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武汉大学学报（工学版） 2023年第8期56卷 942-951页

作者：傅春黄金燕李帆刘业忠陈毓迪南昌大学工程建设学院江西南昌330031 南昌大学资源与环境学院江西南昌330031

采用MIKE FLOOD模型研究分析了深圳市龙岗区中心城区在遭遇暴雨干扰时的脆弱性。通过一场降雨过程中的7处严重内涝点的实测积水深度对模型进行率定和验证,得出模型在研究区域具有良好的适应性和较高的可信度。通过模拟1、3、5、10、20 ... 详细信息

采用MIKE FLOOD模型研究分析了深圳市龙岗区中心城区在遭遇暴雨干扰时的脆弱性。通过一场降雨过程中的7处严重内涝点的实测积水深度对模型进行率定和验证,得出模型在研究区域具有良好的适应性和较高的可信度。通过模拟1、3、5、10、20 a重现期2 h设计降雨和10 a一遇2 h设计降雨后的36 h恢复期,得到各个时刻的内涝积水量,通过计算每一个时刻的积水指数来评价排水系统的脆弱性。得出如下结论:1)在2 h的设计降雨中,重现期越大,积水指数越高,排水系统越脆弱;2)在36 h的恢复期内,降雨后的前12 h恢复时间是排水系统降低脆弱性的最佳时期,随着恢复时间的延长,积水指数的下降幅度逐渐减小,系统的脆弱性无法完全消除。

关键词： MIKE FLOOD模型城市内涝排水系统脆弱性积水量积水指数

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基于MIKE FLOOD模型的城市内涝脆弱性分析及排涝方案优化研究

基于MIKE FLOOD模型的城市内涝脆弱性分析及排涝方案优化研究

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作者：黄金燕南昌大学

学位级别：硕士

近几年,随着我国的经济迅猛发展、城市化进程急剧加快,面对强降雨来袭时,城市雨水系统中的问题逐步暴露,内涝灾害愈演愈烈。因此,有必要对城市内涝脆弱性进行分析,更加直观了解系统遭到暴雨袭击时的破坏程度从无到有再逐渐减少的完整过... 详细信息

近几年,随着我国的经济迅猛发展、城市化进程急剧加快,面对强降雨来袭时,城市雨水系统中的问题逐步暴露,内涝灾害愈演愈烈。因此,有必要对城市内涝脆弱性进行分析,更加直观了解系统遭到暴雨袭击时的破坏程度从无到有再逐渐减少的完整过程,为防灾减灾治灾提供科学指导。本研究运用MIKE模型模拟了上饶市西市街道某区域在各种设计降雨情景下的一维检查井溢流、管网充满度以及二维地表漫流情况,进而对积水情况进行定量分析,通过计算积水指数来反映系统脆弱性,其次再从影响因素角度出发研究分析了系统的内涝脆弱性,最后通过管网改造和LID“绿色”改造,根据地表积水情况、积水总量及积水指数峰值来对比分析不同改造方案下的排涝效果,为设计改造研究区域雨水系统提供一定的思路,本文主要研究结论如下:(1)分析了研究区在1a、5a、10a、20a和50a五种不同设计降雨情景的初步内涝情况,设计降雨重现期越大,地表径流总量越大且综合径流系数也越大。从管网负荷情况分析,设计降雨重现期越大,检查井溢流数量和超载管道数量越多且分布越广,但溢流节点比例与管道超载比例之间的差距在逐渐减小。对研究区地表淹没情况分析可得地表积水深度在0-0.03m的淹没面积最大但大于0.5m的积水区域依然存在,危险性很高,且不同水深等级的淹没面积随着设计降雨重现期的增大而增多。(2)分析了研究区在不同设计降雨情景下的内涝脆弱性。用积水指数指标来定量分析系统的内涝脆弱性,积水指数随设计降雨重现期的减少而降低,且设计降雨重现期越大,积水指数最高值也越大且最高值出现的时间越晚,说明系统越脆弱,破坏程度越高。当破坏程度达到最高后,系统的恢复程度随着设计降雨重现期的增大而增大,且系统想完全恢复至无积水状态主要取决于降雨期内的恢复且重现期越小越取决于降雨期。(3)分析设计雨峰系数和设计降雨历时对城市内涝脆弱性的影响。雨峰系数越小,系统越脆弱,破坏程度越高。而且雨峰系数越小,积水指数最终值也越小,系统相较于破坏程度最高时的恢复程度越大,对比降雨期与非降雨期的系统恢复程度,系统想完全恢复要取决于降雨期,且对于越小的重现期降雨,越应着重注意降雨峰值时间较早的降雨。设计降雨历时越大,积水指数峰值越小且达到峰值时间越往后,说明系统越脆弱,当破坏程度达到最高后,系统的恢复程度随着降雨历时的延长,恢复得越慢,对比降雨期与非降雨期系统的恢复程度,系统想完全恢复要取决于降雨期,且设计降雨重现期越大,不同降雨历时之间的积水指数峰值削减率越小。(4)从二维地表漫流结果、积水总量及积水指数峰值三个方面与现状条件进行对比分析两种方案的排涝效果。结果表明:管网改造方案中积水情况相较于改造前有一定的改观,但系统的脆弱性没有得到大幅度的下降,排涝效果有一定的提升空间;LID“绿色”改造方案的积水情况相比于现状条件有显著提高,相较只有管网改造方案,结合了LID“绿色”改造的方案使系统内涝脆弱性降低到更低的水平,排涝效果得到显著提升。

关键词： MIKE FLOOD模型城市内涝脆弱性分析积水指数 LID措施

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