基于多源信息融合的城市內(nèi)澇模擬仿真及預(yù)警系統(tǒng)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-06 16:44
隨著全球氣候變化和城市化進(jìn)程加快,城市內(nèi)澇時(shí)有發(fā)生,已嚴(yán)重影響人們生命財(cái)產(chǎn)和公共交通安全。本文以西安市主城區(qū)典型區(qū)域?yàn)檠芯繉ο?在系統(tǒng)梳理西安市歷年內(nèi)澇情況基礎(chǔ)上,剖析了西安市內(nèi)澇形成機(jī)理,構(gòu)建了研究區(qū)域SWMM模型,根據(jù)內(nèi)澇成因設(shè)計(jì)不同情景,基于不同情景對節(jié)點(diǎn)積水、管道超載等情況進(jìn)行模擬,得出不同情景下內(nèi)澇積水變化,為城市內(nèi)澇應(yīng)對提供參考。采用現(xiàn)代信息技術(shù)設(shè)計(jì)并研發(fā)了集監(jiān)測、模擬、預(yù)警及信息展示一體化的城市內(nèi)澇監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng),為城市防洪減災(zāi)提供技術(shù)支撐和決策支持。本文取得的主要研究成果如下:(1)系統(tǒng)剖析了西安市內(nèi)澇成因。強(qiáng)降水是城市內(nèi)澇的主要致災(zāi)因子,西安市近年來內(nèi)澇和強(qiáng)降水均發(fā)生在4-10月,通過對西安市4-10月降水變化特征及其驅(qū)動機(jī)制進(jìn)行分析可知,西安市4-10月降水強(qiáng)度增大,強(qiáng)降水量增多。城市化發(fā)展改變城市用地結(jié)構(gòu),影響區(qū)域產(chǎn)匯流過程,采用ArcGIS對西安市市區(qū)1995-2018年土地利用變化進(jìn)行分析,西安市市區(qū)草地、耕地、林地和水域面積減少,建設(shè)用地面積增加,使得地表持水、滯水及下滲能力降低,產(chǎn)匯流時(shí)間縮短,地表徑流增多。西安市排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)重現(xiàn)期偏低,雨水與污水管道合流,...
【文章來源】:西安理工大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
986-2015年全球洪澇災(zāi)害分布(來源于EM-DAT災(zāi)難數(shù)據(jù)庫)
“城市雨洪模Fig.1-2Keywordnetworkdiagra
1緒論7采用可視化軟件NetDraw繪制高頻關(guān)鍵詞知識圖譜,如圖1-3a)所示。根據(jù)高頻關(guān)鍵詞分析可知,SWMM模型出現(xiàn)的頻次最高,其次為低影響開發(fā)、城市內(nèi)澇、海綿城市、排水管網(wǎng)、地理信息系統(tǒng)、防洪排澇等;SWMM模型主要研究方向?yàn)榈陀绊戦_發(fā)、海綿城市、排水管網(wǎng)、非點(diǎn)源污染、綠地、雨洪控制、降雨徑流和徑流模擬等方面;SWMM模型研究中地理信息系統(tǒng)出現(xiàn)頻次較多,說明SWMM模型與地理信息系統(tǒng)結(jié)合密切。a)關(guān)鍵詞知識圖譜b)聚類分析圖圖1-3“SWMM模型”關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)圖Fig.1-3KeywordnetworkdiagramofSWMMmodel聚類分析以“物以類聚”的思想進(jìn)行科學(xué)分析,使關(guān)系緊密的變量聚成一類[35]。本文采用可視化分析軟件CiteSpace對檢索出的文獻(xiàn)進(jìn)行聚類分析,結(jié)果如圖1-3b)所示。根據(jù)關(guān)鍵詞聚類分析可知,SWMM模型的研究可分為7類,第一類為城市內(nèi)澇,即SWMM模型研究對象;第二類為SWMM;第三類為低影響開發(fā);第四類為海綿城市;第五類為雨洪控制;第六類為敏感性分析,即SWMM模型參數(shù)分析;第七類為徑流模擬。