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基于mike urban的典型北方城区防洪排涝模拟

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北京师范大学学报（自然科学版） 2020年第3期56卷 368-375页

作者：苏晓天杨翠巧栾清华张坤张炜河北工程大学水利水电学院河北邯郸056038 邯郸市水利水电勘测设计研究院河北邯郸056004 海河水利委员会漳河上游管理局河北邯郸056006

由于气候变化及城镇化进程加快,城市内涝问题愈加严峻.为优化城市排水管理,有效减少内涝损失,以河北邯郸主城东区局部为研究区,计算了区域典型设计雨型,利用mike urban模型,模拟并判定了区域不同降雨情景下区域内涝分布情况,解析区域易... 详细信息

由于气候变化及城镇化进程加快,城市内涝问题愈加严峻.为优化城市排水管理,有效减少内涝损失,以河北邯郸主城东区局部为研究区,计算了区域典型设计雨型,利用mike urban模型,模拟并判定了区域不同降雨情景下区域内涝分布情况,解析区域易涝点,进而模拟评估了不同管径排水管网负荷情况.结果表明:随着重现期增加,区域检查井溢流的数量、区域最长积水时间以及最大积水深度都有所增加,区域管网超负荷面积增大;并且在10、20 a重现期暴雨情景下,单纯扩增管径起到的径流缓解作用较少.研究结果可为极端暴雨下区域洪涝预警部署以及城市排水系统改造提供技术支撑.

关键词： mike urban 管道溢流管网负荷设计雨型防洪排涝

基于mike urban的高度城市化地区内涝交通风险分析

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水利水电技术（中英文） 2021年第11期52卷 10-18页

作者：张爽杨翠巧邵薇薇张坤罗佳杭河北工程大学水利水电学院河北邯郸056038 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 邯郸市水利水电勘测设计研究院河北邯郸056004 海河水利委员会漳河上游管理局河北邯郸056006

近年来,在高速城市化和气候变化的共同作用下,区域极端降雨造成城市内涝频繁发生,引起了道路积水、交通拥堵等诸多不利影响,及时开展城市内涝预警管理非常必要,而数值模拟则是科学分析内涝特征的重要技术手段。以珠海市香洲区吉大—拱... 详细信息

近年来,在高速城市化和气候变化的共同作用下,区域极端降雨造成城市内涝频繁发生,引起了道路积水、交通拥堵等诸多不利影响,及时开展城市内涝预警管理非常必要,而数值模拟则是科学分析内涝特征的重要技术手段。以珠海市香洲区吉大—拱北街区为研究区,基于管网数据和实测积水数据构建了mike urban区域排水管网模型;以此为工具,模拟了不同重现期条件下研究区排水管网的溢流情况,在解析易涝路段数量及其积水深度的基础上评价了区域的内涝程度;同时应用速度衰减曲线模型得出不同积水深度下的行车速度衰减程度,进而评价得出区域易涝路段中交通拥堵的高风险区域和受影响的公交线路。研究成果可为城市市政管理部门在强降雨情况下完善公交调度和发布道路行车预警提供技术支撑和决策参考。

关键词： mike urban 节点溢流行车速度城市内涝评估

基于mike urban的城市内涝模拟及优化研究

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基于MIKE URBAN的城市内涝模拟及优化研究

作者：徐狄长江大学

学位级别：硕士

本文针对国内频发的城市内涝问题,以长沙市天心区某老城区为例,收集该区域的地形资料及现状管网物探图等资料,通过mike urban软件构建城市管网模型,在不同重现期降雨条件下对现状管网模型进行模拟,分析该区域现状管网的排水能力及溢流情... 详细信息

