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蓝绿灰基础设施协同的城市内涝调控及关键技术解析 被引量:1
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作者 张克寒 梅超 +3 位作者 刘家宏 王佳 石虹远 董莉榕 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第6期26-37,共12页
【目的】在气候变化和城市化等多种因素共同影响下,全球范围内城市内涝灾害频发,城市蓝绿基础设施源头减排、超标应急的作用进一步凸显,加强蓝绿灰基础设施协同的城市内涝调控十分必要。【方法】基于理念剖析和水量平衡,系统阐述了蓝绿... 【目的】在气候变化和城市化等多种因素共同影响下,全球范围内城市内涝灾害频发,城市蓝绿基础设施源头减排、超标应急的作用进一步凸显,加强蓝绿灰基础设施协同的城市内涝调控十分必要。【方法】基于理念剖析和水量平衡,系统阐述了蓝绿灰基础设施协同的城市内涝调控理念的基本内涵,梳理了蓝绿灰基础设施协同的城市内涝调控典型模式,解析了蓝绿灰基础设施协同的城市内涝调控关键技术,分析了当前蓝绿灰基础设施协同的城市内涝调控面临的挑战并展望了其发展趋势。【结果】系统阐述了蓝绿灰基础设施协同的城市内涝调控理念内涵与典型模式,重点分析了蓝绿灰基础设施协同的城市内涝调控典型模式的基本特点、主要适用区域和概念图示,梳理了城市蓝绿灰基础设施协同的优化设计和智能管控两项关键技术的现状及发展趋势。【结论】加强蓝绿灰基础设施协同是当前城市内涝调控的重要发展方向,未来需进一步加强蓝绿灰基础设施统筹规划、设施优化和智能管控,推动城市雨水系统向协同、韧性、低碳、智慧的方向拓展。 展开更多
关键词 城市雨水系统 蓝绿灰基础设施 优化模拟 智能管控 城市内涝 降雨 气候变化 城市排水
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智慧水利DIS体系构建研究与展望 被引量:9
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作者 蒋云钟 刘家宏 +3 位作者 梅超 王浩 赵红莉 王超 《中国水利水电科学研究院学报(中英文)》 北大核心 2022年第6期492-496,共5页
智慧水利是水利现代化的重要标志和新阶段水利高质量发展的重要实施路径。落实智慧水利总体方案,有序推进水利“新基建”,构建面向未来的水利基础设施体系是贯彻党中央关于“十四五”发展的决策部署的关键之举。本文提出了以自然水系数... 智慧水利是水利现代化的重要标志和新阶段水利高质量发展的重要实施路径。落实智慧水利总体方案,有序推进水利“新基建”,构建面向未来的水利基础设施体系是贯彻党中央关于“十四五”发展的决策部署的关键之举。本文提出了以自然水系数字化(Digitalization)、水利工程智能化(Intelligentialization)、水利管控智慧化(Smartening)为主要内容的智慧水利DIS体系构建思路,并结合不同的应用场景展望了DIS体系建设的关键技术。 展开更多
关键词 智慧水利 新基建 水利工程 数字化 智能化
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基于知识图谱的城市洪涝灾害链推演及时空特性解析 被引量:12
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作者 王浩 杜伟 +2 位作者 刘家宏 王佳 梅超 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期185-196,共12页
城市洪涝灾害具有链式传播特性,解析城市洪涝灾害链的传递规律和时空演变特征对于阻断灾害链具有重要意义。本研究以郑州“7·20”特大暴雨洪涝灾害中地铁5号线被淹和京广快速路隧道被淹2个事件为案例,构建知识图谱揭示灾害链传递... 城市洪涝灾害具有链式传播特性,解析城市洪涝灾害链的传递规律和时空演变特征对于阻断灾害链具有重要意义。本研究以郑州“7·20”特大暴雨洪涝灾害中地铁5号线被淹和京广快速路隧道被淹2个事件为案例,构建知识图谱揭示灾害链传递规律。通过复盘灾害链的演变过程,从中识别灾害链中的诱发点、引爆点、扩散点以及放大点,并着重分析致灾机理以及灾害链的时空特性,以灾害曲线形式直观展示不同灾害链的影响程度。郑州“7·20”洪涝灾害典型案例解析表明,两事件存在多个灾害链阻断时机,在救灾过程中应综合考虑灾前、灾中因素的影响,果断采取断链措施,并且要充分发挥应急措施的时效性,及时阻断引爆点和扩散点,降低洪涝灾害损失。该方法能够应用于链式灾害的复盘,指导分析具体事件的致灾机理和救灾切入点。 展开更多
