基于管网概化的城市洪水风险分析技术研究

合集下载

《2024年洪水灾害风险分析与评价方法的研究及改进》范文

《2024年洪水灾害风险分析与评价方法的研究及改进》范文

《洪水灾害风险分析与评价方法的研究及改进》篇一一、引言洪水灾害是一种常见的自然灾害,具有突发性、破坏性和不可预测性等特点。

随着全球气候变化的加剧,洪水灾害的频率和强度也在不断增加,给人们的生命财产安全带来了严重威胁。

因此,对洪水灾害风险进行分析与评价,对于预防和减轻灾害损失具有重要意义。

本文旨在研究洪水灾害风险分析与评价方法,并提出相应的改进措施,以期为洪水灾害的预防和应对提供科学依据。

二、洪水灾害风险分析方法研究1. 历史数据法历史数据法是通过对历史洪水灾害资料进行收集、整理和分析,找出洪水灾害的发生规律和特点,进而预测未来可能发生的洪水灾害。

该方法具有成本低、操作简便等优点,但需要大量的历史数据支持,且对数据的准确性和完整性要求较高。

2. 物理模型法物理模型法是通过建立物理模型,模拟洪水灾害的发生过程和影响范围,从而评估洪水灾害的风险。

该方法具有较高的准确性和可靠性,但需要较高的技术水平和成本投入。

3. 遥感技术法遥感技术法是利用遥感技术对洪水灾害区域进行监测和评估,通过对卫星图像、雷达数据等信息的分析,得出洪水灾害的风险评估结果。

该方法具有快速、准确、大范围覆盖等优点,但需要专业的技术人员和设备支持。

三、洪水灾害风险评价方法研究1. 指标体系法指标体系法是通过建立一套完整的指标体系,对洪水灾害的风险进行量化评估。

该方法具有操作简便、可重复性强的优点,但需要科学合理的指标体系和权重分配。

2. 模糊综合评价法模糊综合评价法是一种基于模糊数学的理论方法,通过对洪水灾害的多个因素进行综合评价,得出风险评估结果。

该方法可以处理不确定性和模糊性问题,但需要较为复杂的数学模型和计算过程。

四、现有方法的改进及优化措施1. 强化多源数据融合与分析为了提高洪水灾害风险分析与评价的准确性,应加强多源数据的融合与分析,包括历史数据、物理模型数据、遥感数据等。

通过多源数据的相互验证和补充,提高风险评估的准确性和可靠性。

洪水灾害风险分析与防治对策研究

洪水灾害风险分析与防治对策研究

洪水灾害风险分析与防治对策研究近年来,洪水灾害频发,给社会经济发展和人民生命财产造成了巨大损失,成为当前急需解决的环境问题之一。

针对洪水灾害风险,对其进行深入的分析与研究,并制定相应的防治对策,成为一项紧迫而重要的任务。

首先,洪水灾害风险的分析是保障防治对策制定的基础。

在分析过程中,应综合利用历史洪水事件的数据、洪水发生的时空分布规律以及流域水文特征等方面的信息。

对于历史洪水事件的数据,统计分析其发生频率和强度,以判断未来可能发生的洪水灾害风险。

同时,还应深入研究洪水的时空分布规律,例如,城市可能因为密集建筑和地势低洼等原因,容易受到洪水的影响,而山区则可能因降水过于剧烈而产生山洪灾害。

此外,流域水文特征也是洪水灾害风险分析的重要内容,包括河流水位、流量和水文过程等,这些数据可以为制定防治对策提供依据。

在洪水灾害风险分析的基础上,我们可以制定相应的防治对策。

首先,加强监测预报体系的建设,通过对气象数据、地质数据、水文数据等的精确采集和分析,提前预警洪水灾害的发生。

其次,加强城市防洪设施的建设,例如,加强城市排水系统的改造与维护,合理规划城市建设,提高城市的排水能力。

同时,应注重生态防洪的思路,通过恢复、保护湿地、河道整治等措施,增加地表渗水能力,减少洪水灾害的发生。

此外,也可以建设一些抗洪减灾的绿色基础设施,例如,湿地公园、雨水花园等,增加城市防洪能力的同时,也起到美化城市环境的作用。

而在防治对策的实施过程中,要加强社会教育和宣传。

全社会应加强对洪水灾害知识的宣传普及,提高公众的防洪意识与防洪能力。

政府和相关部门应加大力度,加强洪水灾害防治的宣传和教育工作,举办防洪知识培训班和演练活动,让公众掌握相应的应对措施,提高应对洪水灾害的能力。

此外,也应加强对灾后恢复和重建的规划与管理,通过科学的规划和设计,恢复洪水灾害过后的生态环境,减少洪水所造成的长期影响。

总之,洪水灾害风险分析与防治对策的研究是一项非常重要的任务。

基于大数据的供水管网风险可视化分析的研究与应用

基于大数据的供水管网风险可视化分析的研究与应用

基于大数据的供水管网风险可视化分析的研究与应用摘要:供水管网是城市生命线之一,随着城市的快速发展以及供水规模的不断扩大,地下供水管网的体系越来越庞大和复杂,面对管网老化、管网非正常工况运行等容易造成管网事故的隐患,传统的管网风险评估方法存在以经验判断为主,缺少充足数据支撑的问题,难以对供水范围内所有管网做到全面的分析与评估,也难以对管网进行风险预测。

本文阐述了如何基于大数据技术,将供水管网的各类数据集成与整合在一起,进行数据分析、数据预处理、风险影响等级设置和可视化分析,实现了对供水管网动态化的风险评估,最后对基于大数据的供水管网风险评估的效益进行了分析。

关键字:大数据、供水管网、管网风险评估Study and Application of Water Supply Pipe Risk Visualized Analysis Based on Big DataYan YuyuShanghai HUGEGIS Technology Co.,Ltd, Shanghai Shanghai 200233Abstract: Water supply pipe network is the lifeline of a city. With the rapid development of cities and continual expansion of water supple scale, the system of underground water supply network is becoming more and more vast and complicated. Facing the hidden dangers which are easy to cause pipe accidents, such as pipe aging and operating in abnormal state, traditional pipe risk evaluation methods, which are mainly depended on experience and lack of data support, are difficult to achieve overall pipe analysis and assessment of entire water supply area and also difficult to predict pipe risks. This article expounds how to integrate, analyze, pretreat and visualize various water supply pipe data and set risk influence level in order to realize dynamic water supply pipe risk evaluation and finally analyze the benefit of water supply pipe risk evaluation which is based on big data.Key words: Big Data、Water Supply Pipe Network、Water Supply Pipe Risk Evaluation1.引言供水管网是城市生命线之一,承载着将“生命之源”从水厂运输到用户终端的职责,随着城市的快速发展以及供水规模的不断扩大,地下供水管网的体系越来越庞大和复杂,不同区域的管网存在材质不同、管网竣工年限不同、管网施工质量不同等问题,而管网老化、管网非正常工况运行等情况又容易造成管网漏水、爆管等事件,对居民生活及城市安全运行均会造成影响,因此供水企业对供水管网的管理难度和管理压力日益增大。

