基于InfoWorks ICM模型的城市排水管网与内河耦合模拟

在城市内涝模拟中,通常通过设置排水管网边界水位将河道纳入考虑范围,这种方法不适用排水管网流量对城市内河影响显著的情境。以C市J区中部为例,利用Info Works ICM模型,模拟不同设计暴雨重现期时,城市排水管网与河道之间的相互影响。结果表明,当排水管网出流量对河道影响显著时,会导致管道接入内河处上游的流量和流速下降,降低河道的排涝能力:节点H2处上游流量下降1.6m3/s左右,流速下降0.58m/s左右。同时内河水位的上升也会导致排水管网处于淹没出流状态,重现期从1a增加到10a,管段66的淹没出流开始时间提前10min左右,淹没出流结束时间推迟2 h,淹没时长增加,最大淹没水深也随之增加。因此在城市排水管网建模进行内涝分析时,需要全面考虑排水管网与河道之间的相互影响,建立排水管网与河道耦合的模型。     

珠三角地区城市雨洪过程模拟与计算——以佛山市南海区北村水系为例

受城市化快速发展及其内在的土地利用、水系调整、高架桥建设等复杂因素影响,城市降雨、入渗、蒸发、径流及其污染物输移过程已发生很大改变,由此导致的城市内涝与水环境污染等问题已经成为制约当地经济社会可持续发展的重要因素.基于城市雨洪径流传输过程模拟模型SWMM(Storm Water Management Model)对广东省佛山市南海区北村水系雨洪过程进行模拟计算,分析得到不同降雨和土地利用条件下北村水系雨洪可利用量及径流过程、地表污染物入河量及输移过程规律.结果表明,随降雨频率的减小,北村水系主要控制点的径流总量增大,面源污染物总量增大,通过增加城市绿地面积可以有效地减少洪水总量以及消减洪峰流量.     

耦合激励机制下多灾种综合风险评估方法

为解决区域多灾种综合风险评估中忽略多灾种间相互作用、对城市用地规划指导缺乏的问题,建立基于耦合激励机制的多灾种综合风险评估模型。以石家庄中心城区为研究对象,首先,利用地理信息系统(GIS)获取中心城区的地质、地震、火灾、洪水、内涝等典型灾害信息;然后,制定各单灾种之间的空间耦合激励规则;最后,利用有序分位加权集结算子评价多灾种的综合风险。结果表明:极高、高、中等、低、极低危险区的面积分别占26%、19%、31%、21%、3%;综合灾害危险性高的区域主要集中在滹沱河沿岸、重大危险源周边及石家庄断裂带区域,呈集群式分布特点;所得研究结果与实际情况高度吻合,激励模型能精确融合各灾种信息并克服众多不确定性问题,有效实现快速、灵活化的城市综合灾害风险的评估。     

韧性视角下的城市区域洪涝承灾能力评估方法研究

为了研究城市区域洪涝承灾能力及其空间分布特征,使应对洪涝灾害防范和治理措施更加具有针对性、科学性,从韧性视角着手,选取了26个评价指标,对城市区域洪涝灾害进行评估研究。利用熵权法和TOPSIS法构建洪涝灾害承灾能力评价模型,利用MATLAB软件对各城区的承灾能力进行计算。结果表明:江夏区和黄陂区洪涝承灾能力强,江汉区和汉阳区洪涝承灾能力弱,同时一个城区整体洪涝承灾能力与抵抗力具有较强的相关性。研究结果可为城市区域的洪涝灾害的防控和治理提供科学依据,具有很高的现实意义。     

城市内涝防治措施的转变及启示——由“排”到“蓄”再到“渗”

发达国家城市内涝防治措施的发展趋势表明,雨水管理由以排为中心转向以渗蓄为中心,重视雨洪的蓄存利用,同时充分利用土壤、生态系统的调蓄能力,合理增加浅层地下水回灌,减少地表径流。结合实例从雨水排放、蓄存和雨水下渗3方面介绍了内涝防治措施的转变及发展趋势,为我国雨水管理提供启示。将内涝防治与生态技术、绿色建筑、浅层回灌地下水等相结合,可实现城市开发前后径流"零增长",避免内涝情况发生。     

