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河道阻塞对行洪能力影响数值模拟研究
1
作者 张凡 侯精明 +2 位作者 马勇勇 景静 张晔 《人民长江》 北大核心 2024年第3期169-176,共8页
为定量探究堵塞体拥堵河道引起的洪泛区淹没情况,以陕西省灞河上游河段为例,基于二维水动力模型模拟了不同流量及堵塞工况下堵塞体上下游水流运动,并计算了淹没水深、淹没范围等。结果表明:垂向堵塞后堵塞位置的上游水深会急剧增大,上... 为定量探究堵塞体拥堵河道引起的洪泛区淹没情况,以陕西省灞河上游河段为例,基于二维水动力模型模拟了不同流量及堵塞工况下堵塞体上下游水流运动,并计算了淹没水深、淹没范围等。结果表明:垂向堵塞后堵塞位置的上游水深会急剧增大,上游断面流速显著减小,在洪峰流量为127 m^(3)/s的工况下,垂向堵塞率100%时上游水深、淹没面积达到未堵塞时的2.36和12.36倍。随着垂向堵塞率的增加,上下游水深差距增大,且该河段垂向堵塞率达到50%以上后,淹没面积会骤增,垂向堵塞率75%时淹没面积较堵塞率50%时增加83.43%;横向堵塞河道时,其上游断面水深增长较缓。此外,与“垂向堵塞率50%+横向堵塞率50%”这一基准工况相比,大流量工况下改变垂向堵塞率,其上游断面水深及淹没面积变化更为显著,而小流量工况下横向堵塞更易造成较大淹没面积。因阻塞河道而造成的淹没范围有限,受影响的河段长度约占总长度22%。研究结果可为类似河流复杂洪水演进分析及减小洪水风险提供理论参考。 展开更多
关键词 河道行洪 淹没范围 垂向堵塞率 横向堵塞率 灞河
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虚拟实景洪涝灾害逃生平台设计
2
作者 王峰 侯精明 +4 位作者 王昕泽 周思敏 王琳 董美君 刘园 《智能城市》 2024年第3期81-83,共3页
文章以虚拟现实技术为基础,通过模拟真实城市及流域场景洪涝演进过程,创造基于虚拟现实的洪涝逃生演练系统,增强洪水来临时人员应急逃生能力。利用Unity3D创建生动逼真的虚拟环境,让体验者身临其境,体验者通过语言、手势等与平台实时互... 文章以虚拟现实技术为基础,通过模拟真实城市及流域场景洪涝演进过程,创造基于虚拟现实的洪涝逃生演练系统,增强洪水来临时人员应急逃生能力。利用Unity3D创建生动逼真的虚拟环境,让体验者身临其境,体验者通过语言、手势等与平台实时互动,让体验者更便捷、更直接地融入虚拟空间。依托Unity3D软件良好的兼容性,浏览操作和实验管理可在PC端、移动端、VR设备等多平台实现,使互联网用户可以更容易了解洪涝灾害逃生,对未来洪涝灾害人员伤亡的减少具有重大意义。 展开更多
关键词 虚拟现实 洪涝灾害 逃生演练 UNITY3D
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专栏导言
3
作者 侯精明 《中国防汛抗旱》 2024年第2期I0005-I0005,共1页
洪涝预报中,核心技术之一是洪涝过程数值模型。目前常用的模型是基于物理过程的城市雨洪过程数值模型和流域水文水动力数值模型。尽管有GPU和CPU并行加速计算技术的支撑,但是对于大范围高分辨率的模拟场景,上述模型的计算时间仍达到小时... 洪涝预报中,核心技术之一是洪涝过程数值模型。目前常用的模型是基于物理过程的城市雨洪过程数值模型和流域水文水动力数值模型。尽管有GPU和CPU并行加速计算技术的支撑,但是对于大范围高分辨率的模拟场景,上述模型的计算时间仍达到小时级,而突发暴雨预报信息发布到洪涝发生可能仅有20 min左右的时间,故模型在时效性方面不能满足实际应用需求,需研究新的技术来提升洪涝模拟预报模型的计算效率。 展开更多
关键词 实际应用需求 物理过程 GPU 预报信息 数值模型 时效性方面 预报模型 流域水文
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基于AI的洪涝过程快速模拟预报方法及应用
4
作者 侯精明 潘鑫鑫 陈光照 《中国防汛抗旱》 2024年第2期1-7,共7页