城市防洪救灾的信息技术与数据分析

城市防洪救灾的信息技术与数据分析

城市防洪救灾的信息技术与数据分析城市防洪救灾一直是一个全球性的重点关注领域,尤其是在近年来极端天气事件频发的背景下。

为了更好地应对洪水灾害,越来越多的城市开始利用信息技术和数据分析来改善其防洪救灾能力。

本文将讨论城市防洪救灾中信息技术和数据分析的应用,以及带来的益处和挑战。

一、信息技术在城市防洪救灾中的应用1. 精细化天气预警系统信息技术为城市防洪救灾提供了更准确、实时的天气预警系统。

通过气象数据的采集、分析和模型预测,城市能够提前得知极端天气的到来,从而采取相应的措施,减少洪水灾害造成的损失。

例如,现代的气象雷达系统可以实时监测降雨情况,当降水量超过预设阈值时,即可触发预警系统,提醒相关部门和居民采取行动。

2. 地理信息系统地理信息系统(GIS)是城市防洪救灾的重要工具,可以通过收集、存储、管理和分析与地理相关的数据,帮助防洪管理部门了解城市的地势、道路、排水系统等重要信息。

基于GIS的洪水模拟和预测系统,可以通过对城市地理要素进行建模,全面评估洪水灾害对不同区域的影响,并规划相应的防洪措施。

3. 无人机和遥感技术无人机和遥感技术提供了高空、全景的图像和数据,为城市防洪救灾提供了新的视角。

无人机可以飞越受灾地区进行巡查,迅速获取实时的洪水情况和灾情分布,为救援人员的决策提供依据。

同时,遥感技术可以通过卫星和空中传感器获取大范围的洪水数据,识别洪水演变趋势,帮助城市进行长期的防洪规划。

二、数据分析在城市防洪救灾中的应用1. 历史灾害数据分析通过对历史灾害数据的分析,可以了解城市防洪设施的不足和薄弱环节,从而进行针对性的改进。

数据分析可以帮助确定洪水灾害的频率、强度和演化规律,为城市的防洪规划和灾害风险评估提供科学依据。

2. 实时监测和预测数据分析可以基于实时监测数据,进行洪水水位、流速等指标的分析和预测。

通过建立数学模型,将监测数据与历史数据进行比较,预测洪水的发展趋势和潜在影响,为救援人员提供决策支持。

《2024年洪水灾害风险分析与评价方法的研究及改进》范文

《2024年洪水灾害风险分析与评价方法的研究及改进》范文

《洪水灾害风险分析与评价方法的研究及改进》篇一一、引言洪水灾害是自然灾害中影响范围广泛且具有破坏性的一种,对于人类的生命安全和财产安全造成了巨大的威胁。

洪水灾害的发生,其影响因素包括极端天气变化、地势地形条件、水文地质条件等。

因此,对洪水灾害风险的分析与评价,对于制定有效的防洪减灾措施具有重要意义。

本文旨在探讨洪水灾害风险分析与评价方法的研究及改进,以期为提高防洪减灾能力提供理论支持。

二、洪水灾害风险分析方法研究(一)基于水文气象资料的洪水灾害风险分析水文气象资料是洪水灾害风险分析的基础数据。

通过收集和分析历史水文气象数据,结合气候预测模型,可以对未来可能发生的洪水灾害进行预测和评估。

这种方法能够较为准确地反映洪水的时空分布特征,为制定防洪减灾措施提供重要依据。

(二)基于地理信息系统的洪水灾害风险分析地理信息系统(GIS)可以实现对地形、地貌、土地利用等信息的数字化处理和空间分析。

通过GIS技术,可以分析洪水灾害的地理分布特征,预测洪水可能淹没的区域和范围,为制定防洪减灾策略提供空间信息支持。

三、洪水灾害风险评价方法研究(一)综合风险评价法综合风险评价法是一种综合考虑多种因素的风险评价方法。

该方法通过对洪水灾害的致灾因子、孕灾环境、承灾体等因素进行综合分析,评估洪水灾害的风险程度。

综合风险评价法能够全面反映洪水灾害的风险特征,为制定针对性的防洪减灾措施提供依据。

(二)模糊综合评价法模糊综合评价法是一种基于模糊数学的理论和方法进行评价的方法。

该方法将洪水灾害风险的各种因素进行模糊量化处理,然后根据隶属度原则对各因素进行综合评价。

模糊综合评价法能够处理洪水灾害风险评价中的不确定性和模糊性,为决策者提供更为客观的评价结果。

四、洪水灾害风险分析与评价方法的改进(一)加强多源数据融合技术的研究与应用多源数据融合技术可以将多种数据源进行整合和优化处理,提高数据的质量和可靠性。

在洪水灾害风险分析与评价中,应加强多源数据融合技术的研究与应用,提高水文气象数据、地理信息数据等的准确性和可靠性,为风险分析和评价提供更为准确的数据支持。

《2024年洪水灾害风险分析与评价方法的研究及改进》范文

《2024年洪水灾害风险分析与评价方法的研究及改进》范文

《洪水灾害风险分析与评价方法的研究及改进》篇一一、引言洪水灾害是一种常见的自然灾害,其破坏力巨大,对人类社会和自然环境造成严重的影响。

因此,对洪水灾害风险的分析与评价显得尤为重要。

本文旨在探讨洪水灾害风险分析与评价方法的研究及改进,以期提高防洪减灾的能力。

二、洪水灾害风险分析的现状目前,洪水灾害风险分析主要依赖于水文气象数据、地理信息数据以及历史灾害数据等。

通过对这些数据的分析,可以预测洪水灾害的发生概率、影响范围以及可能造成的损失。

然而,现有的分析方法仍存在一些不足,如数据获取的局限性、分析模型的精度问题等。

三、洪水灾害风险评价方法的研究针对洪水灾害风险分析的不足,研究者们提出了多种评价方法。

其中,基于物理机制的模型和基于统计学的模型是两种常用的方法。

基于物理机制的模型主要通过模拟洪水的运动过程来评估风险,而基于统计学的模型则通过分析历史数据来预测未来的风险。

此外,还有一些综合性的评价方法,如多因素综合评价法、灰色系统评价法等。

四、洪水灾害风险评价方法的改进针对现有评价方法的不足,本文提出以下改进措施:1. 强化数据获取与处理:通过提高数据获取的准确性和完整性,为风险分析提供更可靠的数据支持。