关键词 城市洪涝 灾害链 知识图谱 灾害链传递 灾害链推演 时空特性
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降雨径流过程对不透水面空间分布的响应解析 被引量:3
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作者 石虹远 梅超 +5 位作者 刘家宏 王佳 栾清华 宋天旭 董莉榕 李玉龙 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2024年第7期45-54,共10页
【目的】城市化导致城市下垫面空间特征复杂化,其中显著特征是不透水面与透水面之间形成复杂的空间关系,对城市地表径流过程产生一定影响。进一步探索降雨径流过程对不透水面空间分布的响应机理,有利于深化城市水文效应科学认知。【方... 【目的】城市化导致城市下垫面空间特征复杂化,其中显著特征是不透水面与透水面之间形成复杂的空间关系,对城市地表径流过程产生一定影响。进一步探索降雨径流过程对不透水面空间分布的响应机理,有利于深化城市水文效应科学认知。【方法】开展了降雨径流试验,基于试验数据对二维水动力模型参数进行了率定和验证,并基于所得参数构建了区域大小为1 km×1 km的降雨径流模型,开展了3场真实降雨情景和4类(不透水面上、中、下游和随机分布)城市不透水面空间分布情景下的地表径流过程模拟,对不同情景下的地表径流过程和径流特征进行了分析。【结果】结果表明:在降雨情景A(降雨量10.0 mm)和20%不透水率情景下,上游分布和随机分布之间的径流系数差值占比最大,可达59.9%;在降雨情景B下(降雨量51.8 mm),最大径流流量差值占比为67%。【结论】在同一不透水率下,不透水面空间分布对地表径流过程和径流特征值有一定影响,其影响程度通常随着降雨强度的增加而减小;在同一降雨和不透水率下,在设置的4类不透水面空间分布情景中,不透水面随机分布对径流过程的影响相对其他分布较大。研究结果可为城市径流管控与洪涝防治提供一定参考。 展开更多
关键词 数值模拟 城市内涝 降雨 径流过程 不透水面 城市化
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郑州“7·20”特大暴雨内涝成因及灾害防控 被引量:32
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作者 刘家宏 裴羽佳 +1 位作者 梅超 刘昌军 《郑州大学学报(工学版)》 CAS 北大核心 2023年第2期38-45,共8页
当前全球气候变化导致洪涝灾害频繁发生,尤其一些高强度、极端性的城市降水洪涝事件更是严重损害了人民群众的生命财产安全。郑州“7·20”特大暴雨内涝灾害是新中国成立以来最严重的城市内涝灾害,国内外专家学者对暴雨的特性及成... 当前全球气候变化导致洪涝灾害频繁发生,尤其一些高强度、极端性的城市降水洪涝事件更是严重损害了人民群众的生命财产安全。郑州“7·20”特大暴雨内涝灾害是新中国成立以来最严重的城市内涝灾害,国内外专家学者对暴雨的特性及成因、内涝形成机理与防治途径等开展了大量研究。系统回顾郑州“7·20”特大暴雨城市内涝灾害,梳理了近年来城市内涝及郑州“7·20”特大暴雨内涝灾害的相关研究和主要成果,解析了郑州“7·20”特大暴雨的重现期、时空分布、形成机理等特性;分析了内涝形成机理与防治途径以及城市排水防涝基础设施、洪涝应急指挥、风险管理和城市规划中存在的主要问题。“7·20”特大暴雨具有极端性和难预测性的特点,其中单日和累积降水均超过历史极值。台风、地形以及“雨岛效应”的耦合影响造成了此次强降水天气过程。“7·20”特大暴雨城市内涝灾害暴露出郑州城区排水防涝基础设施、建设存在明显短板,河道防御体系存在瓶颈,应急设施和管理能力不足等问题。基于上述问题,应适当调整内涝防治标准,增强洪涝风险管理与规划建设管控措施,建设外洪内涝同防控的工程体系,加强城市洪涝智慧调度与应急指挥决策等方面的能力。 展开更多