针对洪涝预报对时效性较高的技术需求,基于AI技术,结合基于物理过程的水文水动力模型,通过对典型暴雨和洪涝过程进行学习训练,形成可快速预报洪涝过程的AI方法。首先构建研究区域洪涝过程的水文水动力数值模型;其次使用水文水动力模型... 针对洪涝预报对时效性较高的技术需求,基于AI技术,结合基于物理过程的水文水动力模型,通过对典型暴雨和洪涝过程进行学习训练,形成可快速预报洪涝过程的AI方法。首先构建研究区域洪涝过程的水文水动力数值模型;其次使用水文水动力模型模拟计算不同降雨下的洪涝过程,形成成果库;再次使用不同类型的AI学习方法,对降雨主要特征要素和洪涝过程的相关关系进行机器学习,并验证该学习方法的可靠性,形成该研究区域洪涝过程的快速模拟预报机器学习模型;最后输入预报降雨值,应用机器学习模型快速预报洪涝过程。分城市内涝和流域洪水两种洪涝类型进行了方法介绍和应用展示。表明所构建的AI模型可在相似精度的基础上,较物理过程模型提速300~400倍。 展开更多
关键词 水文水动力模型 机器学习 城市内涝 AI 洪涝快速模拟预报
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小区尺度雨洪过程模拟及径流分配特性研究
5
作者 官保君 侯精明 +6 位作者 李东来 王添 吕佳豪 范臣臣 高徐军 申若竹 黄绵松 《水力发电学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期24-34,共11页
为了研究小区尺度地表径流各组分占比随不同重现期降雨的变化规律,以西咸新区天福和园小区为研究对象,采用GAST-SWMM耦合模型,以模拟时长及地形边界条件为变量进行研究分析。研究表明:经两场实测降雨过程验证,模型确定性系数分别为0.83... 为了研究小区尺度地表径流各组分占比随不同重现期降雨的变化规律,以西咸新区天福和园小区为研究对象,采用GAST-SWMM耦合模型,以模拟时长及地形边界条件为变量进行研究分析。研究表明:经两场实测降雨过程验证,模型确定性系数分别为0.83和0.82,表明构建的一二维耦合模型精度较高;在本文设置的两种工况下,小区地表径流外排率和管网排水率均随降雨重现期增大而以渐进曲线形式增大,土壤下渗占比和地表填洼率随降雨重现期增大而减小;小区地表径流外排和管网排水主要发生在降雨期间,分别占各自排水总量的94.88%和94.36%;小区地形边界条件对径流过程模拟的影响不容忽视,在有围墙及无围墙工况下平均地表径流外排率分别为9.42%、22.55%。本研究可为地势相对四周较低区域的排水防涝设计提供参考。 展开更多
关键词 城市内涝 径流过程 地表径流外排 分区模型 渐进曲线
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考虑不同水流交换模式的城市洪涝一维二维双向耦合模型
6
作者 王小杰 夏军强 +1 位作者 李启杰 侯精明 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期244-255,共12页
为准确模拟城市洪涝过程,以地表二维流动模型和SWMM一维管流模型为基础,同时考虑地表径流与地下管流交换的3种模式,构建了城市地表与地下管流双向耦合的水动力学模型。采用水槽试验算例和理论算例对耦合模型进行验证,并将耦合模型应用... 为准确模拟城市洪涝过程,以地表二维流动模型和SWMM一维管流模型为基础,同时考虑地表径流与地下管流交换的3种模式,构建了城市地表与地下管流双向耦合的水动力学模型。采用水槽试验算例和理论算例对耦合模型进行验证,并将耦合模型应用到英国Glasgow城市街区,分析排水管网和不同地表地下水流交换模式对城市洪涝过程的影响。结果表明:模型在试验算例和理论算例的模拟中均具有较好的精度和可靠性,模型能够准确地模拟具有排水管网的城市洪涝演进过程;与无排水系统相比,检查井简化法、雨水口法和雨水口-检查井法3种水流交换模式下Glasgow城市街区模拟的最大淹没面积分别减少9.3%、23.2%和24.5%,其中对重度积水的消减作用更显著,淹没面积分别减少43.6%、79.9%和80.9%;检查井简化法的消减作用要远小于雨水口法和雨水口-检查井法,后两者差异较小。雨水口法和雨水口-检查井法比较符合实际情况,且雨水口-检查井法的计算效率更高更简单,因此,在城市洪涝模拟中采用雨水口-检查井法考虑地表径流与地下管流交换过程更符合实际。 展开更多
关键词 城市洪涝 SWMM 地表二维模型 模型耦合 地表径流与地下管流交换
