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內容簡介

《海南島城市暴雨內澇防控技術》主要介紹瞭海南島城市暴雨內澇成因及其防控技術，探討瞭海南島極端降雨事件的時空演變規律，分析瞭海口市短曆時暴雨變化趨勢，揭示瞭海南島城市暴雨內澇的可能成因。《海南島城市暴雨內澇防控技術》還自主開發瞭基於水動力學的城市雨洪模型，並采用大量算例對所構建的模型進行瞭驗證；基於Info Works ICM、SWMM和PCSWMM模型，構建瞭海口市主城區城市雨洪模型，利用實測暴雨和設計暴雨對模型進行瞭驗證分析，並開展瞭研究區域的內澇風險評估；提齣瞭海南島城市暴雨內澇的綜閤應對措施。

目錄

《水科學前沿叢書》齣版說明
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究意義 1
1.2 國內外研究現狀 1
1.2.1 城市産流計算方法 2
1.2.2 城市地麵匯流計算方法 3
1.2.3 城市管網匯流計算方法 4
1.2.4 城市雨洪模型 4
1.3 主要研究內容 6
1.4 小結 6
第2章 海南島極端降雨事件時空演變規律研究 7
2.1 海南島極端降雨事件時空演變趨勢 7
2.1.1 研究區概況 7
2.1.2 資料情況 8
2.1.3 極端降雨指標 9
2.1.4 研究方法 10
2.1.5 極端降雨指標時間變化趨勢分析 11
2.1.6 極端降雨指標空間變化趨勢分析 15
2.1.7 穩定性分析 19
2.2 海南島短曆時暴雨時空演變規律 22
2.2.1 數據資料 22
2.2.2 短曆時暴雨極端降雨指標 22
2.2.3 研究方法 23
2.2.4 結果與分析 24
2.3 海口市短曆時暴雨特徵分析 29
2.3.1 短曆時暴雨年際變化特徵 29
2.3.2 年**1h 降水量周期特徵 31
2.3.3 短曆時暴雨集中特點 33
2.4 小結 36
第3章 海南島城市暴雨內澇成因分析 38
3.1 概述 38
3.2 研究區域概況 38
3.2.1 城市區位 38
3.2.2 地形地貌 39
3.2.3 水文氣象 39
3.2.4 水文地質 39
3.2.5 社會經濟 40
3.3 城市防洪排水現狀 40
3.3.1 城市河網水係 40
3.3.2 城市雨水排水分區 44
3.4 曆史內澇災害 49
3.5 城市排水設施 50
3.6 城市易澇點情況 53
3.7 暴雨內澇成因 57
3.8 小結 59
第4章 基於水動力學的城市雨洪模型 60
4.1 一維明滿流數值模型 60
4.1.1 概述 60
4.1.2 一維明渠非恒定流模型 60
4.1.3 一維有壓非恒定流模型 63
4.1.4 一維明滿流模型 66
4.1.5 一維明滿流模型離散 67
4.1.6 地錶産匯流計算 73
4.1.7 一維模型計算流程 76
4.2 一維明滿流模型的驗證與應用 76
4.2.1 室內排水實驗 77
4.2.2 恒定有壓流算例 79
4.2.3 樹狀管網算例 81
4.2.4 環狀管網算例 83
4.2.5 排水小區算例 86
4.2.6 北江下遊洪水算例 88
4.3 二維地錶水動力學模型 91
4.3.1 二維淺水方程 91
4.3.2 數值離散方法 97
4.3.3 邊界條件 103
4.3.4 動邊界的處理 105
4.3.5 二維模型計算流程 107
4.4 地錶二維模型的驗證與應用 107
4.4.1 概述 107
4.4.2 恒定流算例 108
4.4.3 Stocker 潰壩算例 112
4.4.4 非平底潰壩算例 115
4.4.5 斜水躍算例 117
4.4.6 靜水算例 119
4.4.7 室內對稱潰壩實驗 119
4.4.8 城市洪水淹沒實驗 123
4.4.9 Malpasset潰壩算例 127