SAR影像洪水淹没范围深度学习提取方法

为提高洪涝灾害应急救援辅助决策能力,快速提取洪水淹没范围,提出一种基于深度学习的合成孔径雷达(SAR)影像洪水淹没范围提取方法。首先,基于DeepLab v3+模型,建立合成孔径雷达(SAR)影像洪水淹没范围提取模型;然后,针对SAR影像标注数据获取困难的问题,提出一种基于光学影像水体指数的半自动化标注样本制作方法,该方法大幅度减少标注工作的人工量和所需时间;最后,采用Sentinel-1卫星影像验证洪水淹没范围提取模型准确度。结果表明：提出的洪水淹没范围提取模型对复杂地表适应性较强;相比于自适应阈值方法,其识别精度更高,对遥感影像中的水体边缘、小面积水体、细长线状水体识别效果更优,该模型平均交并比为0.83。     

国外城市内涝治理和救灾纵览

<正>随着全球气候变化的加剧,极端天气造成暴雨洪涝频发,城市内涝灾害的发生呈现出增多、增强的趋势。许多发达国家如美国、日本在城市暴雨洪涝设防标准、洪涝灾害信息系统、以及洪涝灾害救援装备和工具、救援机构和组织等领域已经建立了行业标准与体系,具有十分丰富的实践经验,对于完善和提升我国在城市内涝灾害治理的规章制度和能力水平方面具有十分重要的借鉴意义。     

基于贝叶斯网络和耦合度模型的城市暴雨内涝风险影响机制研究

为研究城市内涝事故致灾因素之间的关联性以及系统展示多因素对整个灾变过程的影响,运用贝叶斯网络和耦合度模型对暴雨灾害链的演化关键参数进行表征,分析单因素或多因素耦合对暴雨内涝的影响。研究结果表明：单因素分析时,环境因素是造成城市内涝的主要原因(80%),其次是城市硬件系统(78%);双因素分析得出城市硬件系统-环境耦合下城市内涝发生概率最大(82%);采用三因素分析得出城市硬件-环境-管理三者耦合后最易导致城市内涝(83%)。随后,以北京“23·7”特大暴雨灾害为例,得出模型评估结果与实际情况具有较好的相符性,并提出相应的预防措施。研究结果对未来城市内涝灾害防控具有指导意义。     

常州市燃气管网破坏的人工神经网络预测模型

作为一种高效清洁的能源,燃气已经成为城市能源中的重要一员,燃气管网破坏亦成为城市所面临的重大安全隐患。城市埋地燃气管网的破坏风险,往往受到多种影响因素的共同作用。通过分析常州市埋地燃气管网破坏的影响因素,确定了地面沉降、地裂缝、城市内涝、土壤腐蚀等4个风险评价因子。运用MATLAB中的人工神经网络工具,通过人工神经网络计算,优化了模型网络结构,建立了常州市埋地燃气管网破坏风险预测的人工神经网络模型。分析计算结果,并为常州市埋地燃气管网的安全防护提供了建议。     

北京市级财政项目 创新工程—集成与示范:城市轨道交通基础设施内涝灾害影响韧性能力提升关键技术研发(PXM2018_178215_000002)项目介绍

1研究背景近年来,随着全球气候变化加剧,极端灾害性气候事件发生频次明显增加,特别是突发性强降雨引发的城市内涝问题日趋严重,对人们的生命财产构成巨大威胁。城市内涝不但淹没道路,而且给城市的基础设施运行带来巨大考验,可能出现高压天然气场站被淹、路面塌陷压断地下管线、地铁倒灌等现象。对城市暴雨内涝灾害开展相关研究,提出针对性的预防和治理措施,可有效降低城市内涝灾害损失。     

草甘膦THz光谱的单分子建模研究

为获得草甘麟在THz波段的光学参数,利用太赫兹时域光谱(THz - TDS)装置对草甘膦标准品进行测试,获得样品在0.4～ 1.5 THz波段的折射率谱和吸收谱.结果表明,草甘膦样品有5个明显的特征吸收峰,吸收峰的位置分别为0.79 THz、0.89 THz、1.09 THz、1.31 THz和1.43 THz,它的平均折射率为1.512.为了更好地解析试验光谱,利用Gaussian 03程序的B3LYP函数与从头算理论HF在6- 311G(d,p)基组水平上.,以及DMol3程序的PW91、VWN - BP和BLYP 3种GGA密度函数在DNP基组水平上模拟草甘膦单分子,其中利用HF和VWN- BP函数计算出的峰位值与其对应的试验值较接近.这两种方法是模拟草甘膦单分子较为适合的方法.利用HF函数计算的键长、键角均与室温下X射线衍射值有相同的一致性趋势,而VWN - BP函数这一趋势不明显.     

