设计暴雨雨型对城市内涝影响数值模拟

侯精明; 郭凯华; 王志力; 荆海晓; 李东来

doi:10.14042/j.cnki.32.1309.2017.06.003

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设计暴雨雨型对城市内涝影响数值模拟

侯精明, 郭凯华, 王志力, 荆海晓, 李东来

文章导航 > 水科学进展 > 2017 > 28(6): 820-828

侯精明, 郭凯华, 王志力, 荆海晓, 李东来. 2017: 设计暴雨雨型对城市内涝影响数值模拟. 水科学进展, 28(6): 820-828. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.06.003

引用本文:

侯精明, 郭凯华, 王志力, 荆海晓, 李东来. 2017: 设计暴雨雨型对城市内涝影响数值模拟. 水科学进展, 28(6): 820-828. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.06.003

HOU Jingming, GUO Kaihua, WANG Zhili, JING Haixiao, LI Donglai. 2017: Numerical simulation of design storm pattern effects on urban flood inundation. Advances in Water Science, 28(6): 820-828. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.06.003

Citation:

HOU Jingming, GUO Kaihua, WANG Zhili, JING Haixiao, LI Donglai. 2017: Numerical simulation of design storm pattern effects on urban flood inundation. Advances in Water Science, 28(6): 820-828. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.06.003

设计暴雨雨型对城市内涝影响数值模拟

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.06.003

1.
西安理工大学水利水电学院, 陕西西安 710048;
2.
南京水利科学研究院, 江苏南京 210029

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（19672016；41330858）

详细信息

作者简介:
侯精明(1982-),男,河北怀安人,教授,博士,主要从事地表水动力及其附随过程数值模型研究。E-mail:jingming.hou@xaut.edu.cn

中图分类号: P333.2

Numerical simulation of design storm pattern effects on urban flood inundation

1.
School of Water Resources and Hydroelectric Engineering, Xi'an University of Technology, Xi'an 710048, China;
2.
Nanjing Hydraulic Research Institute, Nanjing 210029, China

Funds: The study is financially supported by the National Natural Science Foundation of China (No.19672016; No.41330858).

摘要: 为分析设计暴雨雨型对城市内涝的影响，应用耦合了水文和水动力过程的数值模型，以陕西省西咸新区为研究区域，对不同重现期及峰值比例设计暴雨条件下的内涝过程进行模拟，并对内涝积水总量、不同积水深度内涝面积等量值进行对比分析。结果表明：设计暴雨重现期短于20年时，峰值比例较小的设计暴雨内涝积水总量较大，而重现期长于20年时，规律相反；除2年一遇设计暴雨外，峰值比例较大的设计暴雨致涝总面积较大，但其中影响严重的Ⅳ级致涝面积较小；设计暴雨峰值比例越小，重现期越长，积水总量峰值时刻相对于暴雨峰值时刻的迟滞时间越长。揭示了暴雨雨型与内涝积水程度的量化规律，对更合理地开展城市雨洪管理工作具有指导意义。
- 城市内涝 /
- 设计暴雨雨型 /
- 数值模拟 /
- 雨峰 /
- 重现期
Abstract: Aiming to investigate the influence of design storm pattern on urban flood inundation, this work applies a numerical model to simulate the hydrological and hydrodynamic processes and analyze urban flood inundation patterns in Xi'an New Area, Shaanxi Province, China. Design hyetographs with different position coefficients for the storm peak and return period are considered. By comparing the simulation results in terms of water depth and inundation extent, it is found that the lower position coefficients of storm peak with the return period less than 20 a may cause more total inundation, but opposite conclusion may be drawn for the storms with the return period greater than 20 a. Apart from the return period of 2 a, the storms with a higher position coefficient of storm peak will result in more total inundation, but the more serious Ⅳ-level inundation is reduced. With a lower position coefficient of storm peak and longer return period, the lag between the times to the peak inundation and to the storm peak becomes bigger. This work demonstrates quantitatively the effects of design storm pattern on urban flood inundation. The research may help make more informed decisions on urban flood management.
- urban flood inundation /
- design storm pattern /
- numerical model /
- storm peak /
- return period