同时,利用现代信息技术手段,如遥感技术、大数据技术等,提高数据处理的速度和精度。

2. 优化分析模型:针对现有模型的不足,通过引入新的理论和方法,优化分析模型。

例如,可以结合物理机制和统计学方法,建立更加精确的预测模型。

同时,可以利用人工智能技术,如机器学习、深度学习等,提高模型的自适应能力和泛化能力。

3. 引入多源信息融合技术:将多种来源的信息进行融合,以提高评价的准确性和全面性。

例如,可以将地理信息、气象信息、社会经济信息等进行融合,综合评估洪水灾害的风险。

4. 建立综合性的评价体系:针对不同地区、不同类型的洪水灾害,建立综合性的评价体系。

该体系应包括风险预测、风险评估、风险管理等多个方面,以实现对洪水灾害风险的全面评估。

《2024年洪水灾害风险分析与评价方法的研究及改进》范文

《2024年洪水灾害风险分析与评价方法的研究及改进》范文

《洪水灾害风险分析与评价方法的研究及改进》篇一一、引言洪水灾害作为自然界中常见的灾害之一,其发生频率和影响范围不断加大,对人类社会和自然环境造成了极大的破坏。

因此,洪水灾害风险分析与评价方法的深入研究与改进,对于预测和防范洪水灾害具有十分重要的意义。

本文旨在探讨洪水灾害风险分析与评价方法的研究现状,分析存在的问题,并提出相应的改进措施。

二、洪水灾害风险分析的研究现状目前,洪水灾害风险分析主要采用的方法包括历史数据统计法、物理模型法、遥感技术法等。

这些方法在分析洪水灾害的成因、影响范围、危害程度等方面具有一定的优势,但同时也存在一些局限性。

历史数据统计法主要通过收集和分析历史洪水数据,来预测未来洪水灾害的风险。

然而,由于气候变化的复杂性,历史数据并不能完全反映未来的洪水情况。

物理模型法则更加注重洪水的物理过程,但模型的建立和验证需要大量的实地观测数据,且模型的精度受多种因素影响。

遥感技术法则可以快速获取洪水灾害的时空分布信息,但在数据解析和精度方面仍存在一定的问题。

三、洪水灾害风险评价方法的改进针对现有洪水灾害风险分析方法的不足,本文提出以下改进措施:1. 多源数据融合:将历史数据统计法、物理模型法和遥感技术法等多种方法相结合,充分利用各种方法的优势,提高洪水灾害风险分析的准确性。

例如,可以利用遥感技术获取洪水灾害的时空分布信息,结合历史数据和物理模型,对洪水灾害的成因、影响范围和危害程度进行更准确的评价。

2. 引入人工智能技术:利用人工智能技术对洪水灾害风险进行分析和评价。

例如,可以采用机器学习算法对历史洪水数据进行学习和分析,建立预测模型,以更准确地预测未来洪水灾害的风险。

同时,可以利用深度学习技术对遥感数据进行解析和处理,提高数据的精度和解析度。

3. 考虑气候变化因素:气候变化对洪水灾害的影响越来越大,因此在风险分析和评价过程中应充分考虑气候变化因素。

可以通过建立气候变化模型,分析气候变化对洪水灾害的影响机制和趋势,为制定适应气候变化的防洪措施提供科学依据。

城市内涝控制与排水管网规划研究

城市内涝控制与排水管网规划研究

城市内涝控制与排水管网规划研究城市内涝控制与排水管网规划研究摘要:随着城市化进程的不断加快,城市内涝问题成为城市发展中亟待解决的重要问题。

本文首先介绍了城市内涝的定义、成因及危害,然后从城市规划、排水系统建设和管理等方面探讨了城市内涝控制的关键问题。

着重介绍了排水管网规划研究的必要性和方法,提出了一些有效的控制措施,以期为城市内涝控制与排水管网规划提供参考。

1. 引言城市内涝是指由于城市地表面积的增加、地表蓄水能力的下降、人为活动等原因导致的城市区域内的洪涝灾害。

城市内涝不仅给居民生活带来了巨大的困扰,也对城市的经济发展和社会稳定带来了负面影响。

因此,加强城市内涝控制与排水管网规划研究具有重要的现实意义。

2. 城市内涝的成因城市内涝的成因多种多样,主要包括以下几个方面:2.1 天气因素:暴雨、暴雪等极端天气是城市内涝的主要诱发因素。

2.2 地形及土壤条件:城市地形起伏大、土壤蓄水能力差、土地利用失衡等都会导致城市内涝加剧。

2.3 城市化进程:城市化过程中的大规模工程开发、房地产建设等会改变地表渗透能力,使地下水位上升,进而引发内涝。

3. 城市内涝的危害城市内涝给城市生活和发展带来了严重的威胁:3.1 居民生活困扰:洪水涌入房屋、道路积水等影响居民的正常生活。

3.2 城市系统瘫痪:交通堵塞、断电、停水等,严重影响城市系统的正常运行。

3.3 经济损失:内涝对城市基础设施、建筑物、道路等造成损坏,给城市经济发展造成损失。

4. 城市内涝控制的关键问题要有效控制城市内涝,需要从以下几个方面着手:4.1 城市规划:合理规划城市用地,避免地下水位上升,减少内涝隐患。

4.2 排水系统建设:建设起伏合理、连通畅通的排水管网系统,提高排水能力。

4.3 管理措施:加强城市内涝监测预警、减少雨水径流,通过绿地建设等手段提高地表渗透能力。

5. 排水管网规划研究的必要性和方法排水管网规划研究是城市内涝控制的关键环节,需要进行多层次、多维度的考虑:5.1 地势分析:通过地形图、地貌图等资料,分析城市的地势特点,确定排水管网的起点和终点。