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溃坝洪水演进一维水动力模型
7
作者 吕佳豪 侯精明 +2 位作者 李东来 荆海晓 陈光照 《山地学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期123-131,共9页
中国是受洪水灾害影响最严重的国家之一。洪水数值模型可准确地反映洪水的演进与致灾过程。本研究针对天然河道洪水过程存在的尺度大、水流流态复杂、河道断面形式多变以及计算建模困难等问题,提出一套基于Godunov格式的有限体积法离散... 中国是受洪水灾害影响最严重的国家之一。洪水数值模型可准确地反映洪水的演进与致灾过程。本研究针对天然河道洪水过程存在的尺度大、水流流态复杂、河道断面形式多变以及计算建模困难等问题,提出一套基于Godunov格式的有限体积法离散圣维南方程组的一维水动力模型,并采用求解复杂断面水力要素之间关系的方法,提高了一维水动力模型求解的精度与效率,精确地反映了复杂断面河道的水流运动特性。将模型模拟得到的数值解与算例中的解析解或实测数据进行对比,结果表明:(1)构建的一维水动力模型模拟结果与理想算例解析解及实验实测数据吻合程度均较高,所有算例的E NS均大于0.5,说明模型具有良好的稳定性和适应性;(2)将模型应用至金沙江白格堰塞湖溃坝洪水算例中,模拟得到的流量峰值及整体洪水过程均与实测过程吻合较好,在叶巴滩和苏洼龙两个测点处E NS分别为0.633和0.812,证明了模型在实际应用中的适用性与可靠性。结果表明,开发的一维水动力模型对溃坝洪水等水流流态复杂、突发性强的洪水过程具有良好的模拟效果。本研究可为河道及溃坝洪水风险的初步、快速评估等工作提供有效的模拟支撑。 展开更多
关键词 河道水动力模型 Godunov格式 明渠水流运动过程 复杂断面处理 溃坝洪水
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考虑降雨空间分布的城市内涝对模式雨型响应特征分析
8
作者 梁鑫 侯精明 +5 位作者 陈光照 李东来 潘鑫鑫 吕佳豪 马越 姬国强 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期44-54,共11页
短历时暴雨是形成城市内涝的主要原因,其雨型对内涝致灾影响显著。以陕西省西咸新区沣西新城为研究区域,基于模式雨型设计了具有不同集中度的典型暴雨过程,并考虑了降雨空间分布的不均匀性,应用城市雨洪模型(GAST-SWMM耦合模型)对7种模... 短历时暴雨是形成城市内涝的主要原因,其雨型对内涝致灾影响显著。以陕西省西咸新区沣西新城为研究区域,基于模式雨型设计了具有不同集中度的典型暴雨过程,并考虑了降雨空间分布的不均匀性,应用城市雨洪模型(GAST-SWMM耦合模型)对7种模式雨型在不同重现期下的致涝特征进行模拟分析。结果表明:(1)单峰雨型比双峰雨型具有更强的致涝性,雨峰为中后峰的单峰雨型致涝性更强,雨峰为中峰的单峰雨型在小于50 a重现期下淹没量最大,而在大于50 a重现期下雨峰为后峰的单峰雨型淹没量最大,100 a重现期下其淹没量较雨型Ⅳ增大6.58%;(2)双峰雨型中雨型Ⅴ的致涝性最强,在100 a重现期时,其淹没量较雨型靠前的单峰雨型增加1912.42 m^(3);在大于20 a重现期时,雨型Ⅴ在中风险区的积水面积较雨峰靠前的单峰雨型增大1.81%~2.29%;(3)各雨型在高风险区的积水面积峰现时间随重现期的变化而不同,雨型Ⅵ的峰现时间始终在降雨结束时出现,雨型Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ的峰现时间随着重现期增大而提前;雨型Ⅰ、Ⅲ的峰现时间在小于20 a重现期时随着重现期增大,分别从105 min延后至120 min、110 min,在大于20 a重现期时随着重现期增大,分别从120 min、110 min提前到100 min。城市内涝特征对不同模式雨型条件下的响应规律的研究,可为相关部门抗涝救灾提供参考。 展开更多
关键词 模式雨型 降雨空间分布 城市内涝 GAST-SWMM耦合模型 基尼系数
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基于高效高精度栖息地模型的生态流量研究 被引量：1
9
