Abstract ：

【目的】城市化进程加快和气候变化导致内涝积水频发，造成道路封闭和交通堵塞，给城市应急救援响应的时效性带来严重影响。为了准确评估暴雨内涝下的城市应急救援响应能力，【方法】以荔湾区为例，通过构建内涝水动力模型，模拟不同设计降雨情景下的内涝积水，识别道路积水风险，明确阻断道路，并结合两步移动搜寻法(2SFCA)对不同脆弱性的兴趣点(POI)的应急救援服务可达性进行评估。【结果】结果显示：随着降雨重现期从1 a一遇增大到100 a一遇，内涝积水面积增大，平均积水深度从0.08 m增大到0.20 m。受积水影响道路数量持续增加，阻断道路长度从11 km上升至49 km,增长了超过300%。随着阻断道路的增多，应急救援可达的POI数量呈现下降趋势，并且在不同时间阈值内平均下降40%以上，可达性呈明显下降趋势。【结论】内涝模型耦合城市路网得到的道路积水可以揭示阻断道路的总体格局，可达性模型可以快速估算出应急救援的时效性。结果可为应急救援响应能力的评估提供参考。

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可达性 两步移动搜寻法(2SFCA) 暴雨内涝 应急救援 水力耦合模型 洪水 降水 气候变化

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近年来，极端暴雨增加导致城市内涝愈发严重，而合理布设低影响开发(low impact development, LID)设施可以有效地缓解城市内涝问题。该文提出了一种基于溢流点位上游追踪(overflow point upstream tracking, OPUT)的LID设施布设方法。运用暴雨洪水管理模型(storm water management model, SWMM)构建排水模型，模拟不同重现期管网溢流，采用OPUT方法确定需要布设LID设施的雨水子汇水区，与传统全范围等比例(traditional full range equal proportion, FREP)的LID设施布设方法结果进行对比。结果显示：从缓解内涝方面来看，OPUT方法和FREP方法节点溢流体积削减百分比在单位布设LID设施面积下均随着重现期增大而减小。从径流削减方面来看，在不同的重现期下，2种方法对径流体积和径流峰值流量的削减情况在单位布设LID设施面积下是不同的，OPUT方法对径流体积的削减在重现期较大时效果更好，对径流峰值流量的削减随着重现期的增大呈上升趋势并接近FREP方法。从经济方面来考虑，当2种方法对节点溢流的削减效果近似一致时，OPUT方法和FREP方法成本均随着重现期的增大而增加且OPUT方法的成本均小于FREP方法的。可见对于缓解内涝的LID设施布设需求，OPUT方法具有更佳的内涝缓解效果和经济性。

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低影响开发(LID) 暴雨洪水管理模型(SWMM) 溢流点位上游追踪(OPUT) 城市内涝

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针对未来不同气候情景与降雨重现期,基于InfoWorks ICM城市内涝模型,耦合内涝经济损失核算,刻画了北京市系统性能曲线.考虑内涝韧性的抵抗力、适应力和恢复力,建立了北京市内涝韧性动态评估体系,定量评估了未来气候变化对北京市内涝韧性的影响.结果表明:SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5 3种气候变化情景与降雨重现期分别为5、20、50、100a的组合情景下,北京市的内涝韧性水平较高;不同土地利用类型中工业区韧性水平最高,居住区韧性水平最低,北京市内环内涝韧性水平明显低于外环.

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经济损失量化 InfoWorks ICM模型 城市内涝韧性 气候变化情景 北京市 系统性能曲线

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为分析北京市降雨特征的设计暴雨雨型对城市街区内涝的影响,针对性地优化城市街区防洪减灾规划措施,以北京市通州区典型地区为研究区域,构建暴雨雨水管理模型(SWMM),模拟分析不同重现期、降雨历时和雨型的设计暴雨条件下研究区域的内涝积水特征。从源头减排和应急响应两方面提出了研究区域内涝治理的规划策略。结果表明:在同等降雨量、降雨强度情景下,双雨峰雨型的积水总量峰值最高,降雨历时变化过程中的60min和180min出现峰值;单雨峰r=0.83雨型的积水峰值迟滞时间最短;双雨峰雨型的内涝面积最大,相较其他雨型的差异随重现期和降雨历时的增加而增大;双雨峰雨型的最大积水深度最大。为提升北京市通州区的雨洪适应性和内涝治理工作提供科学依据,对完善城市排水防涝规划、管理城市内涝风险具有重要意义。

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城市内涝 雨型 数值模拟 设计暴雨

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识别高风险管道并降低其失效概率是缓解城市内涝积水的重要手段.为此,提出了一种基于排水能力-失效概率相关关系的高风险管道判别方法:首先以充满度等于1 为管道失效的临界判别条件,并基于蒙特卡洛抽样计算管道在设计降雨情景下的失效概率;其次采用SWMM评估管道的排水能力;然后利用K-means聚类算法和分段回归分析法构建管道排水能力与失效概率的相关关系,并借助该相关关系推求出高风险管道的判别阈值,以北京市丰台区排涝片区为例,在3a一遇降雨情景下,推求出失效概率等于3.64%为高风险管道的判别阈值;并结合高风险管道的纵断面图进行内涝成因分析,制定改造方案.模拟结果表明:改造后高风险管道数量占雨水管道总数的比例由91.39%降低至2.32%;高风险管道总长度占雨水管网总长度的比例由88.74%降低至1.11%.