1.2.2城市內(nèi)澇監(jiān)測預(yù)警研究進(jìn)展城市內(nèi)澇監(jiān)測預(yù)警可以在積澇發(fā)生時(shí)對內(nèi)澇狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)、動態(tài)、連續(xù)監(jiān)測預(yù)警,還可對城市內(nèi)澇積水進(jìn)行模擬預(yù)測、預(yù)報(bào)與可視化展示,對有效減少災(zāi)害損失起到至關(guān)重要的作用。城市內(nèi)澇監(jiān)測預(yù)警的研究主要有以下兩個(gè)方面:基于監(jiān)控的城市內(nèi)澇監(jiān)測預(yù)警研究。薛豐昌等[36]提出了基于視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的城市內(nèi)澇實(shí)時(shí)監(jiān)測方法,實(shí)現(xiàn)了城市內(nèi)澇精細(xì)化監(jiān)測預(yù)警。李小坤[37]構(gòu)建了由監(jiān)控中心、通訊網(wǎng)絡(luò)(包括GPRS網(wǎng)絡(luò)、WIFI網(wǎng)絡(luò)等)以及現(xiàn)場監(jiān)控終端RTU(包括現(xiàn)場測控模塊、GPRS-DTU等)組成的城市排水管網(wǎng)(內(nèi)澇)監(jiān)控系統(tǒng)。梅鹍[38]基于視頻監(jiān)控、RTU、水位雨量傳感、圖像識別、GPRS、預(yù)警發(fā)布、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)研發(fā)設(shè)計(jì)了
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]西安市汛期降水變化特征及驅(qū)動機(jī)制研究[J]. 王小杰,姜仁貴,解建倉,趙勇. 自然災(zāi)害學(xué)報(bào). 2020(02)
[2]渭河干流徑流變化趨勢及突變分析[J]. 王小杰,姜仁貴,解建倉,朱記偉,汪雅梅. 水利水運(yùn)工程學(xué)報(bào). 2019(02)
[3]城市內(nèi)澇三維可視化應(yīng)急管理信息系統(tǒng)[J]. 姜仁貴,楊思雨,解建倉,嚴(yán)棟飛,王小杰. 計(jì)算機(jī)工程. 2019(10)
[4]基于小波相干的霧霾與GNSS對流層延遲相關(guān)性分析[J]. 姚宜斌,羅亦泳,張靜影,趙純潔. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2018(12)
[5]水文監(jiān)測設(shè)備在城市內(nèi)澇預(yù)警中的應(yīng)用[J]. 梅鹍. 湖南水利水電. 2018(06)
[6]大通河流域降水結(jié)構(gòu)的演變特征及其驅(qū)動力探究[J]. 李沛,黃生志,黃強(qiáng),馬嵐,吳洪石,欒金凱. 自然資源學(xué)報(bào). 2018(09)
[7]“大應(yīng)急”體系下的預(yù)警信息發(fā)布工作思考[J]. 白靜玉,呂宸. 中國防汛抗旱. 2018(11)
[8]基于GIS的石家莊市暴雨內(nèi)澇數(shù)學(xué)模型與應(yīng)用[J]. 魏軍,魏鐵鑫,陳莎,彭相瑜,趙亮. 干旱氣象. 2018(04)
[9]基于數(shù)字地球的渭河流域水資源監(jiān)控系統(tǒng)研究[J]. 嚴(yán)棟飛,姜仁貴,解建倉,汪雅梅,李曉春. 計(jì)算機(jī)工程. 2019(04)
[10]城市內(nèi)澇應(yīng)急預(yù)案管理研究與應(yīng)用[J]. 姜仁貴,王小杰,解建倉,張永進(jìn),梁驥超. 災(zāi)害學(xué). 2018(02)
碩士論文
[1]西安市城區(qū)大氣PM2.5和PM10的時(shí)空變化規(guī)律與植被覆蓋度的相關(guān)性研究[D]. 張丹丹.西北大學(xué) 2019
[2]基于SWMM模型的城市雨洪模擬研究[D]. 蘇海龍.西安理工大學(xué) 2018
[3]基于技術(shù)集成的數(shù)字水網(wǎng)研究與主題化服務(wù)[D]. 于翔.西安理工大學(xué) 2017
[4]基于情景分析的城市暴雨內(nèi)澇模擬研究[D]. 韓浩.西安理工大學(xué) 2017
[5]基于SWMM模型的西安市城區(qū)匯水區(qū)域劃分與徑流特征研究[D]. 計(jì)寶鑫.西安理工大學(xué) 2017
