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。     

上海中心城区复合洪涝淹没模拟及未来重现预估

台风影响期间造成的极端大风、降水和台风风暴潮极易引发洪涝灾害,叠加天文大潮、上游来水和未来海平面上升等因素将会对沿海特大城市的公共安全造成严重威胁。采用水动力模型ICM InfoWorks模拟了“海葵”台风影响期间“台风、暴雨、天文大潮”三碰头和“菲特”台风影响期间“台风、暴雨、上游来水及天文大潮”四碰头造成的上海市中心城区复合洪涝灾害淹没情况。结果表明历史“海葵”、“菲特”台风影响期间,上海中心城区受淹地区主要出现在黄浦江、苏州河附近地势低洼的上海老城区。接着基于PGW方法驱动WRF模式输出2050年“海葵”和“菲特”台风重现期间的降水数据,同法模拟上海地区复合洪涝灾害情况,结果显示未来气候变暖背景下,2050年“海葵”和“菲特”台风重现时降水均呈增加趋势,中心城区受淹面积和淹没深度均明显强于历史同期。     

流域性洪涝及其指标研究

本文讨论了区域洪涝指标，认为区域洪涝指标应反映出不同洪涝面积和不同洪涝等级对区域洪涝的影响程度，基于这一思想，提出了一个区域洪涝指标计算公式。为了使区域洪涝研究更为具体和可比，本文在分析区域洪涝指标的基础上，提出了流域性洪涝的概念，并以《中国近五年百旱涝分布图集》为基础，建立了淮河流域５００年流性洪涝指标序列及其等级。     

苏州市洪涝灾情评估系统研究

为了迅速和合理地评价洪涝灾害造成的经济损失, 为防汛决策提供科学依据, 在充分开发利用地理信息系统等计算机技术的基础上, 建立了结构合理、设计先进、实用性强、扩充性好的苏州洪涝灾情评估系统     

南京城市住区居民洪涝脆弱性特征及影响因素研究

洪涝灾害频发的背景下,脆弱性理论是分析洪涝灾害发生机理及作用方式的重要工具。南京是全国重点防汛城市,聚焦到住宅小区尺度能够深入分析洪涝脆弱性的相关特征,基于高德积水地图不同等级的积水点为调研对象,从小区、居民和物业三个层面进行深入的实地调研,结果表明,性别、年龄、文化程度、收入、洪涝频率、道路排水情况、洪涝预警情况、获取信息方式、住区地势环境、住区绿化环境、住区维护情况、政府措施情况、物业应急情况对洪涝脆弱性影响显著,从事职业、洪涝情况、暴雨倾灌情况、受淹严重程度、暴雨持续时长、防汛了解程度、日常出行方式、防洪措施、房屋抗洪质量、防洪教育情况和设施维护情况对洪涝脆弱性影响不显著。     

淮河流域洪涝变化可预报时间研究

在先前的淮河流域洪涝变化基本特征、混沌特征、耗散性等基础上,采用Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ熵和Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数谱分析了淮河流域洪涝变化预报时间。研究表明,淮河流域洪涝变化长期不可预报,短期是可以预报的,其可预报时间为４￣６年,以４年为较合适。     

淮河流域洪涝变化的信息维研究

以一定洪涝指标建立的淮河流域近五百年洪涝变化序列为基础，采用分形理论和方法，分析了淮河流域洪涝变化的分形结构特征；计算了淮河流域不同等级洪涝序列的信息分维及其随时间的变化。结果表明，淮河流域洪涝序列是一种极不规则的Ｃａｎｔｏｒ集合；信息分维与洪涝发生的频度呈反相关关系，即洪涝程度越重，信息分维值越低，所反映的气候层次相对越高。信息分维及其变化有望成为时间序列变化趋势和气候层次的诊断指标。     

地震波数值模拟方法研究综述

地震波场数值模拟不仅是研究复杂地区地震资料采集、处理和解释的有效辅助手段,而且是研究地球深部精细构造的有效工具。地震波场数值模拟的主要方法包括3大类,即几何射线法、积分方程法和波动方程法。首先介绍了地震波数值模拟方法的理论基础和内容及特点,然后概括介绍了20世纪90年代以来几何射线法和各种波动方程数值模拟方法的新进展。因为波动方程数值模拟包含了丰富的波动信息,可为研究地震波的传播机理和复杂地层的解释提供更多的佐证,所以重点介绍波动方程数值模拟方法。最后,对各种数值模拟方法进行了评述,并给出了地震波传播理论和数值模拟方法发展的展望。     

