南宁城市内涝分布特征及其监测预警系统应用分析

利用南宁市2009—2017年城市内涝资料及其自动气象站逐小时降雨资料,对城内104例内涝过程进行了时空特征分析,并对39个内涝点进行内涝等级划分;基于多普勒雷达产品、数值预报产品及城市密集自动雨量观测站数据,采用内涝积水模型及内涝风险等级划分资料,研发出精细化到街区的市内涝监测预警和风险评估系统,实现了城市内涝的实时监测、预警及风险预估。该系统运用于2015年5月4日短时强降雨造成的城市内涝过程,验证结果表明:(1)模拟结果与历史描述基本相符,最大积水深度和位置基本一致,表明该系统具备一定的暴雨内涝动态监测预报能力,对提高城市暴雨内涝灾害的监测预警和风险评估起到了一定作用;(2)由于标本数量过少以及缺乏城市最新实际管网数据等信息,对于个别点预警值与实测值存在偏差,在系统运行过程中,部分参数和致灾阀值需进一步调整,比如可以不断增加标本以及更新城市最新实际管网数据等信息;(3)文中使用的是自动气象观测点实况雨量模拟积水状况,积水过程存在一定滞后性,下一步考虑结合雷达估测降水QPE资料,预警时间将大大提前。     

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。     

基于物联网与GPRS技术对武汉市内涝监测预警系统的优化设计

随着城市化进程的加快和极端天气的增多,城市承载力已难以满足城市的高速发展。针对日益严重的城市内涝状况,加强城市内涝监测系统建设意义重大。以受内涝影响严重的武汉市为例,从多源数据集成角度分析了现有的城市内涝监测预警系统的构成及其存在的问题,并整合了新一代物联网等技术和GPRS技术,提出武汉城市内涝监测预警系统的优化设计方案,以提高内涝的预见性,实现有效排除雨水和有关部门的快速响应,从而提高城市排水和应急处置效率,减小人员伤亡和财产损失。     

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。     

基于PPP模式的武汉城市内涝灾害防治体系研究

我国城市化进程正受到城市内涝灾害的困扰,2016年武汉暴雨甚至造成全城瘫痪。为了缓解武汉严峻的内涝形势,根据此次武汉内涝状况,分析了内涝灾害的成因,并探讨了武汉城市内涝灾害防治的新思路,即结合"海绵城市"与"PPP模式"提出了针对武汉市完整的内涝灾害防治体系规划。该体系将生态环境、经济效率和社会效率有机结合,可为城市内涝灾害防治提供依据。     

基于SWMM模型的城市已建区排水防涝提标改造途径探讨

随着城镇化建设高质量发展,城市排水防涝标准也在逐渐提高,因此,如何实施已建区排水系统的提标改造,是城市有机更新重要建设内容之一。以北京某已建区域为研究对象,提出了针对排水系统的排水能力和内涝防治标准GB 50014—2021《室外排水设计标准》统筹提标改造的方案,并借助于SWMM模型进行了方案优化评估。结果表明:通过海绵城市建设,在80%年径流总量控制率条件下,现状管网的排水能力可由1年一遇提标至2年一遇。在上述方案基础上,通过模拟评估内涝防治重现期(P=20 a)条件下雨水管网的过载情况,进一步提出并比较了调蓄池集中布置和分散布置2种方案,模拟结果表明:调蓄池末端集中布置无法解决上游区域管网的冒溢问题,而调蓄池分散式布置,可有效消除现状冒溢点,实现现状区域的内涝防治标准提高至20年一遇目标。因此,在已建区排水防涝提标改造过程中,根据场地空间条件,可优先考虑采用海绵城市建设与调蓄池分散式布置相结合的方式实现排水防涝提标改造目标。     

当内涝已成习惯

城市内涝是指由于降雨量超过城市排水能力造成城市积水的现象,2011年入夏以来,中国频遭城市内涝灾害。10月中旬,一场特大暴雨让广州水漫全城。一时间,广州城里住宅进水,街道成河,汽车没顶。古有美女一笑倾城,今有广州乃至全国多个城市的一“涝”倾城。那么我们国家多个城市的排水系统何以会如此经不起考验（7广州逢雨必涝的现状又是什么原因导致的呢？     