《2024年洪水灾害风险分析与评价方法的研究及改进》范文

《2024年洪水灾害风险分析与评价方法的研究及改进》范文

《洪水灾害风险分析与评价方法的研究及改进》篇一一、引言洪水灾害作为自然界中一种常见的灾害现象,具有极大的破坏力和危害性。

在全球气候变化和城市化进程不断推进的背景下,洪水灾害的风险逐渐增大,给人类社会带来了严重的损失。

因此,洪水灾害风险分析与评价方法的研究及改进,对于提高防洪减灾能力、保护人民生命财产安全具有重要意义。

本文将探讨洪水灾害风险分析与评价方法的研究现状,并就其改进方向进行探讨。

二、洪水灾害风险分析的现状与挑战目前,洪水灾害风险分析主要依靠历史数据、地理信息、气象预测等多种手段,对洪水发生的可能性、影响范围、危害程度等进行评估。

然而,在实际应用中,仍存在以下挑战:1. 数据来源与质量:数据是洪水灾害风险分析的基础。

然而,现有数据来源多样,数据质量参差不齐,给分析工作带来了一定的难度。

2. 分析方法与模型:现有的分析方法与模型大多基于传统的统计学和地理学理论,对于极端气候事件和复杂地形条件的适应性有待提高。

3. 动态性与不确定性:洪水灾害的发生受多种因素影响,具有较高的动态性和不确定性。

如何准确捕捉这些因素的变化,是当前研究的难点。

三、洪水灾害风险评价方法的改进针对上述挑战,本文提出以下改进措施:1. 完善数据收集与处理体系:建立统一的数据收集与处理标准,提高数据质量和可用性。

同时,利用遥感技术、物联网等技术手段,扩大数据来源,提高数据的实时性和动态性。

2. 引入先进的分析方法与模型:借鉴人工智能、机器学习等先进技术,开发适用于洪水灾害风险分析的模型和方法。

例如,利用神经网络模型对历史数据进行学习,提高预测精度。

3. 考虑多因素综合影响:在分析过程中,充分考虑气候、地形、人为活动等多种因素的综合影响,建立多因素综合评价模型,提高评价的全面性和准确性。

4. 加强风险沟通与决策支持:将分析结果以直观、易懂的方式呈现给决策者,为其提供有力的决策支持。

同时,加强与社会各界的沟通,提高公众的防灾减灾意识。

《2024年洪水灾害风险分析与评价方法的研究及改进》范文

《2024年洪水灾害风险分析与评价方法的研究及改进》范文

《洪水灾害风险分析与评价方法的研究及改进》篇一一、引言洪水灾害是一种常见的自然灾害,对人类社会和经济产生着极大的影响。

准确评估洪水灾害风险,对于预防和减轻灾害损失具有重要意义。

本文旨在研究洪水灾害风险分析与评价方法,并提出相应的改进措施,以期为防洪减灾工作提供科学依据。

二、洪水灾害风险分析现状目前,洪水灾害风险分析主要采用的方法包括水文模型法、物理模型法、统计分析法等。

这些方法在应用过程中取得了一定的成果,但仍存在一些问题和不足。

例如,部分分析方法过于依赖历史数据,难以应对极端气候条件下的洪水灾害;部分分析方法在考虑人类活动对洪水灾害的影响时,缺乏科学性和系统性。

因此,需要进一步研究和改进洪水灾害风险分析方法。

三、洪水灾害风险评价方法研究(一)水文模型法水文模型法是洪水灾害风险评价的主要方法之一。

在原有的基础上,可以通过改进模型参数、提高模型精度等方法,提高水文模型法的评价效果。

同时,应结合地理信息系统(GIS)技术,将水文模型与空间数据相结合,实现洪水灾害风险的时空分布分析。

(二)物理模型法物理模型法主要通过实验和观测手段,对洪水灾害进行模拟和预测。

在改进方面,可以引入先进的实验设备和观测技术,提高模拟和预测的精度和可靠性。

同时,应加强物理模型与数值模拟的结合,实现多尺度、多角度的洪水灾害风险分析。

(三)统计分析法统计分析法是利用历史数据,通过统计方法分析洪水灾害的风险。

在改进方面,可以引入机器学习、人工智能等新技术,提高统计模型的自适应能力和预测精度。

同时,应加强对人类活动对洪水灾害影响的统计分析,为制定防洪减灾措施提供科学依据。

四、洪水灾害风险评价方法的改进措施(一)加强多源数据融合在洪水灾害风险评价中,应加强多源数据的融合,包括遥感数据、地理信息数据、气象数据等。

通过数据融合,可以更全面地考虑各种因素对洪水灾害的影响,提高评价的准确性和可靠性。

(二)引入先进技术手段在洪水灾害风险评价中,应引入先进的技术手段,如物联网技术、大数据分析、人工智能等。

城市洪水风险管理与应对策略研究

城市洪水风险管理与应对策略研究

城市洪水风险管理与应对策略研究在全球气候变化和城市化进程加速的背景下,城市洪水问题日益严峻,给人们的生命财产安全和城市的可持续发展带来了巨大的威胁。

因此,加强城市洪水风险管理,制定有效的应对策略,成为了当前城市发展中亟待解决的重要问题。

城市洪水的形成原因是多方面的。

首先,城市化进程导致大量的自然土地被建筑物、道路等不透水表面所覆盖,雨水无法像在自然环境中那样迅速渗透到地下,而是迅速汇集形成地表径流,增加了洪水的流量和流速。

其次,城市排水系统的设计和建设往往跟不上城市发展的步伐,排水能力不足,容易导致雨水在短时间内无法及时排出,从而引发洪水。

此外,气候变化也使得极端天气事件更加频繁和剧烈,暴雨等强降水天气增多,增加了城市洪水的发生概率和危害程度。

城市洪水带来的危害是巨大的。

它不仅会淹没房屋、道路、桥梁等基础设施,造成财产损失,还会威胁到人们的生命安全。

洪水过后,还可能引发传染病的传播,影响城市的公共卫生安全。

同时,城市洪水还会对城市的经济发展造成严重影响,导致企业停产、商业活动中断,给城市带来巨大的经济损失。

为了有效地管理城市洪水风险,我们需要采取一系列的措施。

首先,要加强城市规划和土地利用管理。

在城市规划中,要合理布局城市功能区,减少不透水表面的比例,增加绿地、湿地等自然景观,提高城市的自然蓄水和排水能力。

同时,要加强对城市建设项目的管理,确保其符合防洪要求。

其次,要完善城市排水系统。

加大对排水设施的投入,提高排水管道的管径和排水泵站的排水能力,确保雨水能够及时排出。

同时,要加强对排水系统的维护和管理,定期清理排水管道,确保其畅通无阻。

另外,要建立健全城市洪水预警系统。

通过气象监测、水文监测等手段,及时掌握雨情、水情信息,提前发布洪水预警,为居民和相关部门提供足够的时间采取应对措施。

同时,要加强应急救援能力建设,制定完善的应急预案,配备充足的应急救援物资和设备,提高应急救援的效率和水平。

在应对城市洪水时,还需要加强公众教育和宣传。

城市防洪救灾的信息技术与数据分析

城市防洪救灾的信息技术与数据分析

城市防洪救灾的信息技术与数据分析城市防洪救灾一直是人们关注的重点,随着科技的发展,信息技术和数据分析在该领域发挥了重要作用。