本文针对国内频发的城市内涝问题,以长沙市天心区某老城区为例,收集该区域的地形资料及现状管网物探图等资料,通过mike urban软件构建城市管网模型,在不同重现期降雨条件下对现状管网模型进行模拟,分析该区域现状管网的排水能力及溢流情况,另在该区域现状管网系统的基础上,设计三种内涝防治优化方案,并对三种方案的内涝防治效果和经济效益进行对比分析。主要研究结论如下:(1)本文利用mike urban软件建立现状管网模型,通过径流系数比对法对管网模型的水力参数进行率定,误差符合要求,证明本次模型建立精度符合要求,具有一定的可靠性,可进行后续研究。(2)本文对不同重现期下现状管网进行水力模拟,随着重现期的增加,节点和管道的溢流数量都在逐渐增加,在重现期2年的降雨条件下,节点溢流比例为17.29%,溢流量为16408m,到重现期50年降雨条件时,节点溢流比例达到了43.61%,溢流量增加到78243m。通过对现状管网的排水能力进行分析,设计重现期小于2年管道长度为19588.3m,占比达到了67.25%,说明研究区域现状管网排水能力较低,且未达到50年一遇内涝防治标准。(3)针对研究区域重现期50a降雨条件下发生溢流的情况,设置三种不同的内涝防治方案,分别是LID设施方案、调蓄池方案和组合LID设施和调蓄池的组合方案。比对模拟结果分析得出:在排口流量控制效果方面,调蓄池方案效果最好,排口峰值流量有显著下降。在对区域溢流控制效果方面,LID方案对溢流量消减率为38.13%,调蓄池方案和组合方案对溢流量消减率均超过了90%,消减效果显著。在投资造价方面,LID方案投资为28446.7万元,调蓄池方案投资最低,为21892万元,组合方案投资最高,为41316.7万元。综上所述,调蓄池方案是短期内解决内涝问题的首选方案,组合方案兼具LID设施和调蓄池,在解决内涝问题的同时也带来了各种环境收益和社会收益,虽投资较高,但从长远看,组合方案是最佳方案。

关键词：排水能力评估内涝防治 LID设施调蓄池 mike urban

基于mike urban的排水管网水力评估与优化设计

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基于MIKE URBAN的排水管网水力评估与优化设计

作者：陈红瑜重庆大学

学位级别：硕士

近年来,随着中国经济的快速发展,城镇化进程加快,大量新建的硬质化地面替代了原有的自然覆土地面,下垫面的硬质化阻隔了雨水的自然下渗。降雨时,大量雨水径流在地面漫流,容易在低洼地段形成积水对市民的生命财产造成威胁。重庆属于山地... 详细信息

近年来,随着中国经济的快速发展,城镇化进程加快,大量新建的硬质化地面替代了原有的自然覆土地面,下垫面的硬质化阻隔了雨水的自然下渗。降雨时,大量雨水径流在地面漫流,容易在低洼地段形成积水对市民的生命财产造成威胁。重庆属于山地城市,地形起伏较大,各区域组团发展不均衡,老城区较集中,市区内修建了大量的地下通道,加之,排水系统不完善,因各种原因造成的排水管道损坏,若发生强降雨事件管网排水不及时,引发内涝,危及市内交通运行和行人安全。近年来,受全球气候变化的影响,重庆强降雨事件频发,导致洼地积水事件时有发生,为保障城镇排水与防洪安全,对既有排水系统的排水能力进行评估,为排水系统的改造与完善,提供重要的技术支撑,是十分重要和必要的。课题以重庆市某立交区域的排水管网为研究对象,分析现状排水管网存在的问题,通过mike urban建立研究区域的排水管网仿真模型,以不同重现期、不同降雨历时的设计降雨条件下、管网的充满率评估管网的重现期,并提出相应的改建建议,结论如下:（1）研究区域的管网重现期评估结果（以降雨历时为1h、2h、3h、24h的顺序）:研究区域重现期小于2年的管段分别占比38.85%、36.99%、34.99%、23.90%,此部分管网不满足现行《室外排水设计规范》最低标准,处于亟需改造;重现期小于5年的管段分别占比42.39%、41.54%,41.04%、35.31%;（2）通过对现在排水管网与既有设计排水管网的评估对比发现,研究区域下游出口管段的评估重现期大于20年,在设计降雨事件中,其充满度未超过0.3,在设计层面,其上游排水管段的设计标准偏低,即研究区域的上游排水管段严重限制了研究区域整体的排水能力;（3）研究区域下垫面改建包括普通屋面改建为绿色屋顶、普通人行道路铺设渗透铺装两种方式,改建之后,研究区域下垫面综合渗透系数为0.518,同比下降14.06%,可有效削减雨水径流峰值和雨水径流总量;（4）研究区域排水管网的改建目标为能顺畅排除10年一遇的降雨事件,研究区域设置两种改建方案:1)保留合流制排水管网,管网总长为10730.438m;2)改为分流制排水管网,管网总长为11431.155m,新增污水管长度700.717m;（5）在重现期为20年—50年、短历时设计降雨过程中,改建管网存在局部管段在某一时段出现满流状态,但检查井均无溢出;在重现期为100年降雨过程中（以降雨历时为1h、2h、3h的顺序）,分别存在3个、3个、4个雨水检查井存在溢出状态;（6）在重现期为20年—100年、长历时设计降雨过程中,改建管网检查井均无溢出,且仅在重现期为100年的长历时降雨过程中,存在局部管段在某一时段出现满流状态;（7）在2018年8月11日实际降雨事件模拟中,改建之后,管网的满流率从40.53%降至0,同时,溢出检查井也从57个降至0个。

