城市内涝特征、成因及应对研究综述

近年来,频发的城市内涝灾害,造成了严重经济损失和人员伤亡,成为社会各界普遍关注的热点问题。在梳理近年文献资料的基础上,识别出城市内涝灾害具有广泛性与高频易发性、随机性与短历时性、传导性与强破坏性、可防御性与利害性等特征;并从降水变化、城市扩张、排水系统、防涝管理四个方面进行城市内涝成因分析;最后基于雨水管理、组织管理、工程管理、应急管理四个方面总结了城市内涝的治理策略。认为当前中国城市的内涝防控工作,工程措施、非工程措施相结合的防涝理念深入人心,但在实施层面需要应对体制、法规、技术等各方面的问题和挑战。未来的城市内涝治理工作应以具体问题为导向,不仅要重视理论体系的发展和完善,还应更多的将理论知识转换为实际应用。     

天津市中心城区内涝减缓策略研究

天津市中心城区内涝灾害频发,为减缓城市内涝灾害威胁,提出利用工程和非工程相结合的方法减缓城市内涝。在工程措施改造时,首先,加快海绵城市和城市双修建设,从大中小3个尺度对城市开敞空间改造,建设城市蓄水及渗水空间,从源头控制排水量,减缓城市径流;建设完善的排水管网、划定合理排水分区、提高城市排水标准、设置单向排水出口,建设水闸及排水泵站,实现强降雨时期快速排水。在非工程措施方面,利用大数据和互联网技术建设城市内涝预测平台和内涝服务平台,增加对城市积水点的预测水平,同时提高公众参与水平,实现强降雨时期全民参与城市内涝信息发布中,管理部门快速对内涝积水点快速进行控制,最后依托智慧城市建设,加强城市综合防灾平台建设和城市应急防灾平台建设,通过对各项排水设施和部门的智慧化控制,加强各部门之间的数据共享,及时进行应急策略的制定,减缓城市内涝发生。     

城市内涝灾害风险评估及综合应对研究进展

城市内涝灾害风险评估是城市内涝灾害管理,减少内涝灾害损失的有效途径。基于自然灾害风险评估理论,对城市内涝形成机理和风险评估方法进行了概述。从规划、建设和管理三个层面提出应对城市内涝的总体思路和技术框架,并指出相应的关键技术问题。最后,指出未来城市内涝灾害风险评估和综合应对的研究工作重点:①加强城市内涝形成机理的研究;②完善城市内涝灾害风险评估的理论与方法;③构建城市内涝灾害数据库;④城市内涝应对与城市水生态修复相结合。     

城市内涝应急预案管理研究与应用

变化环境下城市暴雨频发、广发,内涝灾害损失严重,"去城市看海"成为居民口头禅,该问题受到广泛关注,是当前研究热点。针对当前城市内涝应急事件管理中存在的信息不畅和联动不足等问题,以陕西省西安市为研究区域,开展城市内涝应急预案管理研究。基于综合集成思想,采用模块化和流程图方法实现城市内涝应急预案的数字化、流程化、知识化与可视化,以城市内涝应急应对流程为主线,基于综合集成平台绘制组件化应急预案,基于平台进行城市内涝应急研讨和应对情景模拟。通过将城市内涝应急预案转变为可实际操作的应急应对方案,指导城市防洪减灾与应急管理工作。应用实例表明:基于模块化和流程图的应急预案可为城市内涝提供高效的应急管理决策支持,具有可视可信、可重用、人机交互等优点。研究结果可为变化环境下城市内涝应急应对和防洪减灾提供技术支撑,提升城市防洪减灾能力,降低内涝灾害损失,具有较好应用推广价值。     

