成果名称: 城市地表径流数字模拟及其内涝预警
完成单位: 广东省生态环境技术研究所
主要人员: 李铖,程炯,张会,刘通,曹峥,刘晓南
介绍:

    一、课题来源与背景 课题为广东省科学技术厅支撑的广东省科技计划项目,立项编号:2016A020223009,研究时间:2016-01-01至2018-12-31。随着城市化发展,城市内涝灾害日益成为威胁可持续发展的重大挑战。区别于自然生态系统,城市建筑物、不透水面和排水管道存在增加地表径流的复杂性和不确定性,城市地表径流精准模拟成为内涝预警的关键技术。基于以上考虑,本项目以广州市中心城区为例,基于高分辨率遥感、GIS和SWMM城市水文模型,精确提取城市地表径流,开展基于不同雨强下城市内涝风险评价,模拟低影响开发措施(LID)以及灰绿措施组合对内涝缓解作用,并在此基础上开发了一套城市内涝预警体系,提高城市防灾减灾水平。

     二、技术原理及性能指标 根据城市内涝预警系统需求,采用GIS技术、SWMM模型技术及物联网传感等技术,并结合空间分析方法和大型空间数据库系统,对各种信息资源进行全面的整合、重组、模拟、分析,开发了一套城市内涝预警系统,实现对城区雨情实时发布和涝情及时预警。

    三、技术的创造性与先进性 无创造性,主要是技术集成。

    四、技术的成熟程度、适用范围和安全性 本项目研发的内涝预警系统,尚处在研发初期,不成熟,需要是在实践中进一步验证模型稳定性和可操作性。

    五、应用情况及存在的问题 尚未推广应用。存在的问题:(1)有待于进一步考虑城市空间异质性与排水管网复杂性,发展与完善城市内涝模型。当前的技术主要基于SCS与库容曲线建立城市内涝模拟,侧重不透水面产流在低洼地区积水分配,而且将城市排水系统排水能力简化为一年一遇的排水标准(42.5mm/h),模型结果为最终淹没深度,不能表示内涝过程中深度动态变化。该模型对内涝过程的概化影响了模型精度。通过实际内涝点与模型模拟结果的对比,显示存在模型模拟范围外的内涝点。受限于数据与计算效率,模型将研究区排水能力均质化,未考虑城市内部高度异质化地物对径流影响,这在一定程度上影响淹没深度。在后续研究中,我们将在收集排水排水管网基础上建立城市内涝的二维水力模型,模拟内涝区在降雨事件中的积水深度变化过程,为城市内涝风险评估提供更为详细的信息。(2)在灰绿组合措施选择时,未考虑空间优化及成本-效益评估。在城市内涝的缓解措施选择中,除了考虑所选措施对城市径流及内涝点削减效果外,还需考虑LID措施空间优化布局,所选措施成本及未来的运营费用、生态环境效益等。本项目在LID选择时,参照前人研究成果并根据研究区土地覆被类型,选取了在径流削减方面表现较忧的绿色屋顶、雨水桶、透水铺装。之后利用模型模拟证明所选灰绿组合措施方案能有效解决研究区100年一遇降雨强度1小时降雨产生的内涝问题。在后续的研究中,我们将优化灰绿组合措施空间布局,分析其成本-效益分析,为研究区内涝缓解提供切实可行的方案。

    六、历年获奖情况 无。

批准登记号:
登记日期: 2019-12-03
研究起止时间: 2016-01-01至2018-12-31
所属行业: 科学研究和技术服务业
所属高新技术类别: 环境保护
评价单位名称: 广东省科学技术厅
评价日期: 2019-04-30