作者 杨露 侯精明 +5 位作者 王盼 王添 程龙 马轶 高徐军 刘园 《水力发电学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期77-85,共9页
为实现水电开发和生态保护的和谐发展,科学、定量、高效地分析水电站运行对河流生态的影响,已成为当前水利科学研究的热点。本文将基于Godunov格式有限体积法求解的水动力模型与栖息地适宜模型相耦合,并引入GPU加速技术,建立高效高精度... 为实现水电开发和生态保护的和谐发展,科学、定量、高效地分析水电站运行对河流生态的影响,已成为当前水利科学研究的热点。本文将基于Godunov格式有限体积法求解的水动力模型与栖息地适宜模型相耦合,并引入GPU加速技术,建立高效高精度栖息地适宜模型。以野狐峡下游为研究河段,花斑裸鲤为目标鱼类,对不同流量下河段产卵生境进行模拟,以确定电站建成后适宜目标鱼类产卵的生态流量。结果表明:流量在87.5~139m^(3)/s和338~562.5 m^(3)/s时,适宜花斑裸鲤繁殖的有效栖息地面积占其最大值的90.0%以上。为保障产卵栖息地状态良好,建议生态流量在499.2 m^(3)/s附近。该成果对保护黄河上游土著鱼类栖息地具有重要的生态意义,也可为评价水利工程对水生生物的影响提供科学支持。 展开更多
关键词 栖息地适宜模型 水动力模型 GPU加速 生态流量
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渥奇面压强的水力计算 被引量：2
10
作者 侯精明 刘韩生 《人民长江》 北大核心 2007年第8期172-174,共3页
渥奇面为衔接缓坡和陡坡的过渡型曲面。根据渥奇面上垂线流速分布为幂函数的形式,建立起单元水体法向受力平衡的微分方程,并对其进行积分求解,导出了渥奇面上的压强计算式,并通过试验资料确立了流速分布指数与水流佛汝德数的线性关系式... 渥奇面为衔接缓坡和陡坡的过渡型曲面。根据渥奇面上垂线流速分布为幂函数的形式,建立起单元水体法向受力平衡的微分方程,并对其进行积分求解,导出了渥奇面上的压强计算式,并通过试验资料确立了流速分布指数与水流佛汝德数的线性关系式,最后导出了经验证精度符合工程要求的公式。并对该式在渥奇面上的适用范围进行了讨论。该公式可用来检验渥奇面体型是否合理,且对掺气设施的布设有指导意义。 展开更多
关键词 渥奇面 压强 流速分布 空化
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渥奇面上掺气挑坎布设位置的探讨 被引量：1
11
作者 侯精明 刘韩生 宁燕 《中国农村水利水电》 北大核心 2008年第9期99-101,107,共4页
渥奇面上设掺气挑坎,流速大时可能发生散水现象,强烈散水会对泄洪建筑物产生不利影响,应尽可能避免。经试验研究发现散水现象的强弱与掺气挑坎布设于渥奇面上的位置有关,布于下游明显弱于上游。主要原因是加设挑坎后,边界变化的剧烈程... 渥奇面上设掺气挑坎,流速大时可能发生散水现象,强烈散水会对泄洪建筑物产生不利影响,应尽可能避免。经试验研究发现散水现象的强弱与掺气挑坎布设于渥奇面上的位置有关,布于下游明显弱于上游。主要原因是加设挑坎后,边界变化的剧烈程度不同,上游边界变化更为剧烈。实际布置中,在合理保护范围内,在不发生散水等不良水力现象的基础上,应将掺气挑坎尽量往上游布置,目的是增大保护范围,提高安全性能。 展开更多
关键词 掺气挑坎 渥奇面 掺气减蚀 布设位置
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超标暴雨下城市雨水管网排水效果--以西安市沣西新城为例 被引量：2
12
作者 侯精明 董美君 +3 位作者 李东来 马越 姬国强 张松 《地球科学与环境学报》 CAS 北大核心 2023年第2期427-436,共10页