Keyword ：

管网改造 SWMM模型 排水能力 失效概率 城市内涝 北京市 高风险管道

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[目的]极端降雨的频发导致了降雨样本中极值的出现,进而影响暴雨强度公式的推求.为研究极值降雨样本对暴雨强度公式推求精度的影响,并增加其在城市内涝防治应用中的合理性,[方法]以广州市近52 a(1969-2020年)的降雨数据为例,基于3σ准则和年次大值替代极大值方法,对降雨样本进行了极值的判定和处理,分析得出极值存在造成暴雨强度公式计算结果略有偏大.以猎德涌排涝片为例构建内涝模型,通过对不同极值处理方法下暴雨强度公式推求的芝加哥降雨过程线进行模拟,分析两方法在不同降雨情景下地表淹没水量的差异.[结果]结果显示:采用年次大值方法与极大值方法推求的降雨模拟结果相比,极大值方法较年次大值方法模拟的地表淹没水量增加 11.36％～23.70％.[结论]结果表明:在实际应用中,采用年次大值方法,不仅保证了降雨样本的容量,而且提高了暴雨强度公式的推求精度,进而保证了城市内涝防治结果的精度.

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设计降雨雨型 气候变化 极值降雨 内涝模拟 暴雨强度公式 管网改造

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以柳州市箭盘山流域为例,构建SWMM一维管道模型与LISFLOOD-FP二维地面模型并将其耦合,基于实测降雨“20180818”24h暴雨资料,将得到的暴雨内涝淹没水深和淹没面积与该场次降雨情况下记录淹没点的范围相比较,验证耦合模型具有较好的适用性。进而基于耦合模型,对柳州市箭盘山流域2、5、10、20年一遇下设计降雨进行模拟,得到不同重现期下研究区的溢流节点、淹没水深和淹没面积,并于ARCGIS平台将结果可视化。结果表明,重现期由2年上升到20年过程中,溢流节点比例从9.03%增加至25.99%,溢流面积从0.473km~2增加至2.114km~2;重点淹没区域分布在屏山大道、炮团路、西江路和东堤路。

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箭盘山流域 耦合 LISFLOOD-FP SWMM 城市洪涝

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我国在经历快速城市化后大量的资金和人口集中到城市中,整个城市系统比以往任何时期都要复杂。而在全球气候变化的大背景下,极端气候频发导致城市中安全减灾问题更加尖锐。由于城市在发展过程中城市下垫面发生改变,且城市生态环境受到了破坏,导致城市内涝问题频发。生态系统服务是人类从生态系统中所获取的全部收益,其所提供的供应服务、调节服务、栖息地和支持服务以及文化服务中存在可以促进城市安全减灾事业发展的要素。因此本文尝试从生态系统服务的视角,分析城市内涝的成因并论述生态系统服务在灾害发生的前期、中期和后期所产生的供应服务、调节服务和支持服务,并从生态视角提出三点规划建设过程中的改进措施:提升建成区的生态面积;恢复城市自然本底改进生态系统调节雨洪能力;强化城市生态系统与多系统协调。以期望能将生态学原理应用到城市空间的实践中去,为城市建设和治理做出贡献。

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城市内涝 生态系统服务 城市生态

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为研究海绵改造对城市洪涝的影响,有效提高城市对洪涝问题的韧性,对福州市晋安河片区海绵改造效果进行分析.基于InfoWorks ICM模型对片区管网、地表、河道进行耦合模拟,设计了 7种海绵改造方案,对各方案计算结果进行评估,并进一步选择琴亭湖附近典型排水片区,量化分析了海绵城市建设与湖库联合调度协同措施下片区的内涝响应.结果表明:构建的洪涝模拟模型能有效模拟晋安河片区暴雨内涝过程,不同的海绵改造措施对最大淹没面积、溢流节点数、超载管道数以及主河道不同断面水位的影响有所不同;全域海绵改造与管网优化组合的方案作用下,模拟得到的海绵改造综合效益最优.苏迪罗台风降雨驱动下,典型排水片区在无海绵改造措施下的总淹没面积为22.87 hm2,采用可持续的城市排水系统(SUDS)措施后,淹没面积减小为22.48 hm2,进一步加入调度规则,总淹没面积减小为9.83 hm2,仅采用源头海绵改造措施在面对极端降雨时效果有限,结合SUDS与湖库调度可以有效减缓内涝问题.

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海绵城市 湖库调度 城市内涝 InfoWorks ICM 城市排水系统 熵权法 福州市

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当前全球气候变化导致洪涝灾害频繁发生,尤其一些高强度、极端性的城市降水洪涝事件更是严重损害了人民群众的生命财产安全.郑州"7·20"特大暴雨内涝灾害是新中国成立以来最严重的城市内涝灾害,国内外专家学者对暴雨的特性及成因、内涝形成机理与防治途径等开展了大量研究.系统回顾郑州"7·20"特大暴雨城市内涝灾害,梳理了近年来城市内涝及郑州"7·20"特大暴雨内涝灾害的相关研究和主要成果,解析了郑州"7·20"特大暴雨的重现期、时空分布、形成机理等特性;分析了内涝形成机理与防治途径以及城市排水防涝基础设施、洪涝应急指挥、风险管理和城市规划中存在的主要问题."7·20"特大暴雨具有极端性和难预测性的特点,其中单日和累积降水均超过历史极值.台风、地形以及"雨岛效应"的耦合影响造成了此次强降水天气过程."7·20"特大暴雨城市内涝灾害暴露出郑州城区排水防涝基础设施、建设存在明显短板,河道防御体系存在瓶颈,应急设施和管理能力不足等问题.基于上述问题,应适当调整内涝防治标准,增强洪涝风险管理与规划建设管控措施,建设外洪内涝同防控的工程体系,加强城市洪涝智慧调度与应急指挥决策等方面的能力.

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洪涝协同防控 内涝灾害 应急管理 风险管理 郑州"7·20"特大暴雨

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