城市地表径流内涝关系与排洪道优化设计研究——以兰州市为例

为探究暴雨后地表径流与城市内涝关系,以兰州市为例,利用ArcGIS软件对其数字高程模型进行水文分析,获得了兰州市地表径流空间分布。根据地表径流空间分布规律,从城市全局视角分析了兰州市城市内涝问题,并对兰州市现有排洪道进行了优化。结果表明：易涝路段与径流路径具有高度相关性,地表径流流经大部分内涝路段,导致内涝发生,且径流路径的密集程度与内涝的严重程度相关,其中城关区最为严重,七里河区与西固区次之,安宁区相对轻微,符合兰州市现实情况,说明了该模型方法的正确性;内涝点集中分布在建筑用地、裸地(水泥地面等)区域,表明城市下垫面的高不透水率是造成道路积水的原因之一;优化后的排洪道使易涝区域的雨水就近排入洪道,减少了薄弱地区洪水冲入城市街道的可能性,减轻了地下排水设施的排水压力,在一定程度上能够解决城市内涝问题;将山地原始沟渠巩固、加宽、延长为新建排洪道,减少了发生山洪的风险。因该研究区域黄河穿城而过,地表径流最终通过排洪道汇入黄河,故该方法可为我国后续整个黄河流域、长江流域“一河一盘棋”的整体防洪研究提供参考。     

关于城市应急供水系统建设的思考

从城市应急供水系统建设的紧迫性和重要性出发,分析了目前我国城市应急供水系统存在的问题和造成城市非常供水的原因。构建了城市应急供水系统的框架,将其分成工程措施和非工程措施两部分,并阐述了工程措施的类型和实施方法,以及非工程措施的各项应急机制,对建立、健全城市应急供水系统进行了探讨。     

我国城市暴雨内涝的成因及其应对策略

暴雨内涝是城市自然灾害的主要形式之一,并长期困扰我国的许多城市。依据城市化进程及排水系统的发展趋势,揭示了我国城市暴雨内涝防治的误区,全面剖析了暴雨内涝的成因。结果表明:排水系统设计标准低下是我国城市暴雨内涝的一个重要的、但非唯一的成因;仅通过提高设计标准防治暴雨内涝投资巨大、实施困难,且成效不大。我国城市暴雨内涝的成因还包括城市下垫面不透水比例增加、暴雨洪峰流量增大、排水系统雨污混接现象普遍存在、地面沉降日趋严重、相关部门与专业缺乏沟通与合作等。基于发达国家城市暴雨管理的研究成果和实践经验,结合我国城市排水系统的实际情况,提出了暴雨内涝防治的应对策略,以促进城市暴雨管理体系的建立和完善。     

气候变化与城市发展对城市气象灾害的影响及对策——以西安市为例

利用西安市1951-2006年气温、降水、风以及天气现象等气象观测资料,分析了在全球变暖及城市发展背景下,西安市城市干旱、城市内涝、高温热浪、大风、冰雪天气、雷电灾害等主要城市气象灾害特征及影响.随着城市建设的快速发展以及气候变化的加剧,水资源供需不平衡造成的城市干旱仍是西安可持续发展面临的重要问题;20世纪90年代以来,在降水呈现减少趋势下,极端强降水发生的频率增加,城市内涝严重;高温热浪、雷电灾害、大风、降雪冰冻天气等城市气象灾害对城市的正常运转的影响也日益突出.针对城市气象灾害的影响,从气象防灾减灾体系建设方面提出了城市气象灾害的防御对策.     

城市化进展对福州内涝的影响研究

从福州治涝的三个阶段入手,分析快速城市化条件下内涝的形成机理、治理措施和效果,提出新形势下治涝理念,应该是采取排、渗、蓄相结合的长效措施解决问题,扩大城市透水表面比例,维持水文循环平衡,达到海绵城市新模式。     

基于土地利用的城市内涝交通风险评价

近年来,我国城市内涝灾害频发,对城市交通造成了巨大的负面影响。以邯郸市为研究对象,使用空间分析软件Arcgis处理其土地利用数据,将处理过的空间属性数据输入城市暴雨管理模型SWMM,模拟城市雨洪过程,计算城市区域淹没水量,并实现其可视化,绘制不同降雨条件下的邯郸市内涝交通风险等级分布图,并进一步对内涝区域的分布特征进行分析。分析结果表明,邯郸市内涝严重区域的面积随降雨强度增大急剧增加,邯郸市现有排水体系的内涝防治系统无法应对当前20年一遇的洪涝灾情,城市路口的内涝交通风险高于当地平均风险水平。基于此,本文提出改变地表覆被情况、增设蓄水池、改善城市排水系统等可行性建议,对内涝风险灾害预警及其防治具有一定的借鉴和参考价值。     

