城市洪水模型在东莞城区洪水风险图编制中的应用.pdfVIP

doi：10．3969／j．issn．1001．9235．2013．04．004 2013年第4期 ·PEARLRIVER 人 民珠江 城市洪水模型 在东莞城区洪水风险图编制中的应用 周浩澜 (惠州市水利水电建设管理中心，广东 惠州 516003) 摘 要：城市中密集的建筑和复杂的地下管网，给城市洪水模型构建及模拟带来了巨大困难，在很大程度上阻碍了 城市洪水风险图技术的发展。为解决城市洪水模拟中密集的建筑和复杂的地下管网的问题，采用基于容积率系数 二维浅水方程法模拟城市地表径流，并耦合动力波管网模拟方法，建立城市洪水模型。结果表明，该模型能够较好 的模拟东莞城区城市洪水形势，同时，基于模型编制了东莞城区洪水风险图，为东莞城区防洪减灾提供 了重要决策 支持。 关键词：洪水风险图；数值模拟；城市洪水；浅水方程 中图分类号：TV131．2 文献标识码：A 文章编号：1001—9235(2013)04-0013-04 0 前言 近年来 ，随着城市洪水的加重 ，城市洪水风险图编制引 在我国经济持续快速发展的推动下，城市化发展速度十 起社会广泛的关注和广大学者的深入研究。国外学者开发 分迅猛 ，城市化程度越来越高。城市化进程中，大片耕地和 了TRENT_4J、LISFLOOD—FP 等模 型，我国耿艳芬 在城 天然植被被街道、工厂和住宅等建筑物所代替，人们不断填 市水文模拟做了一些探索性研究，天津气象科研所与中国水 埋城市中的湖 白、池塘和水坑等洪水调蓄洼地，并人工缩窄、 利水电科学研究院减灾中心、天津大学建工学院合作，研制 封盖原城市中天然河道泄水通道或填埋天然排水小水沟。 了天津市城 区沥涝仿真模型 (UFDSM—UrbanHoodDy— 人类的上述种种活动，对城市水文效应产生了巨大影响：一 namicSimulationMode1)。然而，以上模型大多未考虑城市中 方面，由于城市聚居人 口密度大，工业、商业发达，污尘排量 密集的建筑物或者只是简化处理。 显著增加 ，使得城市的热岛效应 、凝结核效应 、高层建筑障碍 为了更好的反映城市中密集建筑物的影响，采用基于容 效应增强，造成市区降雨量增加，导致城市洪水发生概率增 积率系数的二维浅水方程法 模拟城市地面径流过程，同时 大；另一方面，由于城市地面硬化，城市地表粗糙系数变小， 耦合管网一维动力波求解模型，构建城市洪水模型，并应用 屋顶和硬质地面等不渗透面积的大幅增加，透水面积缩小， 到东莞城区洪水风险图的编制中，为东莞市城区防洪减灾、 城市地下布满排水管道，蒸发、截留、下渗、填洼和地下径流 编制防汛应急预案、部署防汛抢险措施 、评估洪涝灾情，城区 减少 ，而地表径流、径流总量增加，径流系数增大，造成洪水 防洪及排水规划、设计 、管理，规定洪水风险区建筑物设计与 总量增多、洪峰流量加大 、洪水汇流时间缩短、汇流速度变 建设标准，城区洪水风险分析管理提供参考和决策支持。 快、洪峰出现时间提前等_lI2J，使得城市洪水的排蓄条件加 1 城市洪水模型 剧恶化 ，极易产生 内涝。201l和 2012年夏季的几场暴雨，令 1．1 地面径流模拟 北京 、上海、武汉、杭州 、长沙、扬州、深圳、南昌等城市纷纷变 为了模拟高密度建筑群下城市洪水水流形势，引人容积 成了 “水城”，城市内涝已经成为一个非常严重的问题。 率系数用以反映城市建筑物对城市水流流动的影响。在引 洪水灾害风险评估和区划是整治城市内涝一项重要的 入容积率系数时，需要考虑城市建筑对水流的两大方面的影 非工程性措施，洪水灾害风险评估和区划一个重要参考依 响，一是影响单元蓄水量 ，二是影响单元间物质传输，因此需 据即为洪水风险图。在城市洪水风险图的编制 中，洪水淹没 要包含两个方面含义：一方面为蓄水容积率系数，表示单元 模拟是其前提和重要内容，