基于GIS的城市内涝灾害分析模型研究

根据气象、水文、水利等专业知识,利用GIS的空间分析技术,结合城市地理数据库和数学计算模型及城市暴雨强度经验公式,建立城市内涝灾害分析模型。该模型是城市内涝积水计算和模拟的基础,能够根据城市降雨分布情况,模拟和预测城市的内涝灾害有关特征数据,如内涝积水的空间分布、深度分布、淹没面积和淹没时间等,模拟结果可为防灾减灾部门制定防灾减灾措施提供依据。     

台州市路桥区暴雨内涝淹没情景模拟分析

为了进一步研究利用水文水力学模型和GIS结合的多情景模拟方法进行洪涝灾害风险评估,该文以台州市路桥区为研究对象,首先选取路桥区典型雨量站长序列降雨资料,采用年最大值法取样,根据暴雨强度频率适线效果确定耿贝尔型分布曲线为其理论频率曲线,采用高斯-牛顿法推求暴雨强度总公式;然后基于GIS生成路桥区的真实地表格栅,进行两类汇水区的划分;最后概化排水管网系统,基于GIS并结合SWMM模拟出不同暴雨重现期的城市内涝结果;将其与调查后的路桥区历史涝情对比可知,计算模型和参数选取较准确,在城市暴雨内涝情景模拟方面有一定的应用价值。     

基于大数据的内涝智能指挥系统研究与应用

鉴于目前的内涝应急管理缺乏足够的预警能力和快速反应能力,基于大数据和物联网监测技术,利用内涝大数据建立内涝风险识别和预警预报模型,通过在线监测设备和路面视频监控实现内涝现场信息的实时感知,构建了包括信息感知、决策支持、应急精细化管理3个层面的城市内涝智能指挥系统,实现了对内涝灾害的动态风险评价和智能指挥决策.     

江苏城市内涝预警系统设计技术与研究

针对强降雨引起的城市内涝等问题,通过深入分析研究江苏省城水文特征与城暴雨积涝致灾机理与致灾过程,构建GIS技术结合城雨洪模型(swmm)的城暴雨积涝模拟分析模型;基于暴雨积涝模拟分析模型实现气象观测数据、基础地理信息数据、河网水位监测数据、城排水管网数据的耦合分析计算,设计了江苏城市内涝预警系统,实现江苏省城暴雨积涝的积水风险空间分布的实时动态监测预警与预测预报。该系统内涝预报精度达到国内领先水平。     

基于GIS的城市暴雨积涝模拟教学实验项目设计

结合城市暴雨内涝分析教学内容,设计了基于GIS结合SWMM暴雨管理模型仿真模拟城市暴雨溢流的实验项目,建立了试验示例。试验项目形象直观地模拟暴雨排水管网溢流各个过程,真实精确地反映了城市暴雨溢流过程,能够较好地锻炼学生分析处理数据能力。     

智慧城市内涝灾害评估体系构建

近年强降雨频发,城市内涝灾害屡见不鲜。面对突如其来的内涝灾害,能准确、快速地预测评估灾害等级, 为智慧政务决策、应急救援反应提供可靠的理论依据意义重大。以合肥市智慧城市防涝建设为例,利用条件函数方 法融合年降雨量,模拟受灾城市积水范围,采用加权叠加指标体系法和层次分析法构建涵盖致灾因子、孕灾环境、承 灾体的智慧城市内涝灾害评估体系,通过重分类和标准化处理,依据加权叠加分析生成城市内涝积水危险等级划分 模型。为智慧城市建设中内涝灾害的智慧决策和评估提供了理论依据。     

无人机倾斜摄影三维模型在城市雨洪风险评估中的应用

研究城市雨洪风险问题，对提高城市洪涝灾害监测、预报的准确性，以及促进城市防洪决策制定具有重要的意义。鉴于高精度的城市三维模型可以提供丰富地理信息，便于准确分析淹没情况，本文针对当前城市洪涝模型对地形数据的高敏感性，且雨洪风险评估研究的准确性受限于地形数据精度的问题，提出利用无人机倾斜摄影测量技术重建高精度实景三维模型，并结合GIS的空间分析功能，以淹没深度为关键指标进行研究区的雨洪风险评估。通过提取不同重现期下研究区的淹没深度信息，进行可视化渲染实现三维淹没分析，可以直观地看到研究区的淹没情况，作为暴雨内涝风险管理依据，同时对城市规划布局有一定的参考价值。     

利用洪涝模型进行城市内涝风险快速识别与预警

中国越来越多的城市面临暴雨内涝问题,如能提前发布内涝预警,可防患于未然。基于水力学的精细化洪涝模型可对城区暴雨、洪水在河道、地表、管网的流动过程进行全程模拟,获得地表内涝积水过程、范围、水深等信息,为实现内涝识别和预警提供数据支撑。在利用精细化洪涝模型构建暴雨-内涝情景库的基础上,提出了利用情景匹配模式针对预报降雨发布城市内涝预警的方法。城市地表复杂,排水设施数据质量参差不齐,采用多模式概化方法尽可能详细地刻画决定内涝模拟效果的局部微地形,地表模型与管网模型采用多种耦合方式,实现了城区内涝的精细化模拟,能够进行内涝风险的精准化快速识别。以中国北京市城区为例,通过城区精细化洪涝模型对多种降雨条件下的暴雨情景进行模拟与分析,构建了北京城区的暴雨-内涝情景库。以道路和桥区为重点关注对象,在暴雨预报之际,结合暴雨与情景库特征参数快速识别有内涝风险的道路、桥区及其他区域并依此进行内涝风险预警,可指导相关部门合理安排交通管制、有效部署排涝力量。     

改进局部等体积算法下的城市内涝情景模拟

针对城市内涝问题,提出一种改进的局部等体积地表径流汇流模型。首先基于SCS模型获取地表产流;其次通过结合形态学重构方法对分水岭分割算法进行改进,获得相应的子汇水区,提升局部等体积汇流模型的精度;最后以武汉市中心城区为研究区,对模拟结果进行评价。结果显示：1)10 a、50 a重现期下的内涝模拟精度分别为78.1%和78.6%,模拟精度良好;2)最大积水深度、总积水面积、严重积水面积和总积水水量均与重现期呈正相关,并在降雨峰值处,各参数增长趋势均为最大;3)武汉城区2 h短历时降雨过程中,1 a重现期为城市内涝是否严重的分水岭;4)武汉城区暴雨内涝主要集中在江汉区和江岸区。     

三维GIS的城市暴雨积涝灾害模拟

针对传统基于二维GIS进行城市暴雨积涝模拟分析不能立体地展现积涝灾害动态演进过程、地物受灾情况的问题,该文提出了基于三维GIS进行城市暴雨积涝灾害模拟分析。该方法综合应用精细化建模与地物拉伸建模技术,通过区域DEM构建、地表路面建模、建筑物建模、地形匹配构建研究区三维模型;以改进的D8算法进行汇水区划分,应用径流系数法进行汇水区产流计算。研究结果表明,该方法能够有效实现三维场景中暴雨积涝积水深度、积水范围计算以及积水深度、受灾房屋、受灾道路可视化表达,为城市暴雨积涝灾害防灾减灾提供技术支撑。