关键词： mike urban 雨洪模型排水管网重现期输水能力

基于mike urban的小城市排水内涝规划

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基于Mike Urban的小城市排水内涝规划

作者：韩君良浙江工业大学

学位级别：硕士

在全球气候变暖的大背景下,近几十年来,极端天气事件发生的频率明显提升,其中极端降雨引起的城市内涝在我国各城市频繁发生,给人民群众的生命财产安全造成了严重影响。城市雨水管网系统是城市的重要基础设施之一,担负着收集和排除雨水... 详细信息

在全球气候变暖的大背景下,近几十年来,极端天气事件发生的频率明显提升,其中极端降雨引起的城市内涝在我国各城市频繁发生,给人民群众的生命财产安全造成了严重影响。城市雨水管网系统是城市的重要基础设施之一,担负着收集和排除雨水的职责。过去,我国大部分城市雨水管网的设计重现期一般为1年,而超过这个标准的降雨事件就极可能造成城市的内涝灾害。然而一些小城市设计重现期一般在0.5年之间,加上小城市排水设施建设落后和应急管理能力不足,内涝问题的出现就更加频繁。如何有效地改善城市的排水系统,预防内涝灾害的发生,已经成为政府重视,百姓关心的重点民生问题。由于传统排水管网的计算往往是采用经验公式法,这种方法在计算过程中做了比较多的概化,并且计算过程只考虑峰值流量,未考虑整体全过程。相比传统方法,利用软件模拟法得到的结果更加准确、全面。本文的主要研究内容及成果如下。1.城市内涝的成因分析。内涝成因主要分自然因素和人为因素。2.雨水管网基本信息的整理。首先,通过地理信息系统(GIS)等软件将管线普查资料进行加工,再利用鸿业CAD软件将普查资料转化成为鸿业CAD文件。雨水管网基本信息的收集、整理、录入是建立内涝模拟模型过程中最为费时费力的工作,也是对模型精度影响极大的一项工作。3.雨水管网信息的转化。应用AMIAS软件对浙江省E市的雨水管网进行预处理,转化为mike urban能够识别的格式。雨水管网信息的整理和转化是后续建模工作的基础。4.雨水管网内涝模拟模型建立。以浙江省E市雨水管网系统为实例,根据E市的雨水系统的现状,利用mike urban软件,建立E市的雨水管网内涝模拟模型。首先,确定雨水管网模型所需的基本参数,其次,进行集水区的划分和连接,再次,确定降雨边界条件,最后完成产流模型和管流模型的建立。5.雨水现状管网排水能力校核及内涝模拟。计算不同重现期时自由出流和淹没出流情况下,雨水检查井的溢流量,根据E市雨水管网内涝模型模拟的结果,得到各种工况下城市排水系统的表现,判断内涝分布情况,找出存在的易涝点。6.排水内涝规划制订。根据雨水管网内涝模拟模型的计算结果,做出有针对性的雨水管网规划,并拟定出解决城市内涝的短期应急方案和长期可持续方案。7.提出解决城市内涝问题的对策及建议。