雨水管网是城市降雨径流的重要通道,其排水效果直接关系到城市排水防涝的安全,探明不同降雨下城市管网的排水效果对缓解城市内涝至关重要。采用GAST-SWMM耦合模型,以西安市沣西新城某区域为研究对象,设置1、2、5、10、30年一遇5个常规... 雨水管网是城市降雨径流的重要通道,其排水效果直接关系到城市排水防涝的安全,探明不同降雨下城市管网的排水效果对缓解城市内涝至关重要。采用GAST-SWMM耦合模型,以西安市沣西新城某区域为研究对象,设置1、2、5、10、30年一遇5个常规降雨以及50年一遇和100年一遇两种超标暴雨下区域2 h设计降雨过程,模拟研究区域不同重现期降雨下的管网排水情况,计算管道超载率和管网排水量,对管网排水效果进行量化评估。结果表明:常规降雨下管道超载率为0.00%~51.22%,100年一遇超标暴雨下达到64.63%,在降雨重现期达到30年一遇时管道超载率高于50%;1年一遇至100年一遇降雨条件下管网排水量占区域总降雨量的3.55%~22.25%,且随着重现期增长,排水量增加呈减缓趋势。大部分排水管网在超标暴雨甚至30年一遇常规降雨下处于超载状态,但在排水口畅通情况下依然具有排水能力,在城市排水除涝过程中作用显著。本研究为城市雨水管网规划、设计和运维提供参考。 展开更多
关键词 管网排水 雨水管网 耦合模型 内涝 超标暴雨 超载率 排水率 西安
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城市极端暴雨涝情变化特征模拟分析——以宁夏固原市为例 被引量：1
13
作者 马鑫 侯精明 李丙尧 《人民长江》 北大核心 2023年第7期1-7,共7页
为探究极端暴雨条件下城市涝情的变化特征,应用二维水动力模型(GAST模型),对宁夏固原市主城区开展多暴雨工况下的积水模拟分析。采用2017年7月27日实测降雨数据对模型进行验证,经验证模型精度满足要求。基于研究区高精度地形数据、土地... 为探究极端暴雨条件下城市涝情的变化特征,应用二维水动力模型(GAST模型),对宁夏固原市主城区开展多暴雨工况下的积水模拟分析。采用2017年7月27日实测降雨数据对模型进行验证,经验证模型精度满足要求。基于研究区高精度地形数据、土地利用数据和实测数据,对12种短历时设计暴雨条件下的城市内涝时空变化过程进行模拟。模拟结果表明:随着降雨量的增加,道路积水面积及积水总量峰值均随之增大,但积水面积峰值增加趋势逐渐趋于平缓,积水总量峰值与之相反,增加趋势逐渐增大;降雨量越大,风险最大的Ⅳ级内涝积水面积及积水总量峰值增加趋势越明显,尤其在降雨量大于100 mm后,其增加趋势更加显著。研究成果揭示了固原城市极端暴雨下的内涝积水变化过程,对合理应对城市防洪排涝等方面具有借鉴意义。 展开更多
关键词 城市内涝 极端暴雨 水动力模型 数值模拟 固原市
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极端暴雨下黄土高原小流域洪水特征及风险分析
14
作者 张凡 侯精明 +5 位作者 马勇勇 王添 景静 张晔 董美君 周庆诗 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期52-58,70,共8页
为研究极端暴雨下小流域的洪水特性,采用二维全水动力数值模型模拟流域洪水演进过程,计算不同重现期下典型断面的水力要素,并进行流域洪水风险分析。结果表明:500 a重现期对应洪峰流量增长速率最大,高达51.38%;而1000 a重现期对应洪峰... 为研究极端暴雨下小流域的洪水特性,采用二维全水动力数值模型模拟流域洪水演进过程,计算不同重现期下典型断面的水力要素,并进行流域洪水风险分析。结果表明:500 a重现期对应洪峰流量增长速率最大,高达51.38%;而1000 a重现期对应洪峰流量增长速率降低至7.61%,洪峰流量增长速率随降雨重现期的增大呈现先上升后降低规律。各断面的最大水深增幅小于其对应的洪峰流量增幅。流域洪水淹没面积随重现期增加变化较小。为使社会经济效益达到最大化,建议该小流域使用500 a重现期下洪峰流量推算新建公路和铁路桥涵孔径尺寸,研究成果可为小流域应对极端暴雨和进行防洪评价提供必要参考。 展开更多
关键词 极端暴雨 洪水特征 全水动力模型 洪峰流量增长速率 黄土高原小流域
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突体引发空化的边界层分离涡解释与计算
15
作者 侯精明 刘韩生 《人民黄河》 CAS 北大核心 2008年第1期70-71,74,共3页
高速水流流经突体发生边界层分离,并在突体后产生分离涡时,涡心为压强最低区域,该处最先发生空化。据此理论导出了用边壁压强和突体高度处流速来判断是否发生空化的公式:计算的涡心压强小于对应温度下的饱和蒸汽压强时,将发生空化。采... 高速水流流经突体发生边界层分离,并在突体后产生分离涡时,涡心为压强最低区域,该处最先发生空化。据此理论导出了用边壁压强和突体高度处流速来判断是否发生空化的公式:计算的涡心压强小于对应温度下的饱和蒸汽压强时,将发生空化。采用实测资料对该公式的参数进行了率定。 展开更多