基于多传感器融合的林火监测

为了提高近距离火灾监测的准确率,建立了基于Arduino平台的多传感器实时监测系统.此系统安装在移动机器人身上以探测火灾.在林火发生期间,会产生CO、C02明火火焰及其他产物,并引起周围环境温度的升高.因此,选择合适的传感器,检测出以上参数,就有可能据此判断实际环境是否有火.通过在Arduino上搭建火焰传感器、温度传感器、气体传感器和烟雾传感器,可以实时监测环境参数.在无火和有火环境中进行了多次试验,进行数据采集,得到了大量原始数据.无火环境的数据是在不同的天气条件下测得的;有火环境由试验火堆模拟得到.在模拟的过程中,进行人为操作以模拟不同的火情.如通过浇湿底部的可燃物模拟预热阶段,试验数据因此更有代表性.数据分析表明,单个传感器的输出值波动大,且在有火环境和无火环境中的输出值有重叠.因此,用单一传感器来检测火灾的准确率很低.而同时分析3个传感器的输出值时,其输出值随所检测火堆的不同呈现出一致的变化规律.最后,利用神经网络进行多传感器数据融合.涉及5个输入变量,由神经网络实现对多变量的非线性问题进行模式识别.将前述试验所得数据划分为训练数据和测试数据,两类数据均包含一定比例的有火样本和无火样本.用训练数据对BP神经网络进行训练,可得到林火识别模型.用测试数据检验模型,结果表明,该BP神经网络对试验火的识别准确率为98.625％.     

地热水在矿山深部岩体单一裂隙中的渗流规律分析

选取PKN模型进行岩体裂隙地热水对流换热量的研究,计算了地热水在裂隙内的对流换热量,通过将裂隙截面展开求解对流换热面积,根据牛顿冷却定律计算得出对流换热量;由裂隙张开度的变化量计算岩体裂隙的渗流量,结果表明,在三维应力一定的条件下,岩体裂隙内地热水的渗流量随裂隙倾角变化而变化。从矿山中选取典型岩样进行加工,使之成为200 mm×100 mm×200 mm的标准岩样。试验结果表明,在裂隙倾角α=0°的情况下,裂缝的渗流量随β增加逐渐减小,并且在随β增加到90°的过程中趋于稳定,表明岩体裂缝为水平裂缝时渗流量最小,维持在一个稳定值;在α=90°的情况下,裂缝的渗流量随β增加逐渐增大,在β增加到90°的过程中,裂缝慢慢变为垂直裂缝,渗流量的变化也趋于缓和,增加到一个稳定值。     

基于模糊可拓层次分析法的在役混凝土桥梁耐久性评估

对在役混凝土桥梁的耐久性研究是目前学术界的热点问题。使用科学的方法对其耐久性进行合理的评估,是解决该问题的关键。考虑到在役混凝土桥梁耐久性评估中的不确定性,利用改进的三标度层次分析法及模糊可拓理论,建立了基于模糊可拓层次分析法的在役混凝土桥梁耐久性评估模型。首先,根据桥梁的结构及所处环境的特点,建立了在役混凝土桥梁耐久性评估指标体系。其次,运用改进的三标度层次分析法确定指标权重。然后,使用模糊可拓理论确定耐久性等级。最后,通过具体的实例分析,证明了该评估方法的科学性和有效性。     

气溶胶粉尘在玻璃表面的沉积行为研究

玻璃是建筑装修的重要材料之一.有关玻璃的表面清洁技术非常丰富,但是对于粉尘粘附于玻璃表面的行为等的研究成果尚不多见.为此, 测定了玻璃片以不同角度放置在大气中,玻璃片表面粘附粉尘的分布规律和粉尘的粒径分布等特征;发现粘附于玻璃片上粉尘粒径分布不同于大气中的粉尘粒径分布,不同湿度对玻璃表面粘附的粉尘形状、粉尘数量和粒径影响很大.     

软质聚氨酯泡沫阴燃前期热解特性研究

采用DSC-TGA(差示扫描量热-热重分析)同步热分析仪对软质聚氨酯泡沫(聚氨酯软泡)在不同氧气体积分数(0、10％、30％、50％)和不同加热速率(10 K/min、20 K/min、50 K/min)下热解到800℃的过程及其对阴燃的影响进行了研究.结果表明,当氧气体积分数介于10％ ～ 50％时,聚氨酯软泡热失重DTG曲线只有1个峰;当氧气体积分数降低到10％时,DTG曲线开始逐渐分离为2个峰;当氧气体积分数降为0(即氮气气氛)时,DTG曲线已经明显分为2个峰.这表明氧气体积分数对聚氨酯软泡热解特性具有重要作用.氧气体积分数和加热速率降低均对聚氨酯软泡的热解有抑制作用,均能减小阴燃传播速率和向明火转化的可能性.加热速率降低主要是延长了聚氨酯软泡的热解周期,从而减小了热解可燃气体积分数和放热速率.氧气体积分数降低对聚氨酯软泡热解的影响相对复杂的多:当氧气体积分数从10％降低到0时,主要提高了聚氨酯软泡的分解温度,而对热解速率影响不大;当氧气体积分数介于10％～50％时,氧气体积分数减小主要会降低聚氨酯软泡的热解速率、放热速率和放热量而对热解温度影响相对不大.氧气体积分数和加热速率降低抑制了多元醇的分解,而多元醇是聚氨酯软泡维持阴燃或向明火转化的主要物质及能量来源.     