本文将探讨城市防洪救灾中信息技术与数据分析的应用,以及其对防洪救灾工作的影响和价值。

一、信息技术在城市防洪救灾中的应用信息技术在城市防洪救灾中的应用广泛而深入。

首先,地理信息系统(GIS)的使用可以帮助防洪救灾部门实时监控洪水的蔓延情况,及时发布预警信息。

通过GIS技术,可以快速获取洪水淹没的区域和范围,为救援工作提供有力的支持。

其次,遥感技术的应用可帮助相关部门收集高分辨率的洪水影像,并对其进行分析和处理。

遥感技术可以通过卫星图像或无人机获取大范围的洪水影像,从而对洪水的波及范围、深度和速度等进行准确评估,为救援工作提供重要参考。

另外,无线通信技术可以使防洪救灾部门与灾区人民之间实现快速的信息传递和互动。

通过无线通信技术,灾情信息可以及时传送到指挥中心并快速分发给救援人员,提高救援效率和速度。

二、数据分析在城市防洪救灾中的应用数据分析在城市防洪救灾中发挥着重要作用。

首先,大数据分析可以帮助防洪部门预测和模拟洪水的发展趋势,为相关人员提供科学依据和决策支持。

通过对历史洪水数据和气象数据的分析,可以建立洪水模型,预测洪水的趋势和可能的影响范围,为防洪救灾工作提供准确的参考。

其次,数据挖掘技术可以在洪水发生后对救援工作进行优化和改进。

通过对洪水发生前后的数据进行对比和分析,可以找出救援工作中存在的问题和不足之处,从而提出改进策略和措施,提高防洪救灾工作的效率和效果。

另外,智能算法的应用可以帮助防洪救灾部门更好地进行资源调配和救援策略的制定。

通过对数据的分析和处理,智能算法可以快速评估洪水风险分布,并根据洪水的预测情况进行资源优化配置,提高救援效率和响应能力。

三、信息技术与数据分析的影响和价值信息技术与数据分析的应用对城市防洪救灾工作产生了积极的影响和巨大的价值。

首先,它们可以提高防洪救灾部门的工作效率和应对能力。

城市防洪救灾的信息技术与数据分析

城市防洪救灾的信息技术与数据分析

城市防洪救灾的信息技术与数据分析近年来,随着气候变化的加剧和城市建设规模的不断扩大,城市面临着越来越严重的洪水灾害威胁。

为了提高城市的防洪救灾能力,越来越多的城市开始利用信息技术和数据分析手段来改善洪水预警、应急救援以及灾后恢复工作。

本文将就城市防洪救灾的信息技术和数据分析在不同阶段的应用与作用进行探讨。

一、洪水预警阶段在洪水即将来临的预警阶段,信息技术和数据分析可以发挥重要的作用。

利用遥感技术、气象雷达和气象卫星等设备,可以实时监测降雨情况,并通过大数据分析来预测降雨强度和洪水形势。

同时,基于多源数据融合和模型模拟,可以提供更准确的洪水预测和风险评估,为城市相关部门做出及时的决策提供科学依据。

二、应急救援阶段在洪水发生后的应急救援阶段,信息技术和数据分析的应用可以帮助提高救援工作的效率和准确性。

利用定位技术和遥感影像可以实时监测灾情,快速确定灾区范围和受灾程度。

同时,通过建立洪水灾害应急响应系统,可以对救援资源的调配和分配进行智能化管理,提高救援效能。

此外,基于人工智能和大数据分析的技术还可以进行舆情监测和社交媒体分析,及时了解灾情和民众需求,为救援决策提供参考。

三、灾后恢复阶段洪水过后,城市需要进行灾后恢复和重建工作。

信息技术和数据分析可以发挥重要的作用。

利用地理信息系统(GIS)和遥感技术,可以对灾区进行详细的勘测和评估,并生成数字化的地理数据,为重建规划和决策提供科学依据。

同时,通过数据挖掘和空间分析,可以对灾害损失进行准确估计,帮助城市相关部门进行经济补偿和灾后救助工作。

四、建立健全的信息平台为了更好地利用信息技术和数据分析提升城市防洪救灾能力,建立健全的信息平台至关重要。

这需要通过整合各个部门和单位的资源,建立统一的数据共享机制和标准,实现信息数据的互通共享。

同时,要加强对相关技术和人才的培训和引进,提高城市相关部门和从业人员的信息化和数据分析素养。

总结城市防洪救灾的信息技术和数据分析是提高城市防洪救灾能力的重要手段。

城市洪水风险评估与管理策略研究

城市洪水风险评估与管理策略研究

城市洪水风险评估与管理策略研究城市作为人类社会经济活动的核心区域,面临着各种各样的自然灾害威胁,其中洪水是最为常见且危害严重的一种。

随着城市化进程的加速,城市的人口密度、建筑物密度以及基础设施的复杂度不断增加,城市洪水的风险也日益加剧。

因此,对城市洪水风险进行科学评估,并制定有效的管理策略,对于保障城市的安全和可持续发展具有至关重要的意义。

一、城市洪水风险的成因城市洪水的形成原因是多方面的,主要包括以下几个方面:1、气候变化气候变化导致极端天气事件增多,暴雨的频率和强度增加,从而增加了城市洪水的发生概率。

2、城市化进程城市化使得大量的自然土地被建筑物、道路和停车场等不透水表面所覆盖,雨水无法自然渗透到地下,导致地表径流量增加,汇流时间缩短,容易形成洪水。

3、排水系统不足一些城市的排水系统设计标准偏低,管道老化、堵塞,或者排水能力不足,无法及时排除暴雨带来的大量雨水,从而引发内涝。

4、河道侵占与阻塞城市建设过程中,部分河道被侵占、填埋,或者河道中堆积了大量的垃圾和障碍物,导致河道行洪能力下降,洪水容易溢出河道,淹没周边地区。

5、缺乏洪水风险管理意识在城市规划和建设过程中,对洪水风险的考虑不足,缺乏有效的洪水风险管理措施和应急预案。

二、城市洪水风险评估的方法城市洪水风险评估是制定管理策略的基础,常用的评估方法包括以下几种:1、水文水力学模型法通过建立水文水力学模型,模拟洪水的形成、演进和淹没过程,从而评估洪水的淹没范围、水深、流速等参数,以及对城市造成的损失。

2、历史洪水资料分析法收集历史洪水的资料,包括洪水发生的时间、地点、淹没范围、损失情况等,通过分析历史洪水的规律和特点,评估未来洪水的风险。

3、指标体系法建立一套反映城市洪水风险的指标体系,如降雨量、地形地貌、土地利用、排水系统等,通过对这些指标的量化和综合评估,确定城市洪水风险的等级。

4、情景分析法设定不同的洪水情景,如不同强度的暴雨、不同的河道流量等,分析在这些情景下城市的洪水响应,评估洪水风险。

城市洪涝灾害风险评估与防治技术研究

城市洪涝灾害风险评估与防治技术研究

城市洪涝灾害风险评估与防治技术研究随着城市化的进程和气候变化的不断加剧,城市洪涝灾害的频发已经成为一个全球性的问题。

针对这一问题,城市洪涝灾害风险评估和防治技术研究成为了当今社会面临的重要课题。

一、城市洪涝灾害的危害城市洪涝灾害是一种自然灾害,它是由于暴雨、暴雪等极端天气条件下,地表径流过大、排水系统不能有效排出,导致城市内部出现短时间内急流涌现、涝灾水淹的一种灾害。