关键词 高速水流 空化 边界层 涡旋 突体
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建筑小区尺度下径流控制率与非点源污染负荷削减率协同关系研究 被引量：3
16
作者 栾广学 侯精明 +5 位作者 马鑫 李东来 杨露 杜颖恩 王洁瑜 刘园 《水资源保护》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期208-215,共8页
以陕西省西安市天福和园小区为例,基于SWMM原理构建了水质水量计算模型,借鉴国内外相似地区相关模型参数的选取并结合实测数据确定模型参数。设计了9种重现期和5种雨峰系数条件的45场降雨,以分析不同降雨条件下研究区域的径流控制率与... 以陕西省西安市天福和园小区为例,基于SWMM原理构建了水质水量计算模型,借鉴国内外相似地区相关模型参数的选取并结合实测数据确定模型参数。设计了9种重现期和5种雨峰系数条件的45场降雨,以分析不同降雨条件下研究区域的径流控制率与非点源污染负荷削减率的协同关系。结果表明:相同雨峰系数降雨条件下,径流控制率与非点源污染负荷削减率呈线性关系,COD、TN、TP和TSS 4种污染物的拟合函数曲线的协同系数均大于0.989;雨峰系数对拟合函数曲线的斜率与截距影响不大;建筑小区尺度下径流控制率与非点源污染负荷削减率存在高度的线性关系,可根据径流控制率推算出污染负荷削减率。 展开更多
关键词 SWMM 降雨条件 建筑小区尺度 拟合函数 协同系数
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基于SWMM的银川市金凤区雨洪模拟及LID效果评估 被引量：1
17
作者 李明慧 侯精明 +6 位作者 王添 栾广学 银雅伦 杨露 李欣怡 樊超 沈建 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期128-134,共7页
针对城市内涝及非点源污染问题,从海绵城市建设的角度出发,以银川市金凤区作为研究区域,采用SWMM建立雨洪模型,选取设计雨峰系数为0.4的5种降雨重现期和降雨重现期为0.5 a的4种雨峰系数共9场降雨,评估研究区在下凹式绿地、透水铺装、雨... 针对城市内涝及非点源污染问题,从海绵城市建设的角度出发,以银川市金凤区作为研究区域,采用SWMM建立雨洪模型,选取设计雨峰系数为0.4的5种降雨重现期和降雨重现期为0.5 a的4种雨峰系数共9场降雨,评估研究区在下凹式绿地、透水铺装、雨水花园、下凹式绿地组合透水铺装及雨水花园组合透水铺装5种LID方案下对径流及4种污染物的控制效果。模拟结果表明:随着重现期的增大,5种方案的径流控制率及污染物负荷削减率均有所减小;下凹式绿地组合透水铺装方案的削减效果最为显著,重现期为0.5~5 a时,该方案径流控制率均大于65%,污染物负荷削减率均大于45%;重现期为10 a时,径流控制率及TSS、COD、TP与TN负荷削减率分别为61.38%、42.86%、58.23%、44.03%和55.95%;重现期为0.5 a时,随着雨峰系数的增大,5种LID方案的径流控制率及污染物负荷削减率的变化均不明显。LID方案对中小重现期降雨有较好的控制效果,但因组合方案各措施间受到相互作用及不透水面积等因素的影响,并未达到“1+1>2”的叠加效应,最优方案还需深入研究。 展开更多
关键词 海绵城市 低影响开发(LID) SWMM 雨水径流控制 污染物削减 银川市金凤区
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城市排水管网排口水位变化对城市洪涝过程的影响 被引量：1
18
作者 吕佳豪 侯精明 +5 位作者 李东来 陈光照 栾广学 马鑫 高徐军 姬国强 《给水排水》 CSCD 北大核心 2023年第5期140-149,共10页