[1]	侯精明, 李钰茜, 同玉, 刘菲菲, 马利平, 梁行行2020: 植草沟径流调控效果对关键设计参数的响应规律模拟 , 水科学进展, 31, 18-28. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.01.003
[2]	徐翔宇, 许凯, 杨大文, 郦建强2019: 多变量干旱事件识别与频率计算方法 , 水科学进展, 30, 373-381. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.03.007
[3]	杨氾, 潘军宁, 王红川2019: 考虑极端天气时港珠澳大桥人工岛设计波浪要素——I.数值模拟中不利台风路径选取 , 水科学进展, 30, 892-901. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.06.013
[4]	陈子燊, 高时友, 李鸿皓2017: 基于二次重现期的城市两级排涝标准衔接的设计暴雨 , 水科学进展, 28, 382-389. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.03.008
[5]	熊立华, 闫磊, 李凌琪, 江聪, 杜涛2017: 变化环境对城市暴雨及排水系统影响研究进展 , 水科学进展, 28, 930-942. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.06.014
[6]	周浩澜, 陈洋波2011: 城市化地面二维浅水模拟 , 水科学进展, 22, 407-412.
[7]	陆桂华, 闫桂霞, 吴志勇, 康燕霞2010: 基于copula函数的区域干旱分析方法 , 水科学进展, 21, 188-193.
[8]	费建芳, 伍荣生, 黄小刚, 王元, 程小平2010: 对称不稳定对梅雨锋暴雨影响的数值模拟 , 水科学进展, 21, 349-356.
[9]	周刚, 王虹, 邵学军, 假冬冬, 胡德超2010: 河型转化机理及其数值模拟——Ⅱ.模型应用 , 水科学进展, 21, 153-160.
[10]	刘曾美, 陈子燊2009: 区间暴雨和外江洪水位遭遇组合的风险 , 水科学进展, 20, 619-625.
[11]	林炳怀, 杨大文2007: 北京城市热岛效应的数值试验研究 , 水科学进展, 18, 258-263.
[12]	邓军, 许唯临, 杨忠超, 曲景学2005: 基岩冲刷的数值模拟 , 水科学进展, 16, 47-51.
[13]	董胜, 郝小丽, 李锋, 刘德辅2005: 海岸地区致灾台风暴潮的长期分布模式 , 水科学进展, 16, 42-46.
[14]	徐枝芳, 党人庆, 葛文忠2005: 卫星资料在暴雨数值模拟中的应用研究 , 水科学进展, 16, 460-467.
[15]	袁新明, 贺治国, 陈华, 毛根海2003: 弯型截止阀流场的PIV显示和数值模拟 , 水科学进展, 14, 231-235.
[16]	槐文信, 柴田敏彦1999: 浅水型河道中扩散器垂向排放的三维数值模拟 , 水科学进展, 10, 1-6.
[17]	岑国平, 沈晋, 范荣生1998: 城市设计暴雨雨型研究 , 水科学进展, 9, 41-46.
[18]	毛晓敏, 杨诗秀, 雷志栋, 何长德, 周凯1997: 叶尔羌河流域裸地潜水蒸发的数值模拟研究 , 水科学进展, 8, 313-320.
[19]	朱禾, E. Rasmussen1997: 一次梅雨暴雨的高分辨率数值模拟研究 , 水科学进展, 8, 212-219.
[20]	张学成, 马秀峰, 丁晶, 邓育仁1996: 多元平稳随机过程游程计算方法的探讨及其应用 , 水科学进展, 7, 231-238.

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设计暴雨雨型对城市内涝影响数值模拟

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.06.003

1. 西安理工大学水利水电学院, 陕西西安 710048;

2. 南京水利科学研究院, 江苏南京 210029

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（19672016；41330858）

作者简介:
侯精明(1982-),男,河北怀安人,教授,博士,主要从事地表水动力及其附随过程数值模型研究。E-mail:jingming.hou@xaut.edu.cn

收稿日期: 2017-05-15
刊出日期: 2017-11-25

中图分类号: P333.2

关键词:

雨峰 /

摘要: 为分析设计暴雨雨型对城市内涝的影响，应用耦合了水文和水动力过程的数值模型，以陕西省西咸新区为研究区域，对不同重现期及峰值比例设计暴雨条件下的内涝过程进行模拟，并对内涝积水总量、不同积水深度内涝面积等量值进行对比分析。结果表明：设计暴雨重现期短于20年时，峰值比例较小的设计暴雨内涝积水总量较大，而重现期长于20年时，规律相反；除2年一遇设计暴雨外，峰值比例较大的设计暴雨致涝总面积较大，但其中影响严重的Ⅳ级致涝面积较小；设计暴雨峰值比例越小，重现期越长，积水总量峰值时刻相对于暴雨峰值时刻的迟滞时间越长。揭示了暴雨雨型与内涝积水程度的量化规律，对更合理地开展城市雨洪管理工作具有指导意义。

English Abstract

Numerical simulation of design storm pattern effects on urban flood inundation

1. School of Water Resources and Hydroelectric Engineering, Xi'an University of Technology, Xi'an 710048, China;

2. Nanjing Hydraulic Research Institute, Nanjing 210029, China

Funds: The study is financially supported by the National Natural Science Foundation of China (No.19672016; No.41330858).

Received Date: 2017-05-15
Publish Date: 2017-11-25

Keywords:

Abstract: Aiming to investigate the influence of design storm pattern on urban flood inundation, this work applies a numerical model to simulate the hydrological and hydrodynamic processes and analyze urban flood inundation patterns in Xi'an New Area, Shaanxi Province, China. Design hyetographs with different position coefficients for the storm peak and return period are considered. By comparing the simulation results in terms of water depth and inundation extent, it is found that the lower position coefficients of storm peak with the return period less than 20 a may cause more total inundation, but opposite conclusion may be drawn for the storms with the return period greater than 20 a. Apart from the return period of 2 a, the storms with a higher position coefficient of storm peak will result in more total inundation, but the more serious Ⅳ-level inundation is reduced. With a lower position coefficient of storm peak and longer return period, the lag between the times to the peak inundation and to the storm peak becomes bigger. This work demonstrates quantitatively the effects of design storm pattern on urban flood inundation. The research may help make more informed decisions on urban flood management.

侯精明, 郭凯华, 王志力, 荆海晓, 李东来. 2017: 设计暴雨雨型对城市内涝影响数值模拟. 水科学进展, 28(6): 820-828. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.06.003

引用本文:

侯精明, 郭凯华, 王志力, 荆海晓, 李东来. 2017: 设计暴雨雨型对城市内涝影响数值模拟. 水科学进展, 28(6): 820-828. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.06.003

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设计暴雨雨型对城市内涝影响数值模拟

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.06.003

作者简介: 侯精明(1982-),男,河北怀安人,教授,博士,主要从事地表水动力及其附随过程数值模型研究。E-mail:jingming.hou@xaut.edu.cn

Numerical simulation of design storm pattern effects on urban flood inundation

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出版历程

设计暴雨雨型对城市内涝影响数值模拟

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.06.003

1. 西安理工大学水利水电学院, 陕西 西安 710048; 2. 南京水利科学研究院, 江苏 南京 210029

作者简介: 侯精明(1982-),男,河北怀安人,教授,博士,主要从事地表水动力及其附随过程数值模型研究。E-mail:jingming.hou@xaut.edu.cn

English Abstract

Numerical simulation of design storm pattern effects on urban flood inundation

1. School of Water Resources and Hydroelectric Engineering, Xi'an University of Technology, Xi'an 710048, China; 2. Nanjing Hydraulic Research Institute, Nanjing 210029, China

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作者简介:
侯精明(1982-),男,河北怀安人,教授,博士,主要从事地表水动力及其附随过程数值模型研究。E-mail:jingming.hou@xaut.edu.cn

1. 西安理工大学水利水电学院, 陕西西安 710048;

2. 南京水利科学研究院, 江苏南京 210029

作者简介:
侯精明(1982-),男,河北怀安人,教授,博士,主要从事地表水动力及其附随过程数值模型研究。E-mail:jingming.hou@xaut.edu.cn

1. School of Water Resources and Hydroelectric Engineering, Xi'an University of Technology, Xi'an 710048, China;

2. Nanjing Hydraulic Research Institute, Nanjing 210029, China