基于SWMM模型的城市洪涝过程模拟及风险评估

以SWMM模型作为研究基础,建立了西安市沣西新城区洪涝过程模型,对由暴雨强度公式和芝加哥降雨过程线合成的不同重现期、历时120 min、雨峰系数为0.4的降雨情景开展洪涝过程及其风险评估研究。计算结果表明:该区域设计的排水管网可抵御3年一遇暴雨,但高于此重现期的暴雨会出现不同程度的内涝;溢流最严重的节点在重现期为T=10年暴雨中最大积水深约0.20 m,对城市影响程度不大,但在T=20年暴雨中最大积水深可达0.56 m,可引起严重灾情。根据积水深度模拟结果,可初步判断出在T=20年暴雨过程的特定时段(75~105 min)内,积水会导致以溢流节点为中心10 m范围内的行人和车辆失稳。     

洪水作用下汽车的起动流速研究

针对洪水作用下汽车的起动条件开展了一系列的研究:首先分析部分淹没状态下汽车的受力情况,结合滑动平衡的临界起动条件建立相关方程,导出了洪水中汽车起动流速公式;然后在室内水槽中对三款模型车进行了一系列的起动试验。试验结果表明:对于同一款模型车,平行于水流方向放置时,起动流速与水深的相关性较好;并且水深越大,起动流速越小。接着运用试验资料率定了起动流速公式中的相关参数。最后采用模型相似率及率定后的计算公式估算了原型车辆在不同水深下的起动流速,两种方法所得的结果较为接近,故预测结果较为可靠。     

洪水中人体稳定性条件的理论分析及试验研究

由暴雨引起的山洪灾害、城市洪涝灾害在我国频繁发生,造成严重人员伤亡。因此研究洪水作用下的人体稳定性条件,能为洪泛区规划、城市防洪标准制定提供科学参考。以往提出的人体稳定性条件,通常忽略人体所受浮力作用并假定来流沿水深均匀分布,因此有必要进一步开展洪水中人体稳定性条件的理论分析及试验研究。该文首先分析了洪水中人体的受力特点,根据人体结构特点计算不同水深下人体所受的浮力,同时结合河流动力学中泥沙起动的理论,推导出洪水中人体发生滑移及跌倒失稳时的起动流速公式;然后采用一小比尺的人体模型开展一系列的水槽试验,得到不同失稳及水深条件下人体的起动流速,用于率定公式中的相关参数,同时采用模型比尺关系及率定后的计算公式分别估算人体原型在不同水深下的失稳条件;最后采用已有真实人体的水槽试验结果重新率定人体滑移及跌倒失稳时的参数,结合人体模型的试验成果,给出了儿童及成人在不同来流条件下的失稳区间。基于真实人体试验的率定结果因考虑了人体在洪水中能逐渐调整站姿适应来流的过程,故结果偏于危险,而本文模型试验的率定结果偏于安全。     

经济发展对洪灾损失影响的主成分分析评价——以河南、山东省为例

选取河南、山东两省为研究对象,将地区年生产总值作为经济发展的主要指标进行研究;采用主成分分析法,计算了河南省2003-2011年的4个洪灾损失影响因子数据,认为地区年生产总值在第一主成分上有较大的荷载,且与洪灾损失呈正相关;然后对河南、山东两省2006-2012年的年生产总值与洪灾损失进行分析,进一步验证了主成分分析法得到的洪灾损失与地区年生产总值增长之间的关系,即:随地区生产总值逐年增加,经济快速发展,导致洪灾发生时造成的直接经济损失也随之增加。