增加排水能力状态下,1~3 h时,研究区下垫面积水呈现出区内汇集状态,4 h时开始出现跨区域雨水流动,且各区积水深度与面积较小;③从设计中央隔离带、排水管网及“海绵城市”角度出发,提出了城市内涝灾害减缓对策。 展开更多
关键词 内涝灾害 T-SAS模型 内涝模型 起源分析
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城市构筑物暴雨内涝分层模拟技术及应用 被引量:4
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作者 柏平 臧文斌 +3 位作者 张红萍 朱吉生 彭锋 崔洁 《中国水利水电科学研究院学报(中英文)》 北大核心 2023年第2期116-127,147,共13页
气候变化和城市快速发展,导致我国城市洪涝问题日益突出。城市洪涝模拟是当前城市洪涝灾害风险管理领域研究热点,但国内外依然缺乏针对城市多层构筑物的精细模拟技术和方法。城市立交桥,是一种典型的城市多层构筑物,极易遭受洪涝灾害,... 气候变化和城市快速发展,导致我国城市洪涝问题日益突出。城市洪涝模拟是当前城市洪涝灾害风险管理领域研究热点,但国内外依然缺乏针对城市多层构筑物的精细模拟技术和方法。城市立交桥,是一种典型的城市多层构筑物,极易遭受洪涝灾害,并对城市交通造成严重影响。以城市立交桥为代表,在现有全分布式城市暴雨内涝模型基础上,结合城市立交桥的特点,提出一种分层模拟技术,并从网格分层构建、分层产汇流计算、地表与管网分层耦合和上层网格排水等方面详细阐述了分层模拟技术。将该分层模拟技术应用于深圳市罗芳立交桥2018年“8.29”暴雨积水过程模拟,与单层模拟方法相比,多层模拟结果更接近上报积水信息。研究表明,分层模拟技术更能准确表达城市复杂多层建筑物的实际暴雨内涝过程。 展开更多
关键词 分层模拟技术 城市内涝 暴雨内涝模型 多层构筑物 立交桥积水模拟
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城市内涝灾害受灾人口评估方法与实证研究:以哈尔滨市道里区为例 被引量:10
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作者 陈鹏 赵洪阳 +3 位作者 张继权 张硕 鲍建华 刘晓静 《地理科学》 CSSCI CSCD 北大核心 2020年第1期158-164,共7页
城市内涝灾害频发,对居民生命安全造成严重威胁,为提高城市内涝灾害受灾人口评估精度,提出一种更为精确的受灾人口评估方法。以哈尔滨市道里区为研究区,以城市内涝灾害受灾人口为研究对象,运用一、二维非恒定流为主控方程,构建城市内涝... 城市内涝灾害频发,对居民生命安全造成严重威胁,为提高城市内涝灾害受灾人口评估精度,提出一种更为精确的受灾人口评估方法。以哈尔滨市道里区为研究区,以城市内涝灾害受灾人口为研究对象,运用一、二维非恒定流为主控方程,构建城市内涝数值模拟模型,并结合受灾人口分布特点,综合构建基于土地利用的人口随时间变化的计算模型。实现在模拟内涝灾害影响范围基础上,利用受灾人口计算模型提取白天与夜晚受灾人口分布情况。结果表明:研究区在百年一遇降雨情景下,有25条街道会发生不同程度积水,积水深度范围值为0.10~1.42 m;此级别内涝灾害在白天11条街道受灾人口数量最大值达到3500人,夜晚10条街道受灾人口数量最大值为720人。 展开更多
关键词 内涝灾害 内涝数值模拟模型 受灾人口评估 哈尔滨
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不同暴雨情景下的城市内涝响应特征分析 被引量:24
14
作者 赖成光 廖耀星 王兆礼 《水资源保护》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期101-108,133,共9页
