基于GIS技术的海绵城市内涝灾害数值可视化研究

发布时间：2021-09-03 02:58

　　研究基于GIS技术的海绵城市内涝灾害数值的可视化技术,为城市内涝灾害预防和控制提供可靠分析依据。通过GIS技术采集海绵城市河道、排水口、管网等建模数据后,采用基于GIS技术的海绵城市内涝灾害分析模型对某场暴雨进行实测,通过同频率放大方法,获取不同重现期暴雨的设计降雨过程线,依据过程线以及SWAT模型获取不同重现期的洪峰过程以及积水淹没情况（深度、区域）,并通过GIS可视化显示洪峰过程以及积水淹没情况（深度、区域）。可视化模拟结果显示,以安徽六安市为例,采用GIS技术对单个栅格的高程值与建筑物在地面以上的高度相加值进行DEM修正后,六安市内涝积水深度更清晰、准确度;随着重现期的延长,暴雨强度、淹没水位高度、淹没面积、最大积水深度也逐渐增加;从六安市暴雨内涝不同重现期淹没场景中可以看出,随着重现期的延长,淹没区域在六安市3D图中的范围越来越大;5年和25年一遇的洪水淹没区范围很小,但60年一遇的洪水淹没区在六安市北面范围很广,且在西南临界区域分布也较广。 

【文章来源】：灾害学. 2020,35(02)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

技术路线

海绵城市内涝灾害分析模型将SWAT模型和GIS的空间分析应用模块相结合的综合模型,GIS技术空间应用分析模块为 海绵城市内涝灾害积水过程的显示和模拟提供技术依靠[8]。GIS技术空间分析模型依据气象、水文、水利等专业知识,在GIS的空间分析技术基础上,将城市地理数据库和灾害数据库相结合构建的。SWAT模型由降雨模型、产汇流模型、排水模型构成,这些综合计算结果为城市内涝积水的计算提供了依据。数学计算模型提供了这些综合计算的关键理论和公式。地面高程模型DEM可模拟城市地面的高低起伏。GIS的空间分析模块则为数学模型中空间问题提供了空间解决方案,同时可视化显示内涝积水过程以及模拟过程[9]。1.4 SWAT模型

SWAT模型优势在于可模拟海绵城市流域内的多种物理地理过程,该模型通常由水文、天气、土壤类型、河湖、水库汇流等要素组成,本文主要研究基于GIS技术的海绵城市内涝灾害,因此需要将流域水文过程和气象模拟相结合。SWAT模型功能结构模块中包含了710多个函数和1 100多个中间变量,该模型的设计以模块化设计为依据,且由水文、天气、土壤类型、河湖、水库汇流等8个要素组成,利用模块方式充分调用每一个要素,确保SWAT模型在对海绵城市内涝灾害模拟时具有很强的严密性和科学性[10]。该模型优势主要体现在当所有要素被模块化后,SWAT模型变为一个开放式的模型平台,用户可编写自己的功能插件集成到SWAT模型中。图3为SWAT模型结构图。

【参考文献】：
期刊论文
[1]城市内涝灾害应急救援兵棋推演研究[J]. 陈鹏,张继权,孙滢悦,刘晓静.  水利水电技术. 2018(04)
[2]海绵城市潜力评估方法及地下排水系统[J]. 王志杰,周平,刘川昆,徐海岩,王顺意,侯伟名.  哈尔滨工业大学学报. 2018(03)
[3]“海绵城市”建设的关键科学问题与思考[J]. 李兰,李锋.  生态学报. 2018(07)
[4]华北地区城市浅山区海绵绿道设计方法研究——以石家庄鹿泉区山前大道为例[J]. 时薏,李运远,戈晓宇,林辰松.  北京林业大学学报. 2017(11)
[5]水敏感区域雨水系统构建——以北京新机场为例[J]. 任圆,孟瑞明,罗凯,刘京艳,张韵.  给水排水. 2017(09)
[6]MIKE 21模型及其在城市内涝模拟中的应用[J]. 麻蓉,白涛,黄强,杨旺旺.  自然灾害学报. 2017(04)
[7]江苏电网在线动态安全评估系统及应用研究[J]. 王大江,江叶峰,仇晨光,葛亚明,胡昊明,程锦闽.  电力工程技术. 2017(02)
[8]完善北京市防洪排涝体系关键问题研究[J]. 孙晓英,王俊英,胡嘉,刘光东.  人民黄河. 2017(02)
[9]生态水文学视角下的山地海绵城市规划方法研究——以重庆都市区为例[J]. 赵万民,朱猛,束方勇.  山地学报. 2017(01)
[10]培育城市的海绵细胞——以日本城市“雨庭”为例[J]. 赖文波,蒋璐,彭坤焘.  中国园林. 2017(01)



本文编号：3380263