关键词 郑州“7·20”特大暴雨 内涝灾害 应急管理 洪涝协同防控 风险管理
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大兴机场海绵设施雨洪控制效果模拟 被引量:8
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作者 赵莹 刘家宏 +2 位作者 梅超 骆卓然 董莉榕 《南水北调与水利科技(中英文)》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期512-521,共10页
以大兴机场海绵系统为例,根据降雨径流资料,建立暴雨雨水管理模型(storm water management model,SWMM),模拟不同海绵设施组合情景下的水文过程。结果表明:在不同设计暴雨条件下,绿色基础设施、景观湖以及组合方案均能削减洪峰流量、延... 以大兴机场海绵系统为例,根据降雨径流资料,建立暴雨雨水管理模型(storm water management model,SWMM),模拟不同海绵设施组合情景下的水文过程。结果表明:在不同设计暴雨条件下,绿色基础设施、景观湖以及组合方案均能削减洪峰流量、延迟洪峰时刻;组合方案的雨水控制效果最为显著,5 a重现期下,出口处洪峰流量削减率和雨水总量控制率分别达41.5%和79.9%;景观湖的蓄滞作用在不同的重现期下对出口流量的影响时段不同,景观湖在低重现期下蓄积降雨过程中的雨水,削减降雨初期外排出口的流量,而在高重现期下蓄积空间主要用于降雨后期的雨水汇流的收集,在出口段明渠退水过程中减少外排雨水;绿色基础设施在上游区域的溢流量削减率达到10.6%,在洪峰削减、延迟峰值时刻上表现明显;上游连接景观湖后造成的回流会导致退水时长增加,在高重现期下回流雨水占用明渠蓄水空间,可能增加上游管网的溢流风险。 展开更多
关键词 海绵城市 大兴机场 绿色基础设施 雨洪控制
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城市下垫面空间格局对社区尺度内涝过程的影响模拟 被引量:12
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作者 刘家宏 石虹远 +3 位作者 梅超 王浩 宋天旭 栾清华 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期881-893,共13页
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... 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。 展开更多
关键词 城市内涝 城市形态 社区尺度 数值模拟
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北京市工业耗水演变分析及模型研究 被引量:5
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作者 刘创 刘家宏 +2 位作者 丁相毅 邵薇薇 高晗 《南水北调与水利科技(中英文)》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期427-434,共8页
为直观反映工业生产中水资源消耗情况,基于工业用水和排水数据,探析2001—2020年北京市工业分行业的耗水演变特征,选取影响工业耗水的相关指标构建工业耗水计算模型并率定模型参数。结果表明:随着产业结构调整和高耗水行业的逐步退出,... 为直观反映工业生产中水资源消耗情况,基于工业用水和排水数据,探析2001—2020年北京市工业分行业的耗水演变特征,选取影响工业耗水的相关指标构建工业耗水计算模型并率定模型参数。结果表明:随着产业结构调整和高耗水行业的逐步退出,北京市工业总耗水量呈现下降趋势,由2001年的7.10亿m^(3)/a减少到2020年的2.24亿m^(3)/a。基于所率定参数,工业分行业耗水多元回归结果R^(2)均大于0.75,利用2020年数据对模型进行验证,可知模型对各行业耗水的计算误差均小于10%,表明所建立的模型能较好地反映了北京市工业耗水情况。 展开更多
关键词 工业耗水 工业分行业 耗水特征 耗水模型 北京市
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