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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