城市洪涝灾害往往会给城市带来巨大的经济损失、人员伤亡和社会影响,严重影响着城市可持续发展。

此外,城市洪涝灾害还与城市环境污染有关系。

洪涝灾害中,泥沙、废水等物质会被冲刷到下水道中,导致下水道堵塞,进而影响到城市的环境卫生状况。

针对城市洪涝灾害,必须采取科学有效的评估和防治措施。

二、城市洪涝灾害风险评估城市洪涝灾害风险评估是一种基于洪涝灾害的概率和灾害后果的评估方法,它是城市防灾减灾重要的决策支持工具。

城市洪涝灾害风险评估需要考虑多种因素,包括物理、化学、环境、社会和经济等多方面因素。

通过对这些因素的考虑和分析,可以得出城市洪涝灾害的风险程度,进而制定出相应的预案和防治措施。

在城市洪涝灾害风险评估方面,近年来数值模拟技术得到广泛应用。

数值模拟技术基于大量实测数据和现代计算机技术,能够模拟出暴雨和洪水在城市中的演化过程,进而评估出城市洪涝灾害的概率和可能的程度,为城市的防治工作提供有力支持。

三、城市洪涝灾害防治技术城市洪涝灾害防治技术是基于风险评估的结果,针对城市洪涝灾害危害的不同特点,采取相应的防治技术手段。

城市洪涝灾害防治技术包括城市排水系统改造、生态保护、面积绿化以及灰绿结合等措施。

城市排水系统改造主要是通过改善和完善城市排水系统,包括改造排水管道、增加调蓄池等措施来保证城市排水系统的顺畅。

生态保护则在城市内部适当保留一定的湿地、草坪等植被,降低地表的渗透率,起到一定的调节作用。

面积绿化则是针对城市建设中大量开垦的生地进行绿化积极开展植树造林等措施,提高绿化率和保障城市生态环境的稳定性。

基于大数据的城市雨洪管理技术研究

基于大数据的城市雨洪管理技术研究

基于大数据的城市雨洪管理技术研究一、引言随着城市规模的不断扩大和建设的不断深入,城市雨洪管理问题日益突出。

传统的雨洪管理方式已经无法满足城市快速发展的需求,因此,基于大数据的城市雨洪管理技术应运而生。

本文将探讨基于大数据的城市雨洪管理技术的研究进展。

二、大数据在城市雨洪管理中的作用大数据技术从数据收集、存储、处理和分析等环节,为城市雨洪管理提供了有力的支持。

首先,大数据技术可以实时测量和监测雨洪信息,对城市内的降雨过程进行全面、精确的监测。

其次,大数据技术可以对历史雨洪数据进行挖掘和分析,为城市雨洪管理提供决策支持。

此外,大数据技术还可以通过数据模型和算法的应用,预测未来的雨洪情况,提前采取相应的防洪措施。

三、大数据在城市雨洪管理中的应用案例1.基于大数据的雨洪监测系统通过安装在城市中各个关键节点的传感器,结合大数据技术,可以实时监测和记录雨量、水位等数据。

同时,通过数据分析,可以预测将来的雨洪情况,并提前做好准备和应对措施。

2.基于大数据的雨洪模拟与预测系统利用大数据技术,结合城市地理信息系统和气象数据,可以模拟城市雨洪流动过程。

通过数据分析和算法建模,可以准确预测雨洪的规模和流向,帮助城市制定相应的防洪策略。

3.基于大数据的雨洪应急响应系统集成城市交通、监控、水利等相关数据,利用大数据技术可以帮助城市快速响应雨洪事件。

通过数据分析可以实时监测城市内的地下管网和排水设施的运行情况,及时发现问题并采取相应措施,保障城市正常运行。

四、大数据在城市雨洪管理中的挑战与未来发展方向尽管基于大数据的城市雨洪管理技术已经取得了一定的进展,但仍然存在一些挑战。

首先是数据安全和隐私保护问题,城市雨洪管理涉及大量的个人和敏感数据,如何保障数据的安全使用是一个重要的问题。

其次是数据整合和共享问题,不同部门和机构之间的数据相互独立,如何实现数据的整合和共享是一个亟待解决的问题。

未来,基于大数据的城市雨洪管理技术仍然有很大的发展空间。

城市防洪系统的灾害风险评估与管理研究

城市防洪系统的灾害风险评估与管理研究

城市防洪系统的灾害风险评估与管理研究随着城市化进程的加速,城市防洪成为了一个重要的议题。

城市防洪系统的建设和管理对于保护城市居民的生命财产安全至关重要。

然而,由于气候变化和不可预测的自然灾害,城市防洪系统面临着巨大的灾害风险。

因此,对城市防洪系统的灾害风险进行评估和管理成为了一项必要的研究。

首先,我们需要明确城市防洪系统的构成。

城市防洪系统包括水库、堤坝、排水设施等各种工程设施。

这些设施的功能是协同作用的,通过控制水流、排水和蓄水等措施,以减少洪水对城市的影响。

然而,这些设施也存在着一定的风险。

例如,水库可能发生溃坝,堤坝可能发生决口,排水设施可能堵塞等。

因此,对这些设施进行灾害风险评估是非常重要的。

其次,城市防洪系统的灾害风险评估需要考虑多个因素。

首先是自然因素,如降雨量、地形、水文特征等。

这些因素决定了城市防洪系统所面临的洪水风险。

其次是人为因素,如城市规划、土地利用等。

这些因素影响了城市防洪系统的脆弱性和抗灾能力。

最后是社会经济因素,如人口密度、财产价值等。

这些因素决定了城市防洪系统的风险承受能力。

在进行灾害风险评估时,我们可以采用定量和定性相结合的方法。

定量方法包括统计分析、数学模型等,可以对洪水的发生概率和影响程度进行量化评估。

定性方法包括专家咨询、经验判断等,可以对洪水的可能性和严重性进行主观评估。

定量和定性方法的结合可以提高灾害风险评估的准确性和全面性。

在灾害风险评估的基础上,我们需要进行灾害风险管理。

灾害风险管理包括风险识别、风险评估、风险控制和风险应对等环节。

首先,我们需要识别潜在的灾害风险,了解可能发生的洪水情景和可能受灾的区域。

其次,我们需要评估这些风险的严重程度和可能性,确定哪些风险是最重要的。

然后,我们需要采取措施来控制和减少风险,如加强防洪设施的建设和维护,改善城市规划和土地利用等。

最后,我们需要制定应对措施,如建立应急预案、加强灾后恢复等。

总之,城市防洪系统的灾害风险评估与管理是一个复杂而重要的课题。

基于管网概化的城市洪水风险分析技术研究

基于管网概化的城市洪水风险分析技术研究

基于管网概化的城市洪水风险分析技术研究(张念强1,2,3,马建明1,3,陆吉康1,3)(1.中国水利水电科学研究院北京100048;2.河海大学江苏南京210098;3.水利部防洪抗旱减灾研究中心北京100048;)摘要:本文基于城市暴雨积涝等洪水的特点,提出了基于管网概化的城市排水模型,并与水文模型和二维水动力模型耦合,建立了城市洪水风险分析模型,能够模拟城市外洪、内涝或二者的组合,并以蚌埠市为例,开展示范研究,计算结果与实际情况相符,证明了模型的适用性。

关键词:城市;管网概化;模型耦合;洪水风险分析Study for Urban Flood Risk Analysis Based on Generalized Pipes SystemsMa Jian-ming1,3,Zhang Nian-qiang1,2,3, Lu Ji-kang1,3(1.China Institute of Water Resoures and Hydropower Research, Beijing 100048; 2. HoHai University, Nanjing 210098; 3. Research Center on Flood and Drought Reduction, Beijing 100048)Abstract: Based on the characteristics of urban flood, a simplified urban drainage model is proposed based on generalized pipes systems and urban flood risk analysis model is built through coupling with SCS hydrology model and 2-dimensional shallow water hydrodynamic model. The model can simulate urban flood from external rivers, internal waterlogging or their combination. With Bengbu City as an example, the model is applied, and its simulation result is in agreement with actual situation, proofing its applicability.Key words: Urban; Flood; Model; Flood risk map; Flood risk analysis;1前言洪涝灾害对城市发展造成了严重威胁,从上世纪50年代至今,我国城市水灾呈逐步上升趋势[1],近年来,极端降雨事件在多个城市造成了严重的灾害损失。

洪水风险分析技术

洪水风险分析技术

洪⽔风险分析技术⽤于对区域洪⽔进⾏分析。

此技术可以利⽤区域的洪⽔风险分析,为洪⽔风险流的绘制提供⽔情信息;为区域防洪调度预案的制定、区域防洪规划、防洪减灾规划、城市发展规划等的评价提供科学的依据;为防汛抢险指挥、防洪⼯程调度、洪⽔险情预测、洪⽔警报的分布范围、警报等级的确定、居民避难地点与路径的选择等提供决策⽀持信息;为确定涉⽔保险的对象和合理的保险费率、确定防洪基⾦或堤防保护费的收取范围或额度等提供科学的依据。

