基于物理模型实验的城市道路雨水口平立结合改造对积水防涝影响研究

道路雨水口是城市排水系统的重要组成部分,其泄流能力直接影响城市道路的积水程度。北京在“十四五”期间将对全市23万处雨水口进行平立结合改造。为保障雨水口改造的效果,开展了偏沟式雨水口和联合式雨水口物理模型试验。通过377组工况试验,研究了雨水口是否按规范要求比周边地面下沉3 cm、雨箅子形式、雨箅子堵塞程度、雨水管道淤堵程度、道路积水深度等因素对雨水口收水率和泄水能力的影响。结果表明：(1)雨水口箅面标高是否按规范下沉对道路积水内涝影响较大。(2)在排水管道能力充足的情况下不同雨箅子形式对下沉雨水口的收水能力影响不大。(3)道路积水一定深度后雨水口的过流能力决定于与其连接的雨水管道自身的排水能力。(4)雨箅子堵塞情况下,联合式雨水口的泄流能力要强于偏沟式雨水口。(5)联合式雨水口的抗堵塞能力明显优于偏沟式雨水口。依据实验结果提出了通过雨水口平立结合改造治理积水内涝的建议,研究成果可为道路雨水排水系统的设计、建设和改造提供理论参考和技术支撑。     

世界城市与北京市的水务发展指标比较研究

以伦敦、纽约、巴黎、东京等4座世界城市为研究对象,从水资源自然禀赋和水务发展现状两方面,选择能够反映城市水务发展水平的指标进行比较分析,摸清北京市与世界城市在水务领域的差距,并提出支撑建设世界城市的北京水务指标体系。     

城市内涝应对措施改善效果分析——以清河上清桥为例

近日,城市暴雨内涝事件日渐突显,城市内涝减控成为当今研究的热点和难点。以北京市典型积水区上清桥区域为例,构建城市精细化洪涝模型并验证了其适用性,模拟研究区在增设泵站、管网系统改建、低影响开发措施建设以及闸坝洪水调度4种内涝减控措施条件下的内涝改善情况。分析结果表明,增设泵站的改善效果最好,管网改建和海绵措施的改善效果相似,闸坝洪水调度改善效果最小;海绵措施建设在内涝积水面积方面改善效果显著;添设泵站和改建管网在内涝积水时间方面改善效果显著。     

北京城市交通防汛管理现状与挑战

交通防汛管理是历年来城市防汛工作的重点和难点。系统总结了北京市近年来道路积滞水灾害概况并剖析其原因,主要包括:(1)排水设施标准偏低;(2)城区不透水面积增加;(3)断头路和断头管的影响等。为降低灾害损失,北京市在汛期交通应急指挥体系建设、易积滞水点改造、工程规划前期等领域采取了系列改进措施。虽然这些措施已取得良好的效果,但是在精准确定洪涝风险区、实时发布动态预警及径流源头控制等方面还存在着不足之处。建议从以下3个方面进行改进:(1)利用洪涝模拟技术提升规划道路系统防洪排涝安全设计标准:(2)应用大数据技术主动发布积水信息帮助公众调整出行计划;(3)深入贯彻落实海绵城市建设理念,多措并举从源头控制道路雨水径流。上述建议有助于提升交通系统的防洪排涝水平,提高应急处理能力,削减城市雨水径流总量,进而可保障城市交通系统汛期安全运行,服务于海绵城市构建的远景目标。     

北京市农业灌溉用水智能计量管理存在问题与对策

介绍了两个示范区的农业智能计量系统的软件平台、硬件设备及运行管理情况,系统运行期间市水务局组织专项调研,对工程效果进行评估,认为工程节水及社会效果显著:示范区节水达10%以上,农户节水意识增强;水费收缴率100%,促进了小型农田水利工程建设、管理和维护的良性循环;用水社会管理成本下降,用水矛盾骤减,购水便捷;村委管理效率提升;水务管理部门实现灌溉用水适时动态监控,促进了精细化管理。该系统可为农业用水总量控制和用水效率控制制度的有效落实提供基础数据支撑。还从规划、标准、选型、建管与政策等方面对全市推行农业用水智能计量管理进行了分析。     