4.5 一維和二維模型耦閤研究 130
4.5.1 概述 130
4.5.2 水平方嚮耦閤 131
4.5.3 垂直方嚮耦閤 134
4.5.4 一、二維耦閤模型計算流程 137
4.6 一、二維耦閤模型的驗證與應用 138
4.6.1 概述 138
4.6.2 水平連接算例 139
4.6.3 垂嚮連接算例 143
4.6.4 城區潰壩洪水模擬 149
4.6.5 社區尺度暴雨洪水模擬 151
4.6.6 海甸島城市暴雨內澇模擬 155
4.7 小結 161
第5章 InfoWorks ICM城市雨洪模型 163
5.1 InfoWorks ICM水力計算方法 163
5.1.1 概述 163
5.1.2 InfoWorks ICM模型結構 163
5.1.3 地錶産流計算 166
5.1.4 地錶匯流計算 167
5.1.5 管網水力計算方法 172
5.1.6 二維城市洪澇淹沒計算 177
5.2 海口市主城區InfoWorks ICM模型構建 178
5.2.1 研究區數據資料概況 178
5.2.2 一維網絡結構 179
5.2.3 子匯水區劃分 180
5.2.4 二維建模及一維二維模型耦閤 182
5.3 研究區域一、二維計算結果 185
5.3.1 降雨潮位資料 185
5.3.2 實測暴雨模擬結果 186
5.3.3 設計暴雨模擬結果 188
5.4 研究區域內澇風險評估 190
5.4.1 內澇風險評估主要方法 190
5.4.2 評估方式 192
5.4.3 研究區域內澇風險評估 193
5.5 小結 195
第6章 SWMM城市雨洪模型 196
6.1 SWMM模型概述 196
6.2 SWMM計算原理 197
6.2.1 地錶産流計算 197
6.2.2 地錶匯流計算 199
6.2.3 管道流量傳輸計算 200
6.2.4 地錶積水模擬 201
6.3 SWMM建模數據處理方法 203
6.3.1 排水管網數據處理 203
6.3.2 下墊麵數據處理 209
6.4 ArcGIS與SWMM集成 211
6.4.1 集成優勢 211
6.4.2 SWMM 模型嵌入 211
6.4.3 基於ArcGIS Engine的模塊開發 213
6.5 暴雨積水計算方法研究 214
6.5.1 基本思路 214
6.5.2 模塊分析 215
6.5.3 程序設計 217
6.6 研究區域SWMM模型構建 219
6.6.1 排水係統概化 219
6.6.2 子匯水區劃分及參數確定 220
6.6.3 實測暴雨模擬結果分析 222
6.6.4 設計暴雨模擬結果分析 225
6.7 基於PCSWMM模型的海甸島城市雨洪模擬 227
6.7.1 PCSWMM模型結構 227
6.7.2 PCSWMM模型構建 230
6.7.3 PCSWMM模型結果分析 231
6.7.4 排水係統能力評估 231
6.7.5 內澇風險評估 232
6.8 小結 233
第7章 海南島城市暴雨內澇解決措施 235
7.1 工程措施 235
7.1.1 重視地下排水管網建設 235
7.1.2 設置強排泵站 236
7.1.3 閤理提高城市雨水係統設計標準 237
7.1.4 海綿城市與低影響開發建設 237
7.1.5 城市內河水係整治措施 239
7.2 非工程措施 243
7.2.1 加強城市排水設施管理 243
7.2.2 建立精乾高效的城市排水管理體製 245
7.2.3 完善城市雨洪管理政策法規建設 245
7.2.4 完善城市防洪應急預案體係 246
7.2.5 推進城市暴雨內澇預警預報係統建設 247
7.2.6 逐步建設排水係統信息化管控平颱 247
7.2.7 加強宣傳教育提高公眾防災救災意識 248
7.3 小結 248
參考文獻 249
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