山地丘陵城市汇水区划分方法及内涝模拟分析

构建山地丘陵城市排水管网模型时,山岭大面积的雨水汇水区成为研究者必须考虑的问题。针对山岭汇水特点和非线性水库汇流模型的缺陷,提出基于等流时线的山岭汇水区划分方法,将山岭雨水通过虚拟节点和管段排入管网系统。以Z市某辖区排水管网的InfoWorks ICM模拟过程为例,研究了基于等流时线的汇水区划分方法和常规泰森多边形汇水区划分方法对模拟结果的影响。结果表明,采用基于等流时线的山岭汇水区划分方法时,模拟结果与山岭地区雨水汇流过程更为吻合,对该类区域排水管网的排水能力评估和内涝模拟具有一定的借鉴意义。     

基于Global mapper耦合SWMM模型的城市内涝控制研究

针对城市内涝积水及径流污染,以青岛市部分区域为试验区域,基于Global mapper建立的模型,获得精确的数据.通过GIS转换信息和SWMM进行模拟分析,在初始检查井所在汇水区布置低影响开发(LID)措施,对比分析布设LID措施前后汇水区参数、检查井积水情况、管道负荷和径流污染物浓度的变化,研究分析LID措施的调控效...     

基于GIS和SWMM的精细化水文表征方法

SWMM是模拟城市降雨径流响应的动态模型，其汇水区的空间元素细分方式和水文表征直接影响模拟结果。为此，提出了基于GIS对汇水区的土地利用进行精细化分类的方法，并将下垫面信息通过物理水文定义，反馈、模拟到SWMM的汇水区水文表征和低影响开发（LID）模块描述中，直接影响水文汇流过程。与常规水文构建方法相比，精细化模型中增加的缓冲渗透区可以接收来自间接不透水区的径流，更符合实际径流走向，提高了模型精度。在相同降雨重现期下，精细化模型模拟得到的径流总量、径流峰值和溢流总量均比常规模型要小。同时，该方法可以更合理地模拟LID措施的水文作用，可为LID措施提供因地制宜的布设空间和比例。     

基于GIS的北京市再生水回用管网规划研究

针对北京市再生水回用管网系统的规划问题，以GIS为技术手段，建立了Geo Database格式的规划数据库，构建了再生水回用管网的GIS几何网络模型。基于土地利用规划，提出了利用划分泰森多边形进行节点回用水量统计的方法。结合水力计算模型，对再生水回用管网供水分区划分方案进行调整，并以冬季工况进行了校核。利用管网水质计算模型模拟了冬、夏季工况的余氯衰减情况，并提出了再生水厂出厂水的余氯浓度控制值。     

不同重现期下的城市暴雨径流模拟研究

银川市金凤区中部是银川市新城区海绵城市示范区,因此选定银川市金凤区中部为研究区,以银川DEM(5m)数据、土地利用数据、排水管网数据、降雨数据为数据源,基于地理信息系统(Geographic Information Systems,GIS)技术和SWMM(storm water management model,SWMM)模型,从不同重现期下的子汇水区径流模拟、排水管网排水能力评估和城市内涝风险区域预测三方面对银川市内涝防治提供可行性建议,得到以下结论:子汇水区的总降雨量、地表蓄水量、地表径流量、径流系数均随重现期增加而增加;当节点所处地势低洼、汇流面积较大、其上下游节点均存在溢流情况时,节点的溢流情况较严重;当管网布设附近子汇水区较密集、经过的子汇水区面积较大、位于排水系统下游时,管网排水能力欠佳;研究区在降雨强度较小时,已存在内涝高风险区域,面积占比较小;随着降雨强度增加,高风险区域面积逐渐增大.以上结论为缓解银川市城市内涝灾害问题提供借鉴.     

不同重现期下的城市暴雨径流模拟研究

银川市金凤区中部是银川市新城区海绵城市示范区,因此选定银川市金凤区中部为研究区,以银川DEM(5m)数据、土地利用数据、排水管网数据、降雨数据为数据源,基于地理信息系统(Geographic Information Systems,GIS)技术和SWMM(storm water management model,SWMM)模型,从不同重现期下的子汇水区径流模拟、排水管网排水能力评估和城市内涝风险区域预测三方面对银川市内涝防治提供可行性建议,得到以下结论:子汇水区的总降雨量、地表蓄水量、地表径流量、径流系数均随重现期增加而增加;当节点所处地势低洼、汇流面积较大、其上下游节点均存在溢流情况时,节点的溢流情况较严重;当管网布设附近子汇水区较密集、经过的子汇水区面积较大、位于排水系统下游时,管网排水能力欠佳;研究区在降雨强度较小时,已存在内涝高风险区域,面积占比较小;随着降雨强度增加,高风险区域面积逐渐增大.以上结论为缓解银川市城市内涝灾害问题提供借鉴.     