[6]基于WebGIS的鄭州市區(qū)暴雨洪水預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 位路陽.鄭州大學(xué) 2017
[7]城市排水管網(wǎng)(內(nèi)澇)監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)及城市內(nèi)澇監(jiān)測點(diǎn)優(yōu)化布置研究[D]. 李小坤.華南理工大學(xué) 2016
[8]西安市典型區(qū)域暴雨內(nèi)澇成因分析與模擬研究[D]. 武大洋.長安大學(xué) 2015
[9]城市排水管網(wǎng)動態(tài)水力學(xué)建模技術(shù)研究[D]. 施南征.杭州電子科技大學(xué) 2015
[10]城市排水管網(wǎng)水力模擬及內(nèi)澇預(yù)警系統(tǒng)研究[D]. 黃紀(jì)萍.華南理工大學(xué) 2014
本文編號:3480173
【文章來源】:西安理工大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
986-2015年全球洪澇災(zāi)害分布(來源于EM-DAT災(zāi)難數(shù)據(jù)庫)
“城市雨洪模Fig.1-2Keywordnetworkdiagra
1緒論7采用可視化軟件NetDraw繪制高頻關(guān)鍵詞知識圖譜,如圖1-3a)所示。根據(jù)高頻關(guān)鍵詞分析可知,SWMM模型出現(xiàn)的頻次最高,其次為低影響開發(fā)、城市內(nèi)澇、海綿城市、排水管網(wǎng)、地理信息系統(tǒng)、防洪排澇等;SWMM模型主要研究方向?yàn)榈陀绊戦_發(fā)、海綿城市、排水管網(wǎng)、非點(diǎn)源污染、綠地、雨洪控制、降雨徑流和徑流模擬等方面;SWMM模型研究中地理信息系統(tǒng)出現(xiàn)頻次較多,說明SWMM模型與地理信息系統(tǒng)結(jié)合密切。a)關(guān)鍵詞知識圖譜b)聚類分析圖圖1-3“SWMM模型”關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)圖Fig.1-3KeywordnetworkdiagramofSWMMmodel聚類分析以“物以類聚”的思想進(jìn)行科學(xué)分析,使關(guān)系緊密的變量聚成一類[35]。本文采用可視化分析軟件CiteSpace對檢索出的文獻(xiàn)進(jìn)行聚類分析,結(jié)果如圖1-3b)所示。根據(jù)關(guān)鍵詞聚類分析可知,SWMM模型的研究可分為7類,第一類為城市內(nèi)澇,即SWMM模型研究對象;第二類為SWMM;第三類為低影響開發(fā);第四類為海綿城市;第五類為雨洪控制;第六類為敏感性分析,即SWMM模型參數(shù)分析;第七類為徑流模擬。1.2.2城市內(nèi)澇監(jiān)測預(yù)警研究進(jìn)展城市內(nèi)澇監(jiān)測預(yù)警可以在積澇發(fā)生時(shí)對內(nèi)澇狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)、動態(tài)、連續(xù)監(jiān)測預(yù)警,還可對城市內(nèi)澇積水進(jìn)行模擬預(yù)測、預(yù)報(bào)與可視化展示,對有效減少災(zāi)害損失起到至關(guān)重要的作用。城市內(nèi)澇監(jiān)測預(yù)警的研究主要有以下兩個(gè)方面:基于監(jiān)控的城市內(nèi)澇監(jiān)測預(yù)警研究。薛豐昌等[36]提出了基于視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的城市內(nèi)澇實(shí)時(shí)監(jiān)測方法,實(shí)現(xiàn)了城市內(nèi)澇精細(xì)化監(jiān)測預(yù)警。李小坤[37]構(gòu)建了由監(jiān)控中心、通訊網(wǎng)絡(luò)(包括GPRS網(wǎng)絡(luò)、WIFI網(wǎng)絡(luò)等)以及現(xiàn)場監(jiān)控終端RTU(包括現(xiàn)場測控模塊、GPRS-DTU等)組成的城市排水管網(wǎng)(內(nèi)澇)監(jiān)控系統(tǒng)。梅鹍[38]基于視頻監(jiān)控、RTU、水位雨量傳感、圖像識別、GPRS、預(yù)警發(fā)布、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)研發(fā)設(shè)計(jì)了