为揭示城市排水管网排口水位情况对城市排水系统及内涝情况的影响,采用耦合了SWMM(暴雨洪水管理模型)管网模块和GAST(基于GPU加速技术的地表水动力数值模型)的一二维耦合水动力模型,模拟分析了城市排水管网不同排口水位和降雨重现期下... 为揭示城市排水管网排口水位情况对城市排水系统及内涝情况的影响,采用耦合了SWMM(暴雨洪水管理模型)管网模块和GAST(基于GPU加速技术的地表水动力数值模型)的一二维耦合水动力模型,模拟分析了城市排水管网不同排口水位和降雨重现期下城市排水管网的排水能力和地表积涝情况。研究表明,不同暴雨重现期下,随着排口水位的升高,管网排水能力降低,地表积水总量增加,并且排口水位变化对下游管网影响较大;不同暴雨重现期下,随着排口水位的升高,地表积水面积增大,道路平均积水深度增加;在下游易受顶托的排口附近增设拍门,可减少排口淹没对城市内涝的影响。研究可为城市排水系统设计、规划和运维管理提供技术参考和理论依据。 展开更多
关键词 排口水位 耦合模型 城市排水系统 城市内涝
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基于 K 近邻和水动力模型的城市内涝快速预报 被引量：2
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作者 潘鑫鑫 侯精明 +5 位作者 陈光照 周聂 吕佳豪 梁鑫 唐君言 张松 《水资源保护》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期91-100,共10页
利用水动力模型模拟各量级降雨情况下的城市内涝演变过程,以内涝演变过程数据作为K近邻算法机器学习模型的训练集进行模型训练,采用大气数值模式预报降雨驱动经过训练的K近邻算法机器学习模型进行城市内涝快速预报,并以陕西省秦汉新城3... 利用水动力模型模拟各量级降雨情况下的城市内涝演变过程,以内涝演变过程数据作为K近邻算法机器学习模型的训练集进行模型训练,采用大气数值模式预报降雨驱动经过训练的K近邻算法机器学习模型进行城市内涝快速预报,并以陕西省秦汉新城3场实测降雨检验了模型的预报性能。结果表明:该模型可在17s内快速预测出城市内涝积水,预报内涝积水面积平均误差不超过8%,积水量及积水深度平均误差不超过15%;该模型预报性能较好,可增强城市防灾减灾能力,有效降低生命财产损失。 展开更多
关键词 城市内涝 K近邻算法 水动力模型 机器学习模型 快速预报 秦汉新城
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基于地块概化和路网精细模拟理念的城市雨洪过程分区自适应模型 被引量：2
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作者 李东来 侯精明 +3 位作者 申若竹 高徐军 黄绵松 马越 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期197-208,共12页
为解决城市尺度雨洪模拟过程中常见的地块区域地形及管网资料不足、道路区域行洪与积水严重以及现有雨洪模型计算精度差或计算效率低等问题,提出基于地块概化模拟和路网精细模拟理念的城市雨洪过程分区自适应模型。对于资料不足的地块... 为解决城市尺度雨洪模拟过程中常见的地块区域地形及管网资料不足、道路区域行洪与积水严重以及现有雨洪模型计算精度差或计算效率低等问题,提出基于地块概化模拟和路网精细模拟理念的城市雨洪过程分区自适应模型。对于资料不足的地块划分子汇水区单元,采用水文学概化方法计算产汇流过程;对道路区域划分精细网格,采用二维水动力学方法模拟水流运动过程;两者均与管网模型耦合连接,共同驱动管网模型进行汇流计算。以西咸新区沣西新城核心示范区为研究对象,搭建研究区域分区模型,对比分析整体区域均采用精细网格的全分布模型和整体划分子汇水区的半分布模型的模拟结果。结果表明:①分区模型综合考虑了地块管网排水与道路径流过程,可模拟出道路低洼区域在地表产汇流和管网溢流综合作用下的致涝过程,整体径流路径符合实际降雨水流运动规律;②相较半分布模型,分区模型在道路区域采用精细网格进行计算,可较好模拟道路区域的积水过程;③相较全分布模型,分区模型显著减少了计算量,在不同设计降雨下减少了28.2%~73.5%的计算耗时。该耦合模型有效地克服了数据条件和计算能力的限制,可为城市洪涝模拟提供一种新的耦合模拟思路。 展开更多
关键词 城市雨洪 SWMM 全分布模型 半分布模型 分区模型
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