2007—2016年上海市暴雨特征及其与内涝灾情关系分析

利用上海市30个自动气象站2007—2016年逐小时降水数据和上海市应急联动平台110接报内涝灾情数据,分析了近10 a上海市暴雨和内涝灾情特征,并进一步研究致灾暴雨过程与内涝灾情的关系。结果表明：1）上海市暴雨空间分布反映了明显的城市雨岛特征,在水汽充沛的东部沿海和城市化水平较高的中心城区相对容易出现极端雨强;2）暴雨内涝灾情年变化较大,月分布呈单峰型,日分布呈双峰型,且内涝灾情数在中心城区及各区中心较为密集,反映了承灾体的空间分布特征;3）暴雨过程对内涝灾情的贡献作用明显,内涝灾情数与暴雨过程雨量、逐小时最大雨量和最大雨强显著相关,与持续时间和影响站次低度相关;4）逐小时最大雨量等于过程雨量且<60 mm时,内涝灾情数基本在20次以下,随着过程雨量增加,特别是过程雨量>100 mm时,灾情数急剧增加。暴雨特征与内涝灾情关系研究对于暴雨内涝的预报、预警和服务具有重要意义。     

基于SWMM与ArcGIS的城市内涝灾害风险评估研究 ——以南浦岛为例

城市内涝对城市基础设施造成极大损害且危及市民人身财产安全,需要通过科学评估手段对城市内涝进行风险评估,是防灾减灾工作中的重要一环.以SWMM模拟四种不同设计雨情下广州市南浦岛内的积水状况,利用ArcGIS进行数据分析、功能优化及专题图制作,分析致灾因子和受灾区域性质,结合相关规范建立风险评估体系,通过分析危险性和敏感性对南浦岛主排水管网设计工程的风险评估.利用插值分析得到与实际地形地貌相吻合的灾害风险等级分布图,为防灾减灾提供了决策依据.     

北京城区典型内涝积水原因诊断研究——以上清桥区域为例

近年来城市暴雨频发导致内涝灾害广受关注,系统分析城市内涝原因是当前城市水文研究的热点和难点。论文以北京市典型积水点上清桥易积水区为例,基于排水管网、地形、下垫面、河道边界等数据构建研究区精细化洪涝模型,并以2012年"7·21"和2016年"7·20"两场典型暴雨的实测积水深度验证模型的适用性。结果表明,上清桥区域管网现状排水能力小于1a一遇,当发生1 a一遇及以上设计降雨时上清桥有发生积水的风险。引起研究区积水频发主要有四方面因素,按主次关系排列:局部地势因素管网因素下垫面因素河道顶托,最后基于分析结果系统提出解决上清桥区域积水的改造方案。     

北京城区典型内涝积水原因诊断研究——以上清桥区域为例

近年来城市暴雨频发导致内涝灾害广受关注,系统分析城市内涝原因是当前城市水文研究的热点和难点。论文以北京市典型积水点上清桥易积水区为例,基于排水管网、地形、下垫面、河道边界等数据构建研究区精细化洪涝模型,并以2012年“7·21”和2016年“7·20”两场典型暴雨的实测积水深度验证模型的适用性。结果表明,上清桥区域管网现状排水能力小于1 a一遇,当发生1 a一遇及以上设计降雨时上清桥有发生积水的风险。引起研究区积水频发主要有四方面因素,按主次关系排列：局部地势因素>管网因素>下垫面因素>河道顶托,最后基于分析结果系统提出解决上清桥区域积水的改造方案。     

基于SCS模型的城市内涝灾害风险评价

开展城市内涝灾害风险识别,可为防灾减灾决策提供科学依据,有利于提高城市应对内涝灾害水平。针对采用暴雨强度公式进行模拟降水量输入、存在生成的面雨量分布精细化程度不高等缺陷,提出采用自动气象观测站降水资料,运用皮尔逊Ⅲ型曲线法获取不同重现率下的面降雨量分布的方法。结合SCS-CN水文学模型估算不同重现期降雨产流量并作为致灾驱动因子,综合考虑地形情况、植被覆盖等自然因素和人口密度、地均GDP等社会经济条件,从致灾因子、孕灾环境、承灾体3个方面选取评价指标,定量化开展城市内涝灾害风险等级划分。以贵阳市区为研究对象,选取研究区域及周边31个气象站点近10年的最大持续降雨量资料,结果表明:最大连续面雨量分布大致呈现由北向南递减;降雨产流高值区随重现期的减小、面降雨量的增加而变化,分布在西北部的白云区、观山湖区及老城区周边两个区域;高风险区域集中在老城区、花溪大道中部及南二环区域、龙洞堡等部分区域。     