RTK点校正的参数稳定性优化方法研究

公共点的空间分布均匀程度与密度都会极大地影响转换参数解算结果的稳定性,进而影响RTK外业数据采集结果的可靠性。据此本文研究并提出了基于泰森多边形面积的加权算法,通过实地测量数据对比分析加权与否对不同控制点组合的RTK测量成果坐标转换参数的稳定性。结果显示,当测区控制点密度较低时,基于泰森多边形面积加权的参数解稳定性显著优于不加权结果。通过面积加权,不同公共点分布的坐标平移参数解稳定性最高。由此可知,通过对测区公共点进行泰森多边形面积加权,能够有效抑制转换参数求解时控制点点位密度及其空间分布均匀程度对RTK测量成果的影响,从而大幅提高观测结果的可靠性。     

采用SWMM模拟LID市政道路的雨洪控制效果

采用SWMM软件模拟建设项目低影响开发(LID)设施的雨洪控制效果是LID规划设计的重要依据。以深圳市光明新区某已建LID市政道路为例,介绍了LID市政道路的SWMM模型建立方法,包括汇水区的划分、LID设施的定义、设计降雨的选择等内容。模拟结果表明,相比传统设计道路,LID设计道路能够有效削减年雨水径流总量和典型场降雨的峰值流量。     

多箱式组合梁桥梁格模型截面特性修正研究

为了建立合理的梁格模型截面刚度取值方法,以一分离式钢混组合箱梁桥为对象建立三维板壳元模型,利用其计算结果修正梁单元截面刚度。结果表明:在偏载作用下,梁格模型计算精度较低;遗传算法修正截面参数后能有效地提高梁格模型计算精度;划分梁格时,纵向梁格划分宜偏向边梁,纵梁抗扭刚度宜按换算截面计算值的70%~80%取值。     

基于SWMM的海绵城市小区雨洪控制效果评价

"海绵城市"的提出为解决城市内涝问题提供了新的思路和方法。武汉市为全国"海绵城市"建设首批试点城市之一,试点建设还处于探索阶段,雨洪控制效果未得到验证。笔者以武汉市青山某小区为研究对象,通过SWMM建立海绵城市小区模型,针对汇水区的划分、海绵设施的定义、参数率定及模型验证、设计降雨的选择等方面作了研究。结果表明:相比传统小区,海绵城市小区能够有效削减雨水年径流总量和典型场降雨的峰值流量、径流总量,但对洪峰迟滞作用并不明显。     

基于GIS和SWMM的雨洪模型构建方法研究

SWMM模型成功运行的关键在于模型前期数据的处理及导入,但由于模型模拟所需的下垫面资料繁杂庞大,所以直接利用SWMM模型进行处理较为困难。GIS作为一款现代化的地理信息处理系统可以方便地进行模型构建所需的子汇水区划分、管网概化以及平均坡度、不透水面积率等属性的计算与提取。为评估所构建模型的合理性,以福建省泉州市永春县岵山镇为例,基于GIS进行资料的前期处理并导入SWMM模型,最后利用实测降雨曲线与模型模拟曲线的趋势拟合程度判断模型的准确性。结果表明,所构建的SWMM模型能够对雨洪过程进行较好的模拟。     

基于SWMM的海绵城市道路雨洪控制效果评估

为量化评估LID措施在市政道路中的雨洪控制效果,探讨海绵城市理念在市政道路设计中的应用,以昆明市官渡区241路为研究对象,通过建立海绵城市道路的SWMM模型,围绕汇水区概化、降雨条件设计、模型参数选择、率定及验证等方面探讨海绵城市道路雨洪控制效果.研究表明,海绵城市道路能够有效地削减场降雨的峰值流量、径流总量及年降雨径...     

基于GIS的降雨滑坡渗流–稳定实时评价方法研究

降雨是诱发滑坡灾害的主要因素之一。阐述了不同降雨强度下的雨水在边坡体中的渗透过程,其中考虑了不同降雨强度下的土壤入渗能力变化、降雨入渗量及降雨入渗前锋界面与地下水位的转化关系。将经典的Green-Ampt模型与三维极限平衡模型耦合,假定入渗区域饱和,并考虑任意降雨强度,建立了基于GIS栅格数据格式的降雨渗透-稳定实时评价模型,来定量评价斜坡体的实时稳定状态。通过模型算法和例题分析验证了本文所提方法可对单体滑坡进行实时稳定性分析。     

滨海区域LID措施模型的模拟效果分析

以某滨海城市填海区域为研究对象,利用PCSWMM软件建立该区域的雨洪管理模型,分析LID措施和潮汐现象对规划地块雨水径流和地面积水的影响。结果表明,在有潮汐作用、降雨重现期分别为1年和5年的情况下,LID设施对径流量和径流峰值的削减率分别为53. 77%、24. 02%和48. 08%、23. 41%;在无潮汐作用(管道自由出流)、降雨重现期分别为1年和5年的情况下,LID设施对径流量和径流峰值的削减率分别为52. 38%、24. 02%和46. 69%、23. 41%。由模拟结果可知,LID措施对滨海城市地面积水状况具有一定的缓解作用;潮汐现象本身对研究地块的出流量和地面积水情况有一定影响。     