基于GIS的乡镇级洪涝水淹风险研究

洪涝灾害是最严重的自然灾害之一。乡镇排水系统差,相关数据与技术受限,脆弱性高,亟需技术支持。空间信息技术在洪涝灾害研究中主要采用被动遥感与GIS,但被动遥感数据获取困难,以灾后评估为主。提出了一种基于GIS的乡镇级洪涝水淹风险分析方法,服务于洪涝灾前评估;以湖北省随州市何店镇为研究区,主要应用开源数据资料,根据历史降雨、土壤和地形等特征分析不同重现期的降雨与积水过程,划分水淹风险等级,并提供避险建议。结果表明,研究成果基本符合实地调研情况,能够较准确地反映研究区水淹风险,可为乡镇级洪涝灾害科学决策提供有效的数据与技术支持。     

太湖流域北部潜在洪涝风险区分析及影响评估

太湖流域历来遭受严重的洪涝灾害,并且近年来有不断加重的趋势。本文选择太湖流域北部的无锡市作为典型研究地区,研究其洪涝的危险性并进行潜在损失评估。人类活动,包括修筑圩区、森林破坏、人口增长、城市化等,对这个地区的洪涝形势有较大的影响;自然条件的变化使河道水位升高,洪涝历时缩短,洪峰增高。本文选择不同回归年(2,5,10,20,50年),结合地理信息系统分析模型,计算了潜在洪涝危险区域和洪涝损失,主要结论为:(1)人类活动已经改变了自然的洪涝形势,增大了汇流和洪涝;(2)洪涝危险区与降雨中心有关;(3)筑圩成功地保护了圩内的土地,缩短了洪涝历时,增高了圩外河道的洪涝水位;(4)经济发展使洪涝损失增加。     

西江流域中部的洪涝特征及防洪减灾对策

对广西西江流域中部的洪涝特征进行了较全面的论述,并对西江流域防洪减灾提出了有效的对策。     

中低山冲沟型泥石流运动参数及过程模拟

降雨诱发中低山冲沟型泥石流的运动速度、堆积厚度是泥石流防治的重要参数,以江西省修水县平石寺泥石流为研究对象,采用现场调查、流槽试验、Voellmy碎屑流运动理论和快速物质运动仿真平台(RAMMS3D)等方法对泥石流演化过程模拟。结果表明,泥石流的最大的泥石流运动速度、堆积厚度分别是5.69m/s、12.63 m,各关键位置运动速度、堆积厚度与泥石流现场调查结果相近;现场调查和流槽试验为数值模拟提供地形地貌、干摩擦系数和黏滞系数等关键参数,RAMMS3D数值模拟能够准确地模拟泥石流的运动变形过程,确定泥石流的影响区域。     

中国海岸带低地洪涝潮灾害管理系统研究

沿海平原低地洪涝潮灾害管理是一涉及多个学科领域众多因子的复杂问题。作者以系统观点建立了灾害管理系统。采用ＩＳＭ模型，理顺系统内部的结构关系。文中以江苏省为例，分析其灾害管理现状，并定量确定了未来水利投资的地区优先级     

从TM图像自动提取洪涝灾情的研究

1991年夏我国江淮地区发生特大洪涝灾害,本文报道应用TM图像提取洪涝灾情信息的试验研究结果,发展了一套从TM图像数值分析入手,把TM包含的丰富光谱信息转化为洪涝灾情信息的图像应用处理技术.计算机自动输出的滁河和水阳江两流域洪涝灾情分布图和面积数据经实地验证准确可信.     

京津冀平原城市洪涝综合治理的若干问题研究

京津冀协同发展和北京非首都功能疏解有序实施,是以城市群建设为载体。随着京津冀城镇化率逐步提高,人口不断迁移和聚集、建筑物密度增高,京津冀城市群将面临更多、更不确定的自然灾害影响,洪涝灾害是区域内平原城市普遍面临的严峻问题之一。本文通过研究京津冀平原在历史发展长河中随着建设规模扩大、气候变化加剧、生态环境破坏等人为活动和自然因素对城市带来的洪涝灾害影响,探索在合理的建设标准下,通过流域协同治理、城市精细管理、设施韧性运行,实现对城市洪涝风险的综合防控。     