全域推进海绵城市建设,消除城市内涝,打造宜居环境

我国提出的海绵城市建设旨在解决由于城市高速发展和涉水基础设施不完善导致的城市内涝问题.经过4年的创新实践取得卓越成效,现已建设的30个海绵试点建设城市经受住了汛期暴雨考验.针对试点建设过程中发现的我国在治理内涝方面存在的体制、机制、技术和设施等方面存在的不足,本文提出:应全域系统化推进海绵城市建设;完善管理体制,进行系统性规划建设并智慧管控;加强领域内的技术人才培养;完善相关标准规范,开展雨洪控制的多学科交叉科学研究.     

基于组态王的大气颗粒物浓度远程监测系统设计

为解决大气颗粒物浓度有线监测布线复杂、维护困难等问题,并使系统实现对大气颗粒物浓度进行实时采集、处理和用户远程访问。以组态王为软件平台,采用组态编程方法,开发出一套大气颗粒物浓度远程监测系统。本系统采用粉尘变送器实现参数的采集和处理;利用四信F8914和F8114模块构建ZigBee/GPRS网络。运行结果表明,系统具有良好的稳定性、实时性和扩展性,易于灵活布置监测点,适合空气质量远程监测的需求。     

城市雨洪径流模型研究进展

近年来中国城市暴雨引发频繁内涝灾害,降雨径流成为水体污染重要因素。采用数学模型模拟地表径流过程对城市内涝和径流污染物的高效控制具有重要意义。基于城市雨洪径流模型的研究现状和应用实例,选择SWMM、HSPF、Infoworks CS、SLAMM 4个应用较广而侧重不同的国外城市雨洪径流模型进行介绍,归纳模型基本概念和原理,比较主要用途和适用条件,并分析各自的特点及国内外研究进展。同时指出现有城市雨洪径流模型的不足之处,对其发展趋势进行展望。     

城市水资源综合风险评价指标体系与模型构建

水资源是城市形成、发展的必要条件,在自然和人类活动影响下,城市旱涝、缺水及水环境污染现象时有发生,水资源问题已严重阻碍了当今城市发展。在城市水资源风险评价方面,国内外学者已进行了大量的理论探索和实证研究,但方法模型尚未统一。本文在系统论述前人关于自然灾害与城市水资源、水环境风险分析与评估研究成果的基础上,基于城市灾害风险系统论的角度,提出一套适合中国城市水资源综合风险评估的指标体系;同时,对城市水资源综合风险管理模式作了一定的探讨和分析,拟为城市水资源安全规划和管理提供科学的决策依据。     

黄河流域城市绿地生态需水时空特征分析

界定了城市绿地生态需水和生态灌溉需水的内涵与特征,构建了城市绿地生态需水和生态灌溉需水的计算模型,对黄河流域45个地级以上城市的绿地生态需水与生态灌溉需水进行计算与分析.研究结果表明:①黄河流域城市绿地年生态需水量为44 749.7×104m3,年生态灌溉需水量为22 783.5×104m3.约占2000年黄河流域城市市区供水总量的4.85%.其中90.2%的生态灌溉需水集中在绿地植物的生长期(4～10月份);②植物需水和生态灌溉需水表现出不同的月变化趋势和空间分异规律.月生态灌溉需水的计算结果为黄河流域城市绿地生态用水的合理配置提供了科学依据.     

基于低影响开发的雨洪管理研究现状和趋势研究

降雨径流是影响城市河流水质以及发生内涝的主要原因之一,传统的雨水管理模式已经不能适应现代城市的发展,低影响开发是基于模拟自然水文状况的原理,采用源头控制来消减、利用和延缓径流以及控制径流污染的一种分散的、多样性的、景观化的微型控制单元。国内低影响开发的工程实践还比较少,在借鉴国外有关低影响开发的设计方法、效果监测以及模型模拟方面的理论同时,国内还需要开展长期效果监测来建立自己的设计参数数据库以及研究适合国内的设计决策支持工具。     