关键词：城市内涝雨水管网 mike urban 内涝模拟溢流量易涝点排水内涝规划

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mike urban参数敏感性分析

水利科技与经济 2022年第12期28卷 23-29页

作者：李水娟梁璐深圳市水务规划设计院股份有限公司广东深圳518001 中交水运规划设计院有限公司西南分公司成都610200

mike urban的降雨-径流模型在国内外流域城市内涝模拟中得到广泛应用。在模型中,水文水力参数较多,各参数的变化对输出结果的影响程度有较大差异。参数敏感性分析是模型构建与应用的重要环节,其目的在于定性或定量评估模型参数对模拟结... 详细信息

mike urban的降雨-径流模型在国内外流域城市内涝模拟中得到广泛应用。在模型中,水文水力参数较多,各参数的变化对输出结果的影响程度有较大差异。参数敏感性分析是模型构建与应用的重要环节,其目的在于定性或定量评估模型参数对模拟结果的影响,确定参数重要程度,识别敏感参数,以提高模型参数率定的效率。以贺州城区水系流域为例,利用扰动分析的方法对mike urban模型中的主要参数进行敏感性分析,并采用实测数据对比较敏感以及一般敏感参数进行验证。结果表明,对洪峰流量影响最大的参数是沿程损失系数;对峰现时间影响最大的参数是集水速度;对径流总量影响最大的参数是沿程损失系数。

关键词： mike urban 数值模拟参数率定敏感性分析

基于mike urban的大亚湾澳头圆盘区域内涝模拟及排涝对策

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人民珠江 2023年第5期44卷 18-25,44页

作者：谭雨欣吴端炜中国市政工程中南设计研究总院有限公司湖北武汉430000

在城市化、极端暴雨和潮汐水位等多重影响下,沿海城市内涝情况严峻。为了有效评估沿海城市的内涝风险并提出针对性的内涝防治策略,采用mike urban软件对大亚湾澳头圆盘区域进行管网排水能力分析及城市内涝模拟。结果表明:圆盘86%的现状... 详细信息

在城市化、极端暴雨和潮汐水位等多重影响下,沿海城市内涝情况严峻。为了有效评估沿海城市的内涝风险并提出针对性的内涝防治策略,采用mike urban软件对大亚湾澳头圆盘区域进行管网排水能力分析及城市内涝模拟。结果表明:圆盘86%的现状管网设计重现期在1年一遇以下,总积水面积为631 824 m^(2),积水时间在24 h以上,其内涝是低排水管网标准和低排涝标准双重因素共同影响的结果。通过独立圆盘汇水区并新建32 m^(3)/s的泵站,在中兴中路、北澳大道、进港路新建箱涵,可把圆盘区域涝水直接排至淡澳河,内涝总积水面积降至5 248 m^(2),积水深度和积水时间分别降至0.15 m以下和0 h,圆盘区域内涝可得到有效缓解。该研究对澳头老城区排涝设施的改造及内涝防治提供了解决思路,对同类型工程具有一定的参考意义。