全过程内涝防治体系对缓解城市内涝的效果分析

基于综合流域排水系统模型（Infoworks ICM）,将海绵城市、排水管网系统及城市河网、排涝泵站系统相互耦合,形成了全过程内涝防治系统模型。此耦合模型将内涝产生的源头、过程、末端三个阶段进行耦合评估,弥补了传统内涝防治措施中单一模拟管网或雨水控制系统的不足之处。分别通过模拟现状、完善管网系统、增加雨水控制设施、完善排涝泵站系统4种情景,分析了建立全过程内涝防治系统的优势。模拟结果表明,3种耦合措施在现状系统基础上对城市内涝均有不同程度的缓解,管道排水能力逐步增强,内涝风险区面积分别降低了13.5%、39.4%和86.9%。研究结果表明,单一内涝防治措施不能从根本上解决内涝风险,建立完整的全过程内涝防治体系在实践层面至关重要。     

气象在海绵城市建设中的作用研究

海绵城市建设与气象息息相关。以气象事业发展为切入点,探讨气象在海绵城市建设中的作用。气象在海绵城市建设中的作用主要体现在气象部门多方位、多举措参与其中:一是做好暴雨强度公式修订,为科学规划城市排水管道、防范城市内涝做出贡献;二是加强监测,根据海绵城市建设需要,参与监测站点设置,提供城市精细化降水监测;三是积极开展城市暴雨灾害预报预警,提高精细化预报预警能力,确保市区易积涝点因强降水积水时及时疏通;四是加强人影能力建设,及时启动增雨作业,及时缓解旱情,依靠科学手段确保"海绵"及时喝到天水;五是开展城市热岛效应研究,为海绵城市建设给出调控建议。新状态下,只有拓展气象服务发展新理念、完善气象防灾减灾体系建设、加强与政府有关部门的协作和配合等工作,才能实现人与自然和谐相处。     

基于供排水一体化监测的污水管网外来水入侵风险评估

为了实现城市污水管网外来水入侵风险监测评估持续化、主动化、低廉化，在现有的外来水定性定量方法的基础上，结合城市已有的供水和排水监测感知系统，提出了1套基于供排水一体化监测的外来水风险评估方法。采用外来水占比R及外来水占比等级频率P 2个指标反应风险等级，表征外来水时空分布特性，并将其应用于南方W城市某片区的外来水风险评估工作中。2022年3—4月污水管网监测数据分析结果表明，4个厂泵和3个关键监测节点将评估区域划分为3个子区域，其中，3月旱天情况下子区域Z1外来水入侵等级为较为严重，自流区整体及子区域Z3外来水入侵程度为严重，而子区域Z2为非常严重，4月除了区域整体风险等级下降为较为严重，子区域评价结果不变。与传统方法进行比较，该方法评估结果具有可行性，对实现以较低成本开展外来水风险评估及对提升污水管网管理效率具有重要意义。     

城市内涝实时监测系统初探

目前城市内涝已成为困扰城市健康发展的难题,本文对内涝的成因和现状进行了总结,提出建立城市内涝实时监测系统的必要性和紧迫性.系统利用布置在道路雨水管道检查井内的终端监测器,获得各监测点在暴雨发生时的实际水深值,并结合当地GIS系统,使各路段的淹没情况实现在计算机上的动态可视.文章重点介绍了该系统在具体建设过程中监测区域的划分和监测点的布置原则,增强了可操作性.系统一方面实时监测城市各点水情,是暴雨时合理调度可用资源,采取有效防内涝措施的重要依据;另外收集各雨水管道负荷现状,为管线改造、损失评估提供参考资料.本系统经济和社会效益显著,应用前景广阔.     

