基于改进填洼模型的城市洪涝灾害计算方法

赵刚; 徐宗学; 庞博; 姜其贵; 孟德娟

doi:10.14042/j.cnki.32.1309.2018.01.003

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基于改进填洼模型的城市洪涝灾害计算方法

赵刚, 徐宗学, 庞博, 姜其贵, 孟德娟

文章导航 > 水科学进展 > 2018 > 29(1): 20-30

赵刚, 徐宗学, 庞博, 姜其贵, 孟德娟. 基于改进填洼模型的城市洪涝灾害计算方法[J]. 水科学进展, 2018, 29(1): 20-30. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.01.003

引用本文:

赵刚, 徐宗学, 庞博, 姜其贵, 孟德娟. 基于改进填洼模型的城市洪涝灾害计算方法[J]. 水科学进展, 2018, 29(1): 20-30. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.01.003

ZHAO Gang, XU Zongxue, PANG Bo, JIANG Qigui, MENG Dejuan. Estimation of urban flooding processes based on enhanced inundation model[J]. Advances in Water Science, 2018, 29(1): 20-30. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.01.003

Citation:

ZHAO Gang, XU Zongxue, PANG Bo, JIANG Qigui, MENG Dejuan. Estimation of urban flooding processes based on enhanced inundation model[J]. Advances in Water Science, 2018, 29(1): 20-30. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.01.003

基于改进填洼模型的城市洪涝灾害计算方法

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.01.003

赵刚^1,2,
徐宗学^1,2,,
庞博^1,2,
姜其贵³,
孟德娟³

1.
北京师范大学水科学研究院水沙科学教育部重点实验室, 北京 100875;
2.
城市水循环与海绵城市技术北京市重点实验室, 北京 100875;
3.
北京市城市规划设计研究院, 北京 100045

基金项目: 北京市自然科学基金重点项目（8141003）；国家自然科学基金资助项目（51309009）

详细信息

作者简介:
赵刚(1990-),男,北京人,助理研究员,硕士,主要从事水文模型方面研究。E-mail:gangzhao@mail.bnu.edu.cn

通讯作者:
徐宗学,E-mail:zxxu@bnu.edu.cn

中图分类号: P333.2

Estimation of urban flooding processes based on enhanced inundation model

ZHAO Gang^1,2,
XU Zongxue^{1,2
,},
PANG Bo^1,2,
JIANG Qigui³,
MENG Dejuan³

1.
College of Water Sciences, Beijing Normal University, Beijing 100875, China;
2.
Beijing Key Laboratory of Urban Hydrological Cycle and Sponge City Technology, Beijing 100875, China;
3.
Beijing Institute of City Planning, Beijing 100045, China

Funds: The study is financially supported by the Key Project of Beijing Natural Science Foundation (No. 8141003) and the National Nat-ural Science Foundation of China (No. 51309009).

摘要: 城市水文模型广泛应用于城市雨洪管理研究中，但由于它无法直接给出流域的淹没情况，制约了其在城市洪涝灾害评价中的应用，因此，有必要对其进行改进。本研究开发了考虑下游影响的填洼模型，并将其与较为成熟的城市水文模型相耦合，使改进后的模型可以模拟流域的淹没状况，并在北京市天堂河流域进行了试验研究。结果表明：改进后的模型可以快速模拟流域的淹没水深及淹没范围，其淹没水深结果与相关水动力学方法模拟结果较为一致。天堂河流域河道行洪能力低于20年一遇设计标准，流域洪水风险较大的区域集中在天堂河下游区域和田营沟与永北干渠的交汇处。若在下游区域进行开发，洪水风险还可能会继续增加。
- 城市水文 /
- 填洼模型 /
- 水文模型 /
- 天堂河
Abstract: Urban hydrological models are widely used in urban water management. Compared with a hydrological-hydrodynamic model, urban hydrological models always show some limitations for estimating inundated area rapidly and therefore need to be enhanced. In this research, an enhanced inundation model which considers the feedback of water from lower depression element was developed and coupled to the SWMM model to simulate inundated areas in the Tiantang River basin in Beijing. A comparison with the results from a 2-D hydrodynamics model obtained in previous study showed that the enhanced model can quickly and accurately estimate the depth of inundation. The design standard of flood discharge capacity in the Tiantang River basin is lower than 20-year return period, and high-flood-risk areas are concentrated in downstream sections of the river and around the confluence of Tianting River and the Tianying and Yongbao channels. Flood risk in these downstream areas is also likely to increase with the development of new airports in the Tiantang River basin. This research proposes a new method to estimate urban inundation.
- urban hydrology /
- inundation model /
- hydrological model /
- Tiantang River

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[3]	鲍振鑫, 张建云, 王国庆, 贺瑞敏, 金君良, 王婕, 吴厚发. 基于水文模型与机器学习集合模拟的水沙变异归因定量识别——以黄河中游窟野河流域为例 . 水科学进展, 2021, 32(4): 485-496. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2021.04.001
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[7]	张建云, 宋晓猛, 王国庆, 贺瑞敏, 王小军. 变化环境下城市水文学的发展与挑战——I.城市水文效应 . 水科学进展, 2014, 25(4): 594-605.
[8]	周艳春, 张永强, 许士国. 森林火灾对典型小流域径流影响模拟 . 水科学进展, 2013, 24(2): 190-196.
[9]	孙艳伟, 王文川, 魏晓妹, POMEROY C A, 王富强. 城市化生态水文效应 . 水科学进展, 2012, 23(4): 569-574. doi: CNKI:32.1309.P.20120614.2251.013
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基于改进填洼模型的城市洪涝灾害计算方法