主要具有以下技术要点:⾼精度的洪⽔仿真模型以⼀、⼆维不恒定流理论为基础研制开发的洪⽔仿真模型,采⽤规则格或⽆结构不规则格,将研究区域的河道及流域地形概化到计算机中,考虑到地表植被、房屋建筑的分布状况与各种防洪⼯程如⽔库、闸门、泵站、排⽔渠系、堤防及起连续性阻⽔作⽤的公路、铁路等的影响,从⽽可以模拟出洪⽔在实际地形及不同⼯程调度条件下的泛滥过程。

模型具有实时动态图像演⽰与⼈——机对话的功能。

根据计算结果,可以形象的知道不同致灾条件下的洪⽔泛滥过程。

完整的信息处理软件模型考虑因素全⾯、计算精度⾼,并开发了与仿真模型配套的信息前、后处理软件,可以直接利⽤数字化仪将地形图上的地理信息与⼈⼯设计的格概化到计算机中,⾃动⽣成格关系与络信息。

根据具体⽅案的需要,可随时以⼈——机对话和屏幕图形操作的⽅式对格信息进⾏修改。

根据仿真模型的计算结果,可以对洪⽔泛滥过程反复重演,选择绘制任意时刻或洪⽔淹没范围与⽔深分布图及流场图;可以对计算域内任意区域内的任意区域进⾏洪⽔淹没信息的查询,绘制出该区域的⽔深预警线,可以确定淹没始末的时间与持续时间、淹没⽔深和淹没范围等。

先进的⽔灾损失评估模型该模型包括建⽴社会经济数据库、经济发展预测模型、分类资产与⽔深的损失率关系等。

利⽤洪⽔仿真模型提供的洪⽔淹没范围与⽔深、淹没持续时间等信息,可以快速对区域的⽔灾损失进⾏评估,既能给出总的直接经济损失、受灾⼈⼝、受灾⾯积等灾情统计值,⼜能给出分区域、分类别资产的损失值。

管网工程防洪度汛专项方案

管网工程防洪度汛专项方案

管网工程防洪度汛专项方案一、项目概述近年来,我国遭受强降雨引发的洪涝灾害频繁,给人民生命财产造成了严重损失。

为了加强城市防洪度汛工作,提高城市排水系统的应对能力,保障市民的生命财产安全,必须加强对城市管网工程的建设和管理。

本文就管网工程的防洪度汛专项方案进行详细阐述。

二、问题分析1.城市排水系统老化:由于城市排水系统的长期使用和缺乏有效的维护管理,导致了排水管道老化、损坏的现象较为严重,直接影响了排水系统的正常运行。

2.管网设计不合理:部分地区的排水系统设计不合理,管道过小,排水不畅,易发生积水现象,加剧了城市内涝的风险。

3.城市发展不均衡:城市的不断发展和变化,导致了城市地貌和建设结构的改变,使得原有的排水系统难以满足城市发展的需要。

4.缺乏应急处置预案:在洪涝灾害发生时,缺乏有效的应急处置预案,导致了救援和抢险工作的不到位,损失加大。

三、解决方案1.加强排水系统维护管理:对城市排水系统的设施进行全面排查、维修和改造,确保管网设施的正常运行。

2.优化排水系统设计:重点对排水能力不足的区域进行管网改造,加大排水管道的直径,并增设分布式排水设施,提高排水系统的吞吐能力。

3.定期检查排水系统运行情况:建立健全的排水系统运行监测体系,定期对排水设施进行检查和维护,确保排水系统的畅通运行。

4.科学设置雨水收集设施:合理设置雨水收集设施,将雨水合理利用,减少雨水对排水系统的压力。

5.建立健全的应急处置预案:加强对洪涝灾害的风险评估,建立健全的应急处置预案,确保在灾害发生时的快速、有序应急处置。

6.利用科技手段加强管理:利用现代化的科技手段,如无人机巡检、智能排水设备等,提高管网工程的管理效率。

四、实施步骤1.排水系统维护和改造:逐步对城市排水系统的设施进行全面排查,制定并实施维修和改造计划。

2.管网改造和设计优化:针对各区域排水能力不足的问题,制定管网改造和设计优化方案,提高排水系统的运行效率。

3.加强监测与预警:建立城市排水系统监测预警中心,定期进行排水系统的运行监测,并及时发布预警信息。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

基于管网概化的城市洪水风险分析技术研究(张念强1,2,3,马建明1,3,陆吉康1,3)(1.中国水利水电科学研究院北京100048;2.河海大学江苏南京210098;3.水利部防洪抗旱减灾研究中心北京100048;)摘要:本文基于城市暴雨积涝等洪水的特点,提出了基于管网概化的城市排水模型,并与水文模型和二维水动力模型耦合,建立了城市洪水风险分析模型,能够模拟城市外洪、内涝或二者的组合,并以蚌埠市为例,开展示范研究,计算结果与实际情况相符,证明了模型的适用性。

关键词:城市;管网概化;模型耦合;洪水风险分析Study for Urban Flood Risk Analysis Based on Generalized Pipes SystemsMa Jian-ming1,3,Zhang Nian-qiang1,2,3, Lu Ji-kang1,3(1.China Institute of Water Resoures and Hydropower Research, Beijing 100048; 2. HoHai University, Nanjing 210098; 3. Research Center on Flood and Drought Reduction, Beijing 100048)Abstract: Based on the characteristics of urban flood, a simplified urban drainage model is proposed based on generalized pipes systems and urban flood risk analysis model is built through coupling with SCS hydrology model and 2-dimensional shallow water hydrodynamic model. The model can simulate urban flood from external rivers, internal waterlogging or their combination. With Bengbu City as an example, the model is applied, and its simulation result is in agreement with actual situation, proofing its applicability.Key words: Urban; Flood; Model; Flood risk map; Flood risk analysis;1前言洪涝灾害对城市发展造成了严重威胁,从上世纪50年代至今,我国城市水灾呈逐步上升趋势[1],近年来,极端降雨事件在多个城市造成了严重的灾害损失。

分析城市洪水风险,编制洪水风险图,是城市防洪减灾的一项主要措施。

依据《洪水风险图编制导则》(SL 483-2010),本文中的洪水风险主要指某种概率洪水的淹没水深、流速、淹没历时等洪水特征信息。

城市洪水由外洪和内涝两种类型,或者是两种洪水的组合[2],由于成灾机理和风险影响因素的差异,针对这两种洪水的模拟和分析方法并不相同。

由外洪引起的洪水,一般只需用二维水动力学模型模拟,方法较为简单。

由内涝引起的洪水,需要综合考虑排水管网、排涝泵站,以及防洪工程调度等对洪水的影响,并且内涝洪水多由区间暴雨引起,需要分析暴雨形成有效降雨和在地面上汇流积水的过程,分析方法更为复杂。