城市水环境与社会经济可持续发展对策研究

分析了城市水环境系统的特点，提出了城市水环境与可持续发展的研究方法。以山东临淄为例，建立了该区水环境系统动态预测与决策模型，进而研究城市水环境与社会、经济综合协调发展战略，并通过水环境承载 力分析对各直辖市策略进行评价。     

城市水资源供需系统优化分析

运用系统动力学的方法,研究了城市水资源供需系统的优化分析。系统中主要包括了人口、工业生产、水资源供应和污染等4个状态变量,其中总可供水量是系统的控制变量;得出水价和水污染整治投资比例是两个关键因素,系统运行结果表明,只有二者相互协调,共同发挥作用,才能保证城市水资源的可持续利用,缺一不可。论文以长春市为例,分析了城市水资源供需系统的动态变化,并提出了解决水资源短缺以及水体污染的控制方案。     

中国发展城市水资源循环经济的激励机制与对策研究

随着中国城镇化的推进,人口不断向城市汇集,城市水资源的开发利用面临巨大压力.当前中国城市水资源利用中的问题主要表现为水资源短缺与污染,发展城市水资源循环经济是缓解问题的根本途径.本文在对水资源循环经济的内涵进行概要分析的基础上,以激励机制为视角对发展城市水资源循环经济的制约因素与激励对策做了系统阐述,提出了应当转变发展理念、完善价格机制、突破技术瓶颈以及建立信息公开制度等方面的对策建议.     

城市排水系统管理问题研究

完善、合理、科学的城市排水系统关系到市民的切身利益和城市的安全,关系到城市生态环境改善和可持续发展,建立良好的城市排水系统是解决中国水资源短缺和水环境恶化问题的优化途径。随着中国国民经济的高速发展,城市化进程不断加快,大多数城市陈旧的排水系统已经不适应发展要求。在此以杭州城市排水系统作为背景,针对目前的运行管理模式进行分析,期待能够为其他城市排水管理者提供一些帮助与建议。     

城市环境风险监控预警系统的构建与应用研究

文章在分析当前城市环境风险预警系统构建的不足的基础上,结合目前环境风险预警系统构建的基础支撑系统建设现状,介绍如何建立集成环境风险信息采集、实时监控预警、预测模拟、处理为一体的城市环境风险信息监控预警平台,实现城市环境风险信息统一管理与共享,提高环境监管部门及公众对环境风险的应急反应及处理速度,为城市环境安全保障提供决策支持。     

中新天津生态城水资源节约利用研究

水是城市发展的基础性自然资源和战略性经济资源,而水环境则是生态城建设所依托的生态基础设施之一。为了更合理地解决城市水资源的资源性短缺和利用性短缺等问题,以中新天津生态城水资源节约利用为例,在对天津中新生态城水环境现状和水环境系统进行分析的基础上,从再生水利用、雨水收集、海水淡化等方面入手,结合景观绿地及其灌溉系统、生态城各项规划导则以及梯度水价等管理措施探索性地研究了生态城节水的各项措施,为其他城市的水资源节约利用提供借鉴。     

城市用地扩展对长沙市水系变化的影响

为了探讨水系变化与城市用地扩展之间的联系,为未来水生态修复及城市与生态环境协调发展提供依据及经验借鉴,基于长沙市1950s、1970s、1990s、2010s和2016年五期地形图及同期城市建设用地数据,对长沙市中心城区近60年来的五期水系及城市用地扩张情况进行统计,选取河网密度、水面率、干流河流曲度、河网发育系数指标定量描述水系变化特征。同时,运用城市用地扩张特征分析方法分析同期城市扩张的强弱与快慢,并叠加各流域范围内同期水系变化指标与城市拓展强度指标,分析长沙各阶段水系变迁与城市用地扩张强度之间的关系。研究表明：（1）城市建设用地扩展对城市水系数量及形态变化有直接影响;（2）各时期城市拓展强度均与水系特征指标值衰减速度呈正相关关系;（3）在城市扩展过程中破坏水系特征将加大水系生态、自然灾害风险,而有效的水生态保护政策和保护措施不仅可以使片区水系缩减趋势放缓,还可以加快周边用地扩展速度。