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.01.003

1. 北京师范大学水科学研究院水沙科学教育部重点实验室, 北京 100875;

2. 城市水循环与海绵城市技术北京市重点实验室, 北京 100875;

3. 北京市城市规划设计研究院, 北京 100045

基金项目: 北京市自然科学基金重点项目（8141003）；国家自然科学基金资助项目（51309009）

作者简介:
赵刚(1990-),男,北京人,助理研究员,硕士,主要从事水文模型方面研究。E-mail:gangzhao@mail.bnu.edu.cn

通讯作者: 徐宗学,E-mail:zxxu@bnu.edu.cn

收稿日期: 2017-05-24
刊出日期: 2018-01-25

中图分类号: P333.2

关键词:

摘要: 城市水文模型广泛应用于城市雨洪管理研究中，但由于它无法直接给出流域的淹没情况，制约了其在城市洪涝灾害评价中的应用，因此，有必要对其进行改进。本研究开发了考虑下游影响的填洼模型，并将其与较为成熟的城市水文模型相耦合，使改进后的模型可以模拟流域的淹没状况，并在北京市天堂河流域进行了试验研究。结果表明：改进后的模型可以快速模拟流域的淹没水深及淹没范围，其淹没水深结果与相关水动力学方法模拟结果较为一致。天堂河流域河道行洪能力低于20年一遇设计标准，流域洪水风险较大的区域集中在天堂河下游区域和田营沟与永北干渠的交汇处。若在下游区域进行开发，洪水风险还可能会继续增加。

English Abstract

Estimation of urban flooding processes based on enhanced inundation model

1. College of Water Sciences, Beijing Normal University, Beijing 100875, China;

2. Beijing Key Laboratory of Urban Hydrological Cycle and Sponge City Technology, Beijing 100875, China;

3. Beijing Institute of City Planning, Beijing 100045, China

Funds: The study is financially supported by the Key Project of Beijing Natural Science Foundation (No. 8141003) and the National Nat-ural Science Foundation of China (No. 51309009).

Received Date: 2017-05-24
Publish Date: 2018-01-25

Keywords:

Abstract: Urban hydrological models are widely used in urban water management. Compared with a hydrological-hydrodynamic model, urban hydrological models always show some limitations for estimating inundated area rapidly and therefore need to be enhanced. In this research, an enhanced inundation model which considers the feedback of water from lower depression element was developed and coupled to the SWMM model to simulate inundated areas in the Tiantang River basin in Beijing. A comparison with the results from a 2-D hydrodynamics model obtained in previous study showed that the enhanced model can quickly and accurately estimate the depth of inundation. The design standard of flood discharge capacity in the Tiantang River basin is lower than 20-year return period, and high-flood-risk areas are concentrated in downstream sections of the river and around the confluence of Tianting River and the Tianying and Yongbao channels. Flood risk in these downstream areas is also likely to increase with the development of new airports in the Tiantang River basin. This research proposes a new method to estimate urban inundation.

赵刚, 徐宗学, 庞博, 姜其贵, 孟德娟. 基于改进填洼模型的城市洪涝灾害计算方法[J]. 水科学进展, 2018, 29(1): 20-30. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.01.003

引用本文:

赵刚, 徐宗学, 庞博, 姜其贵, 孟德娟. 基于改进填洼模型的城市洪涝灾害计算方法[J]. 水科学进展, 2018, 29(1): 20-30. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.01.003

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基于改进填洼模型的城市洪涝灾害计算方法

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.01.003

作者简介: 赵刚(1990-),男,北京人,助理研究员,硕士,主要从事水文模型方面研究。E-mail:gangzhao@mail.bnu.edu.cn

通讯作者: 徐宗学,E-mail:zxxu@bnu.edu.cn

Estimation of urban flooding processes based on enhanced inundation model

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基于改进填洼模型的城市洪涝灾害计算方法

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.01.003

1. 北京师范大学水科学研究院水沙科学教育部重点实验室, 北京 100875; 2. 城市水循环与海绵城市技术北京市重点实验室, 北京 100875; 3. 北京市城市规划设计研究院, 北京 100045

作者简介: 赵刚(1990-),男,北京人,助理研究员,硕士,主要从事水文模型方面研究。E-mail:gangzhao@mail.bnu.edu.cn

通讯作者: 徐宗学,E-mail:zxxu@bnu.edu.cn

English Abstract

Estimation of urban flooding processes based on enhanced inundation model

1. College of Water Sciences, Beijing Normal University, Beijing 100875, China; 2. Beijing Key Laboratory of Urban Hydrological Cycle and Sponge City Technology, Beijing 100875, China; 3. Beijing Institute of City Planning, Beijing 100045, China

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作者简介:
赵刚(1990-),男,北京人,助理研究员,硕士,主要从事水文模型方面研究。E-mail:gangzhao@mail.bnu.edu.cn

通讯作者:
徐宗学,E-mail:zxxu@bnu.edu.cn

1. 北京师范大学水科学研究院水沙科学教育部重点实验室, 北京 100875;

2. 城市水循环与海绵城市技术北京市重点实验室, 北京 100875;

3. 北京市城市规划设计研究院, 北京 100045

作者简介:
赵刚(1990-),男,北京人,助理研究员,硕士,主要从事水文模型方面研究。E-mail:gangzhao@mail.bnu.edu.cn

1. College of Water Sciences, Beijing Normal University, Beijing 100875, China;

2. Beijing Key Laboratory of Urban Hydrological Cycle and Sponge City Technology, Beijing 100875, China;

3. Beijing Institute of City Planning, Beijing 100045, China