降雨循环条件下高切坡稳定性演化过程及预测方法

为进一步揭示降雨循环条件下基岩型台阶状高切坡的降雨入渗及稳定性演化过程,以乐西高速马边至昭觉段某粉质黏土覆盖层基岩型台阶状高切坡为研究对象,通过室内干湿循环试验建立土体抗剪强度参数劣化数学模型;利用Geo-studio数值模拟软件研究多工况降雨循环下高切坡降雨入渗过程,揭示不同降雨循环工况下及雨后高切坡内部渗流场及稳定性变化规律,建立降雨型高切坡稳定系数逐年劣化方程;结合室内试验及数值模拟结果,建立该类高切坡稳定系数预测方法。研究结果表明:降雨入渗过程中高切坡潜在滑移面形状及位置并不发生明显变化,且表现为高切坡深处圆弧面及基岩积水面的组合型滑面;相同降雨时间内,高切坡降雨入渗深度及稳定性劣化幅度与降雨强度成正相关;单次降雨循环周期内,高切坡稳定性劣化幅度与降雨循环次数成负相关;高切坡降雨入渗深度或入渗总量越大,雨后高切坡稳定系数回升越小;高切坡稳定系数劣化系数采用土体抗剪强度参数劣化系数平均值较为安全合理,所建降雨型高切坡稳定系数预测方法具有较高的精度。     

深层隧道排水系统规划设计中降雨点面关系研究

为给深层排水隧道等大口径排水系统规划和工程设计提供计算支撑,基于深隧服务范围内的七个雨量站的分钟降雨资料,采用垂直平分法(泰森多边形法),对降雨点面折减系数进行推求,并结合国内外相关研究成果对点面折减系数进行分析,得出了满足广州市中心城区深隧规划设计需要的降雨点面关系函数曲线,该研究思路及方法也可为其他城市降雨点面关系研究提供借鉴和参考。     

青岛市东岸城区小学教育资源空间布局研究

以青岛市东岸城区小学教育资源为例,采用核密度分析、指标信息熵模型、基于泰森多边形改进的学区划分模型等方法,从数量、质量、可达性三方面对青岛市东岸城区小学空间布局进行分析.研究结果表明青岛市东岸城区小学教育资源呈现西密东疏,南多北少的不均衡分布特征,由于与人口耦合紧密度不够,导致整体可达性较差.据此提出优化建议,旨在为后...     

武汉市二环线交通量预测模型

为了提高武汉市二环线交通量预测精度,充分应用区域经济学分区理论,采用四阶段交通量预测法分别建立出行生成模型、出行分布模型、方式划分模型和分配模型,并根据现状调查值对模型计算值进行了校核。     

复杂条件下长大隧道涌水预测 及其对环境影响评价

 隧道涌水不但影响施工进度、施工费用、稳定和安全,也会引起地下水位的下降。由于环保意识的增强,对隧道涌水控制已成为隧道设计、施工和建设的重要部分。考虑降雨补给、真实三维地形、隧道埋深及时空开挖对隧道涌水的影响,利用地理信息系统(GIS)和FLAC3D对日本九州地区新干线筑紫隧道涌水及其对地下水位的影响进行分析。首先利用GIS中的水理分析将所研究的筑紫隧道周围区域划分为若干个小的流域,对每一个小流域利用tank模型进行降雨渗透分析;然后利用数值三维模型对隧道开挖阶段和使用后的涌水及其对地下水位的影响进行时空预测和分析。     

基于机器学习的矩形钢管混凝土柱偏压承载力预测

矩形钢管混凝土偏心受压构件作为主要受力构件,准确预测其承载力是保障结构安全的重要前提。采用机器学习方法对矩形钢管混凝土柱偏压承载力进行建模预测。建立了包含804个构件的试验数据库,并通过受力机制与数据相关性分析相结合的方法确定机器学习模型的输入参数;采用BP神经网络、RBF神经网络、高斯过程回归等机器学习算法和多元线性回归方法,建立了其偏压承载力预测模型,并对预测结果进行对比分析。结果表明：几何和荷载参数与偏压承载力之间可呈正相关性或负相关性,而材料参数与偏压承载力之间仅呈正相关性,上述相关性同时受到荷载偏心方向的影响;所建立的3种机器学习模型基于总数据库的预测精度与按偏心方向划分数据库的预测精度相近,表明模型能够反映偏心方向对承载力的影响,避免了进一步划分数据库的需求;高斯过程回归模型的预测精度最高,对数据库中超过60%构件的预测误差小于5%;与设计规范和以往研究中的方法相比,所建立的机器学习模型整体上具备更高的预测精度和更广的适用范围。