城市内涝风险识别、预警与韧性评估研究进展

城市内涝风险识别、预警及韧性评估是补齐城市安全风险短板的关键。在简单回顾国内外研究进展的基础上,对其研究思路和技术方法进行了概况性评述和深入分析,发现由暴雨预报转向风险预警的研究程度还需要深入,韧性评估技术没有一个科学的衡量标准,仍存在争议,难以精准服务城市内涝防御和城市安全应急管理。在未来发展趋势上,要进一步加强基于暴雨-内涝-灾损过程的风险感知、“数据+模型”双驱动下的城市内涝风险预警、考虑内涝灾害保险的韧性评估等技术攻关,为城市安全、城市韧性建设提供科学理论和实用技术的有力支撑。     

西安市老城区暴雨内涝模拟及其灾害风险评估

城市内涝灾害严重影响城市可持续发展,其灾害风险不仅受内涝积水影响,更与城市地形、人口分布和建成环境紧密相关。通过SWMM模型与GIS工具对西安市老城区10、20、50、100 a这4个重现期下2 h降雨进行暴雨内涝模拟,同时从危险性、暴露性和脆弱性出发构建内涝灾害风险评价体系,叠加运用传统数据与新兴多源数据计算内涝灾害指数。研究表明：西安市老城区在4个重现期下都出现较为严重的积水,排水管网系统尚不足以抵御10 a一遇的暴雨。积水严重区域主要集中在道路交叉口和城墙下穿区域、大面积城市广场和停车场、地势低洼处三类区域,主要原因是这些区域管线交汇且地势低洼,或存在大面积铺装且缺乏快速排水系统,或场地低洼且管网设计标准较低。西安市老城区内涝中、高风险区域主要集中在积水严重的道路交叉口、城墙下穿区域、城市广场和地势低洼处,主要原因是这些区域本身易积水,再加上周边的城市道路、人流车流、敏感设施相对密集,暴雨内涝影响严重。研究结果有助于深入认知城市内涝灾害风险,也有助于政府和相关人员准确绘制内涝风险地图。     

历史文化街区内涝韧性测度方法与规划应用研究——以瑞金市廖屋坪街区为例

在气候变化的综合影响下,当前城市内涝问题日益严峻,而管网体系由于老化、铺设困难等原因难以独立应对雨涝压力,频发的内涝灾害对历史文化街区的保护提出了重大考验,综合提升历史文化街区内涝韧性迫在眉睫。以瑞金市廖屋坪历史文化街区为例,综合分析传统理水体系作用、旅游活动影响等历史文化街区特质与内涝灾害之间的互动关系,并结合城市韧健度概念模型解析历史文化街区内涝风险发生机制,在此基础上从外部扰动、本体脆性和适应韧力三方面构建历史文化街区内涝韧性评价指标体系,对廖屋坪历史文化街区的内涝韧性进行测度。研究表明,街区中内涝韧健度低点出现在难以深入的历史街区内部历史建筑密集区。此处私搭乱建现象突出,在建成环境脆弱性突出的同时缺乏灾害应对能力,是主要的韧性薄弱点。根据测度结果,进一步提出了具有针对性的空间优化策略与规划调整建议。     

MIKE 21模型及其在城市内涝模拟中的应用

随着城市化水平的不断提高,下垫面发生巨大变化,城市内涝问题频现,严重制约着城市的健康发展。以北京市朝阳区某规划小区为例,应用DHI开发的MIKE软件,建立了MIKE 21的二维水动力模型,在典型降雨情况下模拟了研究区域内的积水过程。采用城市内涝ArcGIS模型的计算结果对比分析。结果表明:MIKE 21模型的计算结果满足规范要求,较好地模拟了区域积水分布位置、深度、历时等,较ArcGIS模型的精度更高。研究成果为城市内涝灾害的治理提供了技术支撑,对城市小区规划、道路设计、海绵城市建设等方面具有重要的应用价值。     