中国区域降水过程综合强度评估方法研究及应用

在现代化气象服务业务中,经常需要对某区域在一定时段内发生的降水过程综合强度大小进行定量评估或预估。为满足此类服务需求,利用1960-2009年1789个气象观测站的逐日降水资料,统计分析了中国区域降水的时空分布特征、暴雨孕灾环境的脆弱性及气象服务需求等,将中国分为4个暴雨灾害敏感区;基于降水影响对降水过程进行定义,并分析给出了降水强度、覆盖范围、降水持续时间3个降水过程综合强度的评估指标;通过提取分析对4个暴雨灾害敏感类区造成一定影响的历史降水过程,以3个评估指标指数划分为基础,建立了降水过程综合强度等级划分评估模型,界定特强、强、较强、中等4个强度降水过程的划分标准。最后,应用2010-2012年降水资料对该评估模型进行了应用检验。检验结果表明:运用该模型,可以对中国范围内任意区域降雨过程综合强度大小进行快速定量评估和预估,也可为历史降雨过程案例入库及演变特征研究提供科学依据,以提高气象业务中相关服务的时效性和科学支撑能力。     

中国近五百年流域性洪涝统计特征研究

本文以《中国近五百年旱涝分布图集》为基础，并将资料适当延长，提出了流域性洪涝及其指标。在此基础上，初步分析了我国主要流域单元近５００年（１４７０￣１９９１年）和各世纪流域性洪涝事件发生折频次和持续性，并分析了南方、北方和全区域主要流域单元不同等级流域性洪涝空间遭遇的可能性。     

裸露地表近地层土壤风蚀运移过程的模拟研究

土壤风蚀是造成土壤肥力下降和沙尘天气的重要原因。通过建立大气边界层对流扩散运动方程、裸露地表起尘模式和土壤颗粒的扩散方程等,采用大涡模拟方法对表层土壤侵蚀的迁移特征进行了数值模拟研究。计算结果表明:小粒径运动土壤颗粒受流场的影响比大粒径沙尘明显;随着土壤颗粒组粒径的增大,土壤输移量也增大,且逐渐趋于底层输移,小粒径土壤颗粒的输移量很小,主要偏重于高处,中等粒度颗粒输移量随高度缓慢减小;在较高处,小粒径土壤颗粒数目所占的百分比却较大,随着高度的降低,中等粒径土壤颗粒数目所占的百分比逐渐增大,而贴近床面处,大粒径土壤颗粒数目百分比较大。     

江苏省里下河地区一次暴雨过程的模拟研究

采用WRFV3.4模式中9种微物理过程方案对1991年7月6日02时-7日08时(北京时)里下河地区的一次暴雨天气过程进行了模拟试验,着重分析了不同微物理过程方案模拟的降水的数量特征、时空分布及雨区范围等方面,并将模拟结果与降水显著的6个测站的实测值进行了相关的对比分析。结果表明,不同微物理过程方案模拟的24 h累积降水量的降水带均呈西南—东北走向,强降水中心主要位于里下河地区,各方案基本模拟出了雨带的走向、降水落区,但降水强度以及降水中心均有不同程度的偏差。模拟结果的对比分析表明:Kessler方案对建湖和宝应地区降水的模拟效果较好,WSM5方案对高邮和扬州地区降水的模拟效果较好,WSM3方案对兴化地区降水的模拟效果较好,WDM6方案对泰州地区的降水模拟较好。     

白龙江流域大型高位滑坡成灾动力过程模拟研究

白龙江流域山高坡陡,分布大量高位滑坡,是我国高位地质灾害风险极高的地区。舟曲县立节镇北山古滑坡位于白龙江左岸,滑坡剪出口与江面高差约700 m,历史上曾发生过多次变形破坏。通过资料搜集、遥感调查与解译、现场调查等手段,查明了立节北山滑坡的地质环境与变形破坏特征,基于光滑质点流体动力学与等效流体模型,开展滑坡后破坏运动过程模拟,对远程致灾危险进行预测分析。模拟分析表明,立节北山滑坡若发生失稳剧滑,将形成高位高速远程滑坡-碎屑流灾害,滑动距离达1 600 m,最大运动速度45.7 m/s,沿途铲刮方量77.7万m³,滑体扩容系数1.32。滑体约200 s后完全停止运动并堆积,堆积区面积2.2×10⁵ m²,覆盖坡脚立节镇一半的范围,最大堆积厚度17.8 m,最大冲击速度30 m/s。研究结果为立节北山滑坡开展风险评价与分区提供定量化数据,为白龙江流域大型高位滑坡精细调查与风险评估提供参考依据。