常州市排水基础设施安全运行监测平台建设与研究

排水系统是城市重要的基础设施之一，监测其运行状态意义重大。为解决排水系统数据管理、在线监测、业务管理、内涝预警等方面的问题，以常州市为研究对象，深入分析了排水系统现状及问题，并给出了解决方案。基于GIS、物联网、人工智能、数字孪生等技术，提出了排水基础设施安全运行监测技术架构，研发并建成排水基础设施安全运行监测平台。系统上线后，管网养护成本平均降低12%,污水全年低水位运行时间提升10%,一体化调度效率提升50%,实现了设施全生命周期管理、管网全方位监测、内涝高效预警与处置、厂网一体化调度，并有效提高了常州市排水基础设施数字化、智能化监管水平，可为同类城市相关工作提供参考。     

基于元胞自动机的低影响开发对城市内涝削减效果模拟

低影响开发措施是解决城市内涝问题的重要途径。为评估其对城市内涝的防控效果,论文以福建省长汀县县城为研究案例,提出适宜在研究区开展的透水铺装、下凹式绿地、雨水罐等低影响开发措施方案,利用基于元胞自动机模型的城市内涝模型进行模拟,并通过验证发现元胞自动机模型可有效模拟城市内涝过程。对比低影响开发改造前后的内涝情况,结果显示：1）低影响开发措施能使内涝积水总量削减超过50%,暴雨重现期越长对内涝现象的削弱效果越低;2）通过分析改造前后内涝积水区的空间格局及变化特征,可见大部分内涝积水区在改造后积水削减幅度较大,卧龙山北部及汀江干流左岸的积水区内涝情况改善幅度较小;3）低影响开发改造削减效果最好的为积水深度低于0.2 m的区域,其次为积水深度高于0.5 m的区域,对积水深度处于0.2~0.5 m的区域削减效果并不明显。研究表明低影响开发措施可有效控制城市的内涝灾害。     

气候变化背景下城市应对极端降水的适应性方案研究——以西宁海绵城市试点区为例

气候变化将导致极端天气事件频率与强度的增加,城市迫切需要对未来的极端天气做出适应性反应.因此,为了找到应对未来暴雨极端天气的最佳适应性方案,明确不同方案对暴雨极端天气的缓解程度,本研究基于西宁市海绵城市试点区50年(1966—2015)的气象资料,利用Pearson-III概率分布和线性趋势估计法预测了该区未来50年的极端降水量,进而利用SWMM模型模拟未来50年极端降水条件下的城市内涝情况,并根据模拟结果提出基于低影响开发(LID)配置和管网改造的城市内涝适应方案.这些方案包括:局部布设LID措施、局部布设LID措施结合局部管网改造、全局布设LID措施、全局布设LID措施结合满流管网改造.再次利用SWMM模型对这些方案进行模拟,并评价它们应对未来极端降水的能力.结果表明,全局布设LID措施和满流管网改造的效果最好,全局布设LID措施的效果和局部布设LID措施结合局部管网改造的效果相近.然而,管网改造无法有效储存和利用雨水资源,因此,全局布设LID措施将成为城市应对极端降雨的重要适应性方案.     

水质自动监测系统在厦门同安湾赤潮短期预报中的应用

利用2005年同安湾水质在线自动监测系统的数据,分析了同安湾赤潮前和赤潮中的实时在线监测资料,并与相关资料进行比对。初步建立数理统计预报和经验预报两种预报模式,进行同安湾2种藻类(中肋骨条藻、旋链角毛藻)赤潮短期预报。研究结果初步表明,可提前1~3 d对同安湾的中肋骨条藻或旋链角毛藻赤潮进行预警。同安湾在线监测的赤潮预警值初步定为:溶解氧饱和度105%、叶绿素8.0μg/dm3。     

饮用水源地水质预警系统的建立和应用研究

饮用水源地水质预警系统是综合运用地理信息系统(GPIs)、遥感(RS)、网络、多媒体及计算机仿真等现代高新科技手段,对目标流域的水质状况、水文情况等各种信息进行数字化采集与存储,动态监测各种污染物的变化过程,并将其显示、发布给公众,成为一个集监测、计算、模拟、管理为一体的系统。通过水质自动监测系统,第三方运行、质量管理及控制、预警平台构筑形成一整套完善的预警体系,制定了预警相应流程。划分了预警发布等级,实现了对预警信息的综合应用,有效的为水源水水质安全保障提供支持。     