当前针对城市洪水模拟已有较多研究。

张新华等[3]基于二维浅水波方程,利用多边形网格剖分,有限体积离散,建立的模型可以模拟城市外洪。

张行南等[4]分析了城市洪水致灾因子,利用多边形叠置和聚类分析等手段,比较了城市不同区域的洪水风险。

李传奇等[5]利用MIKE软件建立了一、二维耦合的水动力学模型,用NAM模型对降雨径流进行模拟作为二维模型的边界,分析了济南市不同重现期河道洪水造成的淹没。

曹玲[6]等建立了苏州市二维洪水演进模型,并通过局部更改网格来考虑城市排水,对场次降雨后的积水情况进行模拟,但对于高分辨率、大容量网格,建模过程非常繁琐。

总体上,已有研究主要考虑了城市外洪或河道洪水,未考虑城市暴雨和由此引起的内涝积水,不能满足国内大多数城市的洪水风险分析需求。

本文在对上述方法研究和归纳的基础上,提出了城市排水的概化模型,并与水文、水动力学模型相耦合,建立了城市洪水风险分析模型,能够分析区间暴雨形成有效降雨、汇流、排水、低洼区域积水的过程,以及河道洪水漫溢和溃堤的过程,并对子模型的耦合与实现技术进行了研究。

2水文~水动力~城市排水模型耦合2.1模型的提出针对城市外洪,主要考虑过境河道洪水导致的城市建成区淹没,采用二维水动力学模型进行模拟。

针对城市内涝,主要考虑由区域暴雨引起的低洼区积水、排水不畅或不及时导致的积水,除二维水动力学模型外,还需用水文模型模拟雨水的产流,用城市排水模型模拟排水管网、泵站等的排水情况,各类模型在城市洪水风险中的模拟路线见图1。

降雨经水文模型模拟后形成有效降雨;有效降雨分两部分,一部分经排水模型模拟后排入城市外河,不再参加城市洪水的计算,或者排入城市内河,与城市湖泊等进行交换,漫溢后由水动力学模型模拟其淹没情况;另一部分未排至排水管网的洪水,则由水动力学模型模拟其淹没情况。

图1 模型运行原理结构图2.1.1水文下渗模型水文模拟采用SCS (Soil Conservation Service )模型[7]。

该模型由美国农业水土保持局在20世纪50年代开发,它充分考虑研究区的下垫面类型,输入的参数少,对水文数据要求低,计算简单,在国内外城市水文中得到了广泛应用[8~12]。

SCS 模型的计算原理如下:根据公式(1)求得各时刻的径流量。

SP R S P SP S P R 2.0,02.0,8.0)2.0(2<=≥+-= (1) 式中,P 为降雨量,R 为径流量,S 为流域当时的最大可能滞留量,利用公式(2)求得。

25425400-=CNS (2) 式中,CN 值为反映降雨前流域特征的综合参数,它与流域前期土壤湿润程度AMC 、土壤类型、植被和土地利用现状等有关。

2.1.2水动力学模型洪水冲击波影响范围广,淹没水深相对其影响范围比较小,水流在水深方向上的变化可以忽略,具有典型的浅水波特性[13],本次选用浅水波二维连续方程(5)和动量方程(6)、(7)描述洪水的演进过程,分别表示如下:q yvh x uh t z =++∂∂∂∂∂∂)()( (5) 03/4222=++∂∂+∂∂+∂∂+∂∂h v u u n g x z g y u v x u u t u (6)03/4222=++∂∂+∂∂+∂∂+∂∂h v u v n g y z g y v v x v u t v (7)式中,Z 为水位,h 为水深,u 、v 分别为x 和y 方向的水流流速,q 为源、汇项;g n u u v h 22243+/、g n v u v h 22243+/分别为x 、y 方向的水流运动阻力,n 为曼宁糙率系数。

当前针对上述公式已有多种求解方法,本次选用有限体积法进行离散,在本文的前期研究文献[14]中已有阐释,不再冗述。

2.1.3城市排水模型为建立简化的城市排水模型,假设城市按排水分区排水,并提出等效排水管网的概念,表示排水区排水管网的蓄水和排水能力。

排水区与单元网格相关联。

排水区内的网格排泄有效降雨至等效排水管网,排入的雨水达到一定容积后,按排水能力将雨水排至河道、湖泊或其余的排水区内,完成排水过程。

根据上述原理,分别用公式表示如下:(1)排水区的单位面积排水能力排水区的最大排水能力等于设计排水能力,单位面积排水能力为:DQ(i)=MaxQD (i )/DA(i) (8)式中,DQ (i )为i 排水区单位面积排水能力;MaxQD (i )为i 排水区的设计排水能力;DA(i)为i 排水区的面积。

(2)单元格的排水能力单元格的排水能力为排水区的单位面积排水能力和单元格面积的积,用式(9)表示:CQ(i,j)=DQ(i)*CA(i,j) (9)式中,CQ(i,j)和CA(i,j)分别为i 排水区j 单元格的排水能力和面积。

(3)排水泵的排水能力与排水过程排水泵主要用于排泄单个或多个排水区的积水,通过指定排水泵的排水对象来实现,排水泵的开启控制条件根据排水对象的属性设置,如城市内湖水位、等效管网的容积等,排水泵的实际排水能力用式(10)表示:PQ(m)=K(i)*MaxPQ(i) (10)式中,PQ(m)为第m个排水泵的实际排水能力,MaxPQ(m)为第m个排水泵的设计排水能力,K为比例系数,与排涝对象的排涝条件有关。

(4)等效管网的容积等效管网的容积在每个计算步长中发生变化,与排水区内网格排入的水和泵站抽排的水有关,用式(11)表示:VUR(t+△t)=VUR(t)+ ΣCQ(i,j)*△t-ΣPQ(m)*△t (11)式中,VUR(t)为t时刻等效管网的容积,△t为计算时间步长。

2.2模型的耦合将模型以模块的方式组织,分为水文、水动力和城市排水三个模块,建模时根据洪水风险分析的需求进行选择。

计算时,模块的耦合由网格对象[14]实现,按时间步长计算网格的水深、流量,并将计算结果保存在网格对象的属性里,用概念公式(12)表示:H(t+△t)=H(t)+△H+[P(t)-f(t) -CQ(t)]* △t (12)式中,H(t)为t时刻单元格的水深,△H为从单元格流入和流出的水量差(用水深表达),P(t)、f(t)、CQ(t)分别为t时刻单元格上的雨强、下渗能力和排水能力。

其中,△H由水动力学模型计算,P(t)为降雨输入数据,f(t)由水文下渗模型计算,CQ(t)由城市排水模型计算。

2.3基于对象的模型实现在模型软件中,按照统一的对象进行组织,每一类对象根据计算需求设置不同的属性,通过计算和记录对象的属性,实现模型的运转和不同模型的耦合。

模型中主要设有降雨分区、排水分区、排水泵、网格对象和部分辅助性子对象。

降雨分区对象用于水文模型,有描述降雨和水文模型参数的两类属性。

排水分区和排水泵对象用于排水模型,前者包括排水区的排水能力、设计排水标准属性和等效管网子对象,后者包括泵站的设计和实际排水能力、排水对象、排水条件等属性。

网格主要用于水动力学模型,包括点、边和面(规则或不规则网格)三种子对象,其中边对象设置流量属性,面对象设置高程、水位、水深属性,以及网格面积、糙率等。

不同类型的对象之间紧密耦合,图2表示了它们之间的关联关系,降雨分区分为多个排水分区,排水分区被剖分为多个网格,泵站设在排水分区或者由多个网格组成的城市内湖泊或河流上。

相关文档
最新文档