基于PSR和AHP方法的西安市城市内涝脆弱性评价体系构建与脆弱度评估

本文基于灾害系统理论和"压力-状态-响应"模型(PSR),构建了城市内涝脆弱性指标体系。利用2010、2012、2016、2017年共4期西安市统计年鉴数据提取了西安市城市内涝脆弱性指标,使用AHP(层次分析法)计算指标权重,提出城市内涝脆弱度指数,并综合分析评价了西安市城市内涝的脆弱程度。研究结果表明:自然和社会状态对城市内涝的脆弱性起决定性作用,外在压力和后期响应作用次之。其中,水面面积、排水管网密度、坡度、暴雨强度是对城市内涝脆弱度影响最大的因子,均大于10%;建成区面积、暴雨次数、人口、从业人数、投入资金、绿化率、GDP、防洪堤长度对城市内涝脆弱度的影响一般,影响力在2%-9%之间;年降雨量、年降雨天数、道路长度对城市内涝脆弱度影响较小,均小于2%。西安市4期的城市内涝脆弱度指数均为较低水平,说明西安市的城市内涝脆弱度指标平稳,灾害风险小,比较适宜人居。西安市城市内涝脆弱性评价,对区域城市管理、灾害预警、推进海绵城市建设等具有重要意义。     

要强化减灾的非工程性措施

本文对我国目前在防减灾工程性措施方面存在的问题进行了分析探讨,阐述了在目前国情下强化减灾的非工程性措施的必要性和重要性,并对减灾的非工程性措施的具体作法进行了论述。     

分散土工程破坏机理与治理研究现状

分散土工程破坏一直广泛存在,针对分散土工程破坏的机理研究仅仅停留在分散土本身的分散机理研究上;因自然环境因素对分散土工程破坏的影响机理和治理措施研究明显不足。本文总结阐述了国内外分散土工程破坏4种不同特征形态,并对4种破坏形态进行机理分析。对当前分散土工程改性和破坏治理现状进行了讨论,指出分散土改性和治理所面对的问题与挑战,为工程建设提供一定参考。     

城市内涝灾害防治困境的突破——基于数据治理模式的研究

城市内涝灾害已成为威胁人们生命财产安全、 滞缓社会经济发展的城市"顽疾",内涝灾害防治能力的提升迫在眉睫.首先从排水管网建设、城市蔓延、"信息孤岛"三个维度分析了城市内涝灾害防治所面临的困境,而后引入数据治理理念;在建立数据治理模型并对其原则框架、范围框架及实施和评估框架作出解读的基础之上,提出管网建设智能化、数据共享...     

郑州“7.20”暴雨情景下城市韧性内涝防治体系构建研究——以福州滨海新城核心区为例

介绍了福州滨海新城核心区地面高程规划和排涝系统规划,分析了福州滨海新城核心区在遭遇郑州“7.20”暴雨情景下面临的风险。提出韧性内涝防治体系的概念,从韧性概念解析,内涝防治目标和原则,构建了“水进人退”的内涝防治空间体系和相应的社会管理措施,为福州滨海新城核心区应对巨灾情景下的降雨提出了解决方案。     

利用空间分析建立简化的城市内涝模型

在已有内涝模型的基础上,依据城市的特征对经典模型进行了部分简化,并结合CIS的空间分析功能提出了一个新的城市内涝模型.该模型首先构建城市的地形模型、降雨模型、排水模型和地面特征模型等4个基础分析模型,并利用GIS空间分析划分计算粗单元,然后结合数学算法计算出每个粗单元内的积水深度,最后对粗单元进行平滑合并后最终生成城市内涝积水深度分布图.此外,为了验证模型的实用性,还将该模型运用于具体的分析实例中,实例输出结果充分展示了该模型在城市内涝预测和模拟中的实际效用.