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]西安市汛期降水變化特征及驅(qū)動機(jī)制研究[J]. 王小杰,姜仁貴,解建倉,趙勇. 自然災(zāi)害學(xué)報(bào). 2020(02)
[2]渭河干流徑流變化趨勢及突變分析[J]. 王小杰,姜仁貴,解建倉,朱記偉,汪雅梅. 水利水運(yùn)工程學(xué)報(bào). 2019(02)
[3]城市內(nèi)澇三維可視化應(yīng)急管理信息系統(tǒng)[J]. 姜仁貴,楊思雨,解建倉,嚴(yán)棟飛,王小杰. 計(jì)算機(jī)工程. 2019(10)
[4]基于小波相干的霧霾與GNSS對流層延遲相關(guān)性分析[J]. 姚宜斌,羅亦泳,張靜影,趙純潔. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2018(12)
[5]水文監(jiān)測設(shè)備在城市內(nèi)澇預(yù)警中的應(yīng)用[J]. 梅鹍. 湖南水利水電. 2018(06)
[6]大通河流域降水結(jié)構(gòu)的演變特征及其驅(qū)動力探究[J]. 李沛,黃生志,黃強(qiáng),馬嵐,吳洪石,欒金凱. 自然資源學(xué)報(bào). 2018(09)
[7]“大應(yīng)急”體系下的預(yù)警信息發(fā)布工作思考[J]. 白靜玉,呂宸. 中國防汛抗旱. 2018(11)
[8]基于GIS的石家莊市暴雨內(nèi)澇數(shù)學(xué)模型與應(yīng)用[J]. 魏軍,魏鐵鑫,陳莎,彭相瑜,趙亮. 干旱氣象. 2018(04)
[9]基于數(shù)字地球的渭河流域水資源監(jiān)控系統(tǒng)研究[J]. 嚴(yán)棟飛,姜仁貴,解建倉,汪雅梅,李曉春. 計(jì)算機(jī)工程. 2019(04)
[10]城市內(nèi)澇應(yīng)急預(yù)案管理研究與應(yīng)用[J]. 姜仁貴,王小杰,解建倉,張永進(jìn),梁驥超. 災(zāi)害學(xué). 2018(02)
碩士論文
[1]西安市城區(qū)大氣PM2.5和PM10的時(shí)空變化規(guī)律與植被覆蓋度的相關(guān)性研究[D]. 張丹丹.西北大學(xué) 2019
[2]基于SWMM模型的城市雨洪模擬研究[D]. 蘇海龍.西安理工大學(xué) 2018
[3]基于技術(shù)集成的數(shù)字水網(wǎng)研究與主題化服務(wù)[D]. 于翔.西安理工大學(xué) 2017
[4]基于情景分析的城市暴雨內(nèi)澇模擬研究[D]. 韓浩.西安理工大學(xué) 2017
[5]基于SWMM模型的西安市城區(qū)匯水區(qū)域劃分與徑流特征研究[D]. 計(jì)寶鑫.西安理工大學(xué) 2017
[6]基于WebGIS的鄭州市區(qū)暴雨洪水預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 位路陽.鄭州大學(xué) 2017
[7]城市排水管網(wǎng)(內(nèi)澇)監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)及城市內(nèi)澇監(jiān)測點(diǎn)優(yōu)化布置研究[D]. 李小坤.華南理工大學(xué) 2016
[8]西安市典型區(qū)域暴雨內(nèi)澇成因分析與模擬研究[D]. 武大洋.長安大學(xué) 2015
[9]城市排水管網(wǎng)動態(tài)水力學(xué)建模技術(shù)研究[D]. 施南征.杭州電子科技大學(xué) 2015
[10]城市排水管網(wǎng)水力模擬及內(nèi)澇預(yù)警系統(tǒng)研究[D]. 黃紀(jì)萍.華南理工大學(xué) 2014
本文編號:3480173
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