针对近年来频发的城市暴雨内涝灾害问题,以广州长湴地区为例,构建了基于SWMM和LISFLOOD-FP的内涝耦合模型,结合历史暴雨事件提出一种新的短历时暴雨过程设计方法,在此基础上设计了114种暴雨情景,探讨了不同暴雨雨型和集中度条件下的城... 针对近年来频发的城市暴雨内涝灾害问题,以广州长湴地区为例,构建了基于SWMM和LISFLOOD-FP的内涝耦合模型,结合历史暴雨事件提出一种新的短历时暴雨过程设计方法,在此基础上设计了114种暴雨情景,探讨了不同暴雨雨型和集中度条件下的城市内涝响应特征。结果表明:单峰雨型下的溢流和淹没情况比双峰和均匀型要高;在单峰雨型中,峰后型暴雨的溢流峰值最高,峰中和峰后型暴雨的溢流总量较大,峰后型暴雨导致的整体淹没情况较严重;重现期小于50 a时芝加哥型(r=0.7)暴雨导致的淹没情况最严重,而重现期大于50 a时单峰Ⅱ型(峰后型)暴雨的淹没情况最严重;重现期为100 a时单峰Ⅱ型的淹没范围及水深比芝加哥型(r=0.7)暴雨分别高8%和64%;暴雨集中度每上升一个等级,溢流及淹没情况明显加重;目前常用的芝加哥雨型在一定情况下存在低估内涝的风险,建议在内涝分析时进一步考虑更危险的雨型以及暴雨的集中度。 展开更多
关键词 城市内涝 内涝耦合模型 设计暴雨 暴雨雨型 集中度 长湴地区
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基于低影响开发的旧城区内涝数值模拟研究 被引量:6
15
作者 武永新 张立洪 《水资源与水工程学报》 CSCD 2017年第1期114-119,共6页
传统治涝理念下的治涝方法已无法根除严重的城市内涝,海绵城市低影响开发(LID)成为解决目前内涝问题的重点研究方向。以旧城区LID改造前后内涝问题为研究对象,建立城区层次的内涝模型,模拟在不同重现期降雨下的内涝情景,从多角度分析不... 传统治涝理念下的治涝方法已无法根除严重的城市内涝,海绵城市低影响开发(LID)成为解决目前内涝问题的重点研究方向。以旧城区LID改造前后内涝问题为研究对象,建立城区层次的内涝模型,模拟在不同重现期降雨下的内涝情景,从多角度分析不同降雨和不同区域的内涝变化及差异。结果表明:LID措施整体上可有效缩减城区内涝面积,但对局部过密建筑区治涝效果差。可有效消除小重现期降雨下的内涝问题,但对大降雨致涝问题改善效果较差;不同排涝设施的联用可有效缓解内涝。 展开更多
关键词 内涝数值模型 低影响开发 洪涝 治涝效果
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城市民防工程内涝风险研究 被引量:3
16
作者 赵庚润 李路 刘新成 《华东师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期160-167,179,共9页
为研究上海五角场区域地下民防工程对城市内涝积水的防御能力,本文建立了内涝模型,计算得出了该区域在不同降雨重现期下的积水范围和深度,并对区域内50个民防站点在不同降雨重现期下的内涝进水情况进行了分析.结果表明,城市地下空间的... 为研究上海五角场区域地下民防工程对城市内涝积水的防御能力,本文建立了内涝模型,计算得出了该区域在不同降雨重现期下的积水范围和深度,并对区域内50个民防站点在不同降雨重现期下的内涝进水情况进行了分析.结果表明,城市地下空间的进水重现期除受自身的高程、高差影响外,还与周围地势和排水条件密切相关.不考虑安全余量的情况下,五角场区域民防站点进水重现期普遍较高.随着安全余量的增加,民防站点进水重现期普遍有所下降,不同站点对安全余量增加的敏感程度有一定差异. 展开更多
关键词 民防工程 内涝模型 内涝风险 受涝重现期
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市域铁路排水防涝问题分析及其解决对策 被引量:2
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作者 王晓峰 《城市轨道交通研究》 北大核心 2023年第S02期173-176,共4页
随着极端天气的频发,国家相继提出了一系列关于城市排水防涝体系建设的新要求。市域铁路作为城市交通运输主通道,是城市排水防涝体系建设中不可缺少的组成部分。通过对市域铁路排水防涝体系的分析,从竖向设计、设计标准、源头减排及发... 随着极端天气的频发,国家相继提出了一系列关于城市排水防涝体系建设的新要求。市域铁路作为城市交通运输主通道,是城市排水防涝体系建设中不可缺少的组成部分。通过对市域铁路排水防涝体系的分析,从竖向设计、设计标准、源头减排及发展方向等方面提出市域铁路排水防涝问题的解决对策,以便系统性解决市域铁路排水防涝所面临的系列问题。 展开更多
关键词 市域铁路 排水防涝 内涝风险 内涝模型
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