关键词：内涝模拟 mike urban mike FLOOD 沿海城市大亚湾

基于mike urban的城市易涝区分析与优化

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中国资源综合利用 2022年第3期40卷 61-63页

作者：李子钰余嵘房平西安工程大学城市规划与市政工程学院西安710048

基于mike urban软件建立城市内涝模型,本文对广州市花都区不同降雨情景下的内涝分布情况、易涝点积水时间以及最大积水深度进行模拟。研究表明,模拟结果与实际调研数据契合度高,该模型适用于城市内涝风险评估管理。其间考察研究区已建... 详细信息

基于mike urban软件建立城市内涝模型,本文对广州市花都区不同降雨情景下的内涝分布情况、易涝点积水时间以及最大积水深度进行模拟。研究表明,模拟结果与实际调研数据契合度高,该模型适用于城市内涝风险评估管理。其间考察研究区已建成的雨水管网存在的问题,通过mike urban对易涝点在30年重现期下的管网充满度进行模拟,通过排水管网改造与扩建、加设雨水泵站等措施提升管道排水能力。

关键词：城市内涝 mike urban 排水管网设计雨型防洪排涝

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基于mike模型的山地城市合流制排水管网水质水量预测及分析

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基于MIKE模型的山地城市合流制排水管网水质水量预测及分析

作者：张宏宇重庆大学

学位级别：硕士

我国许多城镇的老城区沿用截流式合流制,该类排水系统雨天溢流污水会对受纳水体产生严重污染,是造成黑臭水体的重要原因。为了有效控制溢流污染,保障城市排水系统的安全性,掌握合流制排水系统出流水量水质特征、对管网水质水量做出准确... 详细信息

我国许多城镇的老城区沿用截流式合流制,该类排水系统雨天溢流污水会对受纳水体产生严重污染,是造成黑臭水体的重要原因。为了有效控制溢流污染,保障城市排水系统的安全性,掌握合流制排水系统出流水量水质特征、对管网水质水量做出准确预测是十分必要的。目前排水管网水力模型在我国已有初步的应用,但是管网水质的模拟技术还不成熟,缺乏可靠的率定方法,模型准确性不能保证。同时管网模型在山地城市的应用较少,传统水力模型没有考虑山地城市的特点,直接在山地城市应用的效果较差。针对目前排水管网模型缺乏山地城市建模方法、水质模型不成熟准确性不高的问题,本课题以重庆市巴南区李家沱地区为研究对象,拟将管网水质与水力模型进行耦合,基于水力模型对管网水质进行模拟和率定,构建水质水力耦合模型,对水厂进水的水质水量进行预测,并分析山地城市管网水质水量特点,提出山地城市管网模型构建要点。结论如下:(1)利用研究区域基础数据构建污水管网水力模型,并依据管网实际运行数据进行率定,率定后模型纳什系数为0.6463,模型质量良好。构建水质模块,径流污染物通过地表累积/冲刷模型与径流模型耦合,城市污水污染物通过污水负载模型与管流模型耦合,实现水质模块与水力模型的耦合。(2)通过实地采集管网水样得到旱季和雨季管网运行数据,总结了研究区域管网水质水量特征,确定影响水质的主要参数:水文模块中的系统干燥时间T、初始损失P和冲刷指数E,以及污染物模块中累积污染物比例K和污水负荷L。提出一种以正交试验为基础的模型率定的方法,通过同时改变5种模型参数来分析其对模型质量的影响,并得到较优的参数组合方案。模型COD、总氮、氨氮、总磷模拟结果的纳什系数分别为0.7288、0.6271、0.6601和0.6959,模型质量良好。(3)对研究范围内的管网做排水能力评估,并结合山地城市特点,提出雨水调蓄设施和增加管径两个优化手段,管道的排水能力有较大的提升。(4)基于模型模拟结果总结了污水主干管沿线的水质水量的特征,分析模型构建过程中集水区划分和边界条件对模拟结果的影响。在不同重现期下对水厂进水的水质水量进行预测,并总结了山地城市管网水质水量特征及山地城市模型构建要点,对水厂的运行提出相应的对策。

关键词： mike urban 山地城市合流制排水管网水质模型水质水量预测