基于Surfer的衡阳气象地质灾害预警系统设计与实现

本文介绍了衡阳气象地质灾害预警系统的工作原理,系统架构设计、系统关键技术及预报效果验证情况。在Delphi环境下以Server2003为基础数据库,以Serfur为图形绘制工具完成了系统开发。系统以遍及衡阳的近300个自动气象站的降水实况资料及日本每天2次(08、20时)滚动数值预报产品为原始数据,通过模型计算未来24小时衡阳各乡镇出现地质灾害的危险等级,并自动形成预警服务产品。从2012年6月11日的地质灾害监测效果来看,系统能较好地监测气象地质灾害的发生,但由于数值预报精度不够,监测点预警危险系数粗放,放大了系统空报率。     

中国火山地区预警政策研究

本文主要介绍了我国的活火山、火山灾害情况及国内外的火山预警政策。在此基础上讨论了我国火山地区预警政策的组成结构,认为完整的火山地区预警政策应该包括活火山识别、火山风险评价与灾害区划图、制定火山应急预案、火山防灾减灾知识宣传、火山监测和灾害预报、火山灾害预警等级划分、火山减灾工程措施以及预警响应措施等方面,并对火山预警政...     

基于神经网络的城市内湖水华预警综合建模方法研究

针对城市内湖水华产生过程存在复杂性、时变性、不确定性等特点,运用内集-外集、粗糙集约简和RBF神经网络模型,通过水华藻生物量阈值界定、风险概率计算、预警等级划分、预警因子识别和神经网络预测模型的研究,提出一种城市内湖水华预警综合建模方法.以天津清净湖为例,利用p H值、水温等12项水质指标监测数据,确定清净湖水华的叶绿素a浓度阈值为70.98?g/L,依据水华风险概率划分5个水华预警等级,并确定水温、溶解氧、高锰酸盐指数和TDS为水华预警因子.利用RBF神经网络技术构建清净湖水华预警模型,验证结果显示,模型预测精度达85.7%,表明该方法能较好地用于城市内湖水华预警模型构建.     

大气污染事故应急监测、预警与风险评估系统建设

大气污染事故应急监测、预警与风险评估系统应用快速高技的污染信息监测、突发性环境污染事故应急预警技术、大气污染要素评估与决策技术等关键技术,预报预警突发性大气污染事件大气环境、污染物扩散过程、浓度时空分布,并在此基础上建立污染物扩散过程评估及救援决策方案计算模型,为突发性环境污染事故提供可靠、强有力的技术支撑,有效提高污染事故的应急处置能力,为政府救援决策提供科学依据.     

基于信息扩散理论的天然气发电风险预警技术研究

随着我国天然气发电比例的不断增加,天然气发电的安全问题逐渐引起人们的关注。为定量分析天然气发电的风险预警等级,针对风险评估过程中的小样本问题,引入信息扩散理论确定风险事故发生的概率,并结合故障类型及影响、危险度分析方法,建立了天然气发电风险预警的定量计算数学模型。以某天然气电厂燃气轮机系统为研究对象,将该厂燃气轮机2007—2014年所发生事故的统计数据作为观测样本,利用构建的风险预警数学模型并结合Matlab软件,计算得到该天然气电厂燃气轮机事故的发生概率以及不同事故模式下事故后果的严重度,最终确定该电厂燃气轮机系统的风险预警等级为Ⅲ级。与传统的安全预警方法相比,该风险预警技术更加客观有效。     

定量风险评估技术在城市型炼化企业中的应用

为了确定城市型炼化企业的个体风险和社会风险,对其进行定量风险计算和模拟。首先,建立了城市型炼化企业定量风险评估炼化装置筛选方法和泄漏节点划分标准;其次,开展保护措施可靠性与风险量化关联模型研究,开发了基于设备完整性与检测检验水平、泄漏监测与紧急切断、管理水平、点火源控制、外部人口密度、人员集中场所等风险耦合量化模型;最后,建立的涵盖各类安全影响参数的定量风险评估技术在城市型炼化企业进行了应用,合理确定城市型炼化企业的总体风险,为城市型炼化企业与周边区域的和谐发展提供技术支持,具有广阔的应用前景。