第1章 绪论 1
1.1 研究意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.2.1 城市产流计算方法 2
1.2.2 城市地面汇流计算方法 3
1.2.3 城市管网汇流计算方法 4
1.2.4 城市雨洪模型 4
1.3 主要研究内容 6
1.4 小结 6
第2章 海南岛极端降雨事件时空演变规律研究 7
2.1 海南岛极端降雨事件时空演变趋势 7
2.1.1 研究区概况 7
2.1.2 资料情况 8
2.1.3 极端降雨指标 9
2.1.4 研究方法 10
2.1.5 极端降雨指标时间变化趋势分析 11
2.1.6 极端降雨指标空间变化趋势分析 15
2.1.7 稳定性分析 19
2.2 海南岛短历时暴雨时空演变规律 22
2.2.1 数据资料 22
2.2.2 短历时暴雨极端降雨指标 22
2.2.3 研究方法 23
2.2.4 结果与分析 24
2.3 海口市短历时暴雨特征分析 29
2.3.1 短历时暴雨年际变化特征 29
2.3.2 年最大1小时降水量周期特征 31
2.3.3 短历时暴雨集中特点 33
2.4 小结 36
第3章 海南岛城市暴雨内涝成因分析 38
3.1 概述 38
3.2 研究区域概况 38
3.2.1 城市区位 38
3.2.2 地形地貌 39
3.2.3 水文气象 39
3.2.4 水文地质 39
3.2.5 社会经济 40
3.3 城市防洪排水现状 40
3.3.1 城市河网水系 40
3.3.2 城市雨水排水分区 44
3.4 历史内涝灾害 49
3.5 城市排水设施 50
3.6 城市易涝点情况 53
3.7 暴雨内涝成因 57
3.8 小结 59
第4章 基于水动力学的城市雨洪模型 60
4.1 一维明满流数值模型 60
4.1.1 概述 60
4.1.2 一维明渠非恒定流模型 60
4.1.3 一维有压非恒定流模型 63
4.1.4 一维明满流模型 66
4.1.5 一维明满流模型离散 67
4.1.6 地表产汇流计算 73
4.1.7 一维模型计算流程 76
4.2 一维明满流模型的验证与应用 76
4.2.1 室内排水实验 77
4.2.2 恒定有压流算例 79
4.2.3 树状管网算例 81
4.2.4 环状管网算例 83
4.2.5 排水小区算例 86
4.2.6 北江下游洪水算例 88
4.3 二维地表水动力学模型 91
4.3.1 二维浅水方程 91
4.3.2 数值离散方法 97
4.3.3 边界条件 103
4.3.4 动边界的处理 105
4.3.5 二维模型计算流程 107
4.4 地表二维模型的验证与应用 107
4.4.1 概述 107
4.4.2 恒定流算例 108
4.4.3 Stocker溃坝算例 112
4.4.4 非平底溃坝算例 115
4.4.5 斜水跃算例 117
4.4.6 静水算例 119
4.4.7 室内对称溃坝实验 119
4.4.8 城市洪水淹没实验 123
4.4.9 Malpasset溃坝算例 127
4.5 一维和二维模型耦合研究 130
4.5.1 概述 130
4.5.2 水平方向耦合 131
4.5.3 垂直方向耦合 134
4.5.4 一、二维耦合模型计算流程 137
4.6 一、二维耦合模型的验证与应用 138
4.6.1 概述 138
4.6.2 水平连接算例 139
4.6.3 垂向连接算例 143
4.6.4 城区溃坝洪水模拟 149
4.6.5 社区尺度暴雨洪水模拟 151
4.6.6 海甸岛城市暴雨内涝模拟 155
4.7 小结 161
第5章 InfoWorks ICM城市雨洪模型 163
5.1 InfoWorks ICM水力计算方法 163
5.1.1 概述 163
5.1.2 InfoWorks ICM模型结构 163
5.1.3 地表产流计算 166
5.1.4 地表汇流计算 167
5.1.5 管网水力计算方法 172
5.1.6 二维城市洪涝淹没计算 177
5.2 海口市主城区InfoWorks ICM模型构建 178
5.2.1 研究区数据资料概况 178
5.2.2 一维网络结构 179
5.2.3 子汇水区划分 180
5.2.4 二维建模及一维二维模型耦合 182
5.3 研究区域一、二维计算结果 185
5.3.1 降雨潮位资料 185
5.3.2 实测暴雨模拟结果 186
5.3.3 设计暴雨模拟结果 188
5.4 研究区域内涝风险评估 190
5.4.1 内涝风险评估主要方法 190
5.4.2 评估方式 192
5.4.3 研究区域内涝风险评估 193
5.5 小结 195
第6章 SWMM城市雨洪模型 196
6.1 SWMM模型概述 196
6.2 SWMM计算原理 197
6.2.1 地表产流计算 197
6.2.2 地表汇流计算 199
6.2.3 管道流量传输计算 200
6.2.4 地表积水模拟 201
6.3 SWMM建模数据处理方法 203
6.3.1 排水管网数据处理 203
6.3.2 下垫面数据处理 209
6.4 ArcGIS与SWMM集成 211
6.4.1 集成优势 211
6.4.2 SWMM模型嵌入 211
6.4.3 基于ArcGIS Engine的模块开发 213
6.5 暴雨积水计算方法研究 214
6.5.1 基本思路 214
6.5.2 模块分析 215
6.5.3 程序设计 217
6.6 研究区域SWMM模型构建 219
6.6.1 排水系统概化 219
6.6.2 子汇水区划分及参数确定 220
6.6.3 实测暴雨模拟结果分析 222
6.6.4 设计暴雨模拟结果分析 225
6.7 基于PCSWMM模型的海甸岛城市雨洪模拟 227
6.7.1 PCSWMM模型结构 227
6.7.2 PCSWMM模型构建 230
6.7.3 PCSWMM模型结果分析 231
6.7.4 排水系统能力评估 231
6.7.5 内涝风险评估 232
6.8 小结 233
第7章 海南岛城市暴雨内涝解决措施 235
7.1 工程措施 235
7.1.1 重视地下排水管网建设 235
7.1.2 设置强排泵站 236
7.1.3 合理提高城市雨水系统设计标准 237
7.1.4 海绵城市与低影响开发建设 237
7.1.5 城市内河水系整治措施 239
7.2 非工程措施 243
7.2.1 加强城市排水设施管理 243
7.2.2 建立精干高效的城市排水管理体制 245
7.2.3 完善城市雨洪管理政策法规建设 245
7.2.4 完善城市防洪应急预案体系 246
7.2.5 推进城市暴雨内涝预警预报系统建设 247
7.2.6 逐步建设排水系统信息化管控平台 247
7.2.7 加强宣传教育提高公众防灾救灾意识 248
7.3 小结 248
参考文献 249
彩图 257