井下有限空间内作业人员噪声危害调查

为研究煤矿井下环境相对封闭、空间相对有限的情况下,噪声对作业人员的影响及危害,通过问卷调查的形式,分别对开滦集团东欢坨及荆各庄2煤矿井下5个不同作业区人员进行了共计200份的噪声危害问卷调查。将问卷调查结果通过SPSS软件进行统计与分析,并将SPSS分析得到的数据用于分析井下噪声对作业人员的影响及危害,归纳出噪声对作业人员的影响因素,并对噪声、影响因素及症状之间建立了井下噪声对作业人员影响的理论关系模型。结果表明:在井下有限空间内,噪声对作业人员的危害最严重的症状是耳鸣,危害最轻的症状是畏惧感;参与调查的多为年龄较大、工龄较长的作业人员,噪声对工龄较长者的危害程度要大于对年龄较大者,且工龄与噪声危害之间存在Pearson相关性系数大于0的正相关关系。     

SOR理论框架下施工人员安全行为研究——情绪智力与具身认知视角

将SOR理论引入个体安全行为研究领域,探讨了情绪智力与具身认知对施工人员安全行为的影响机制和效应.分别从企业、组织及领导者3个层面选取安全氛围、非权变惩罚及道德领导作为外在刺激变量,以情绪智力及具身认知为中介变量,对来自建筑业施工人员的357份问卷进行分析.结果表明:安全氛围和道德领导对施工人员情绪智力与具身认知有显著的正向影响作用,非权变惩罚则有显著的负向影响作用;施工人员情绪智力与具身认知对其安全行为有显著的正向影响作用,两者在SOR模型中发挥着完全中介作用.研究结果不仅证实了 SOR理论是一种行之有效的行为预测理论,还弥补了以往研究中忽视个体情绪与认知双重作用对施工人员安全行为影响的缺陷,进而为施工企业提出了具有针对性的人员安全管理建议.     

排烟口设计对排烟效果影响的模拟研究

通过FDS模拟计算,考察烟气稳定性、烟气溢流厚度、烟气溢流量和机械排烟效率等参数研究排烟口高度的变化和排烟速率的变化对排烟效果的影响.研究结果表明:排烟效果随着排烟口位置的升高而逐渐变好,排烟口与蓄烟池下沿的垂直高度在0.8 m以上效果最好;排烟速率宜适中,过大容易导致烟气层紊乱,过小则控制烟气溢流效果不好并且排烟效率不高.     

煤体电荷感应信号评价冲击危险性试验研究

为完善冲击地压矿井的冲击危险性评价方法,提高冲击危险性预测的准确率,应用自主研制的煤岩电荷监测系统,选择典型冲击地压矿井的煤样,开展了煤体单轴压缩冲击危险性测试与电荷感应监测试验研究。基于冲击地压扰动响应失稳理论,将应变软化阶段产生的电荷信号变化作为预测冲击地压发生的前兆信息,得到了煤体冲击危险性指标的临界软化系数Kρ、临界应力系数Kp及其冲击危险的等级分类标准,分析了煤体电荷感应信号的电荷事件数CSJ和电荷事件的平均幅值CFZ参量与冲击危险性指标Kρ和Kp之间的量化关系。结果表明:煤样破裂应力峰后,冲击倾向性K与电荷事件数CSJ呈指数递减关系,与CFZ呈指数递增关系;随着Kρ或Kp的增大,煤样应力峰后CSJ呈幂函数关系递增,应力峰后电荷平均幅值CFZ呈一次函数关系递减,以此可预测煤体的冲击危险程度,最后得到了河南某矿煤层冲击危险性的应力峰后冲击危险等级的CSJ和CFZ判据与划分标准。煤体冲击危险性电荷感应信号评价方法为冲击地压矿井冲击危险性评价提供了一种新的方向,对现场煤层冲击危险性评价具有指导作用,但也还需要开展大量现场试验对其进行不断修正和完善。