北京城区防汛网格化管理模式设想

鉴于近年来北京城区暴雨内涝灾害频繁发生,防汛工作面临着内容多、密度大、时间紧与要求高的难点,系统分析了传统城区防汛管理模式存在的不足,探索了城市网格化管理对于创新城区防汛工作的可借鉴意义,基于地理信息和互联网+等关键技术,从防汛网格、系统平台和运行机制等3个方面提出了健全城区防汛网格化管理的对策建议。为推动防汛的规范化、精细化、智能化和社会化提供重要参考价值。     

基于气象雷达反演和云图外推法的临近期降雨预报方法研究

开展精准化临近期降水预报是开展实时洪涝预测预警的基础。传统的临近期降水预报一般基于气候模式进行数值预报,计算时间较长、空间分辨率低,预报精度仅为15%～20%,难以满足洪涝灾害预测预警需求。为快速、高精度、高空间分辨率预报降水过程,本研究提出了一种基于气象雷达反演和云图外推法的临近期降雨预报方法。主要包括：(1)采用金字塔光流法(Pyramid Lucas Kanade Optical Flow,简称LK光流法)进行云的运动矢量计算,根据运动矢量计算云团的运移位置;(2)提出基于回波强度和梯度特征的云层类型自动识别方法;(3)利用回波反射率与降水强度间的关系进行临近期降水量的反演及预报;(4)对预报结果进行落区精度评估和量级精度评估。2019—2020年四场降水实验研究结果表明：该方法可以实现0～1 h近实时1km高空间分辨率预测,而且预测期内的降水落区预测精度较高,平均精度可达60%;对落区内雨量站的量级精度进行对比分析得出四场降水的偏差BIAS分别为0.23 mm、3.56 mm、-7.12 mm、-5.15 mm,均方根误差RMSE分别为5.09 mm、8.45 mm、21.23...     

城市河道防汛特征水位划定方法研究

河道防汛特征水位是洪水预警和科学调度的基础,但是城市河道受人类干扰大,功能复杂,防洪隐患多样等因素影响,目前在城市河道防汛特征水位划定方面没有统一的划定原则和方法。针对该问题,本文以北京市清河为例,开展城市河道防汛特征水位划定研究,统筹考虑河道功能、洪水预警、防汛预案、防护对象等要素,提出了防汛特征水位划定原则,还建立了基于数值模拟技术和数理统计技术的划定方法,并对清河沿线9个代表断面进行防汛特征水位划定。结果表明警戒水位为45.14～24.98 m,保证水位为45.47～26.39 m,两者之差为0.33～1.41 m,平均值为0.75 m。计算结果与"2012-07-21"和"2016-07-20"典型场次暴雨洪水测量最高水位数据一致性较好,表明成果能直观快速地揭示清河的汛情和险情。本成果可为河道汛期预警、水位站网完善和防汛应急管理提供重要的技术支撑。     

北京市“23·7”特大暴雨洪涝淹没范围识别分析

为掌握“23·7”特大暴雨后北京市受灾情况,利用高分三号(GF-3)和资源一号(ZY-1)卫星数据,通过双极化水体指数SDWI提取北京市总体洪水淹没范围,采用专题信息判读法对北京市重点行政区淹没范围进行精准识别,并结合全市内涝舆情数据对淹没范围提取结果进行验证。结果表明:提取的灾后洪涝淹没范围与积水内涝诉求点位分布一致,其中房山区诉求次数最多、最密集;暴雨导致北京市地表水体面积约增加382.75 km²,增幅约为113.2%,其中西部昌平、门头沟、房山三区受灾最严重。利用SAR和可见光影像的互补性,能够为洪涝灾前防御和灾后分析提供技术保障,满足汛期应急监测需求。     

基于DEM的河网提取方法对比分析

对由RiverTools和Arc/Info提取的流域河网特征进行对比分析,两种方法得到的河网比较一致,但是分水线,特别是计算的流域面积差别较大,RiverTools的计算结果更接近实际情况。Arc/Info的可视化程度高,有利于问题的分析。在流域水文研究,特别是水文模拟研究中可将两种方法结合起来。