目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 城市發(fā)展歷程 1
1.2 城市洪澇現象及危害 2
1.3 城市水文效應及洪澇動態(tài)模擬研究現狀 4
1.3.1 城市水文效應研究現狀 4
1.3.2 城市洪澇動態(tài)模擬研究現狀 6
1.4 城市水文效應及洪澇動態(tài)模擬研究不足 9
1.5 本書研究思路及結構 10
1.6 研究區(qū)概況 12
1.6.1 研究區(qū)范圍 12
1.6.2 地形地貌 12
1.6.3 氣候條件 13
1.6.4 河流水系 13
1.6.5 社會經濟及自然災害 13
1.7 研究數據基礎 14
1.7.1 經濟社會數據 14
1.7.2 遙感、土壤及高程數據 15
1.7.3 站網分布 15
1.7.4 降雨徑流數據 16
第2章 城市化水文效應 17
2.1 城市化及其結構要素 17
2.1.1 城市化定義 17
2.1.2 城市化階段化發(fā)展特征 18
2.1.3 城市化結構形態(tài) 19
2.2 城市河湖水系 20
2.3 水文過程對城市化響應的表現形式 22
2.3.1 雨島效應 23
2.3.2 水循環(huán)過程的變化 24
2.4 城市化雨島效應定量評估框架及理論方法 24
2.5 土地利用變化對水文過程的影響評估方法 26
2.6 鄭州市水文過程變化分析 27
2.6.1 降雨時空分布特點 27
2.6.2 雨島效應趨勢分析 30
2.6.3 雨島效應周期分析 33
2.6.4 雨島效應量化評估 35
2.6.5 徑流時間變化特點 36
2.6.6 土地利用變化對水文過程的影響 40
2.7 本章小結 46
第3章 城市暴雨洪澇預報模型基礎理論及積水過程動態(tài)預報研究框架 48
3.1 城市化水文單元精細化劃分 48
3.1.1 產流模式辨析依據 48
3.1.2 產流計算方法 51
3.1.3 城市水文響應單元劃分方法 53
3.2 SWMM模型原理 54
3.2.1 發(fā)展歷程 54
3.2.2 模型功能 55
3.2.3 模型結構 55
3.2.4 SWMM模型參數及其變化特征 58
3.2.5 “子匯水區(qū)-城市功能區(qū)-模型參數”規(guī)律驅動機制 63
3.3 精細化城市暴雨洪澇模擬預報模型構建方法 64
3.3.1 缺資料地區(qū)暴雨洪水模型構建方法 64
3.3.2 精細化暴雨洪水模擬預報方法 66
3.4 模型評價方法 73
3.5 城市洪澇積水形成過程分析 74
3.5.1 城市洪澇積水形成過程 74
3.5.2 城市洪澇積水過程的特點 76
3.6 城市洪澇風險防控與積水過程預報 77
3.6.1 城市洪澇風險防控的內容 77
3.6.2 城市洪澇風險防控與洪澇積水形成過程的關系 78
3.6.3 城市洪澇風險防控對洪澇積水過程預報的要求 79
3.7 城市洪澇積水過程動態(tài)預報的基礎 79
3.7.1 城市洪澇積水過程動態(tài)預報的理論基礎 79
3.7.2 城市洪澇積水過程動態(tài)預報的數據基礎 80
3.7.3 城市洪澇積水過程動態(tài)預報的模型基礎 81
3.8 基于模型參數實時校正的城市洪澇積水過程動態(tài)預報研究框架 81
3.8.1 城市洪澇積水過程動態(tài)預報流程 82
3.8.2 城市洪澇積水過程動態(tài)預報關鍵技術 83
3.9 本章小結 84
第4章 精細化城市暴雨洪澇模擬預報 85
4.1 積水體積等效概化法驗證結果 85
4.2 先驗樣本參數規(guī)律挖掘法驗證結果 87
4.3 降雨分級檢驗評定結果 92
4.4 地面-雷達-降雨融合預報結果檢驗 94
4.5 研究區(qū)SWMM模型構建 96
4.5.1 鄭州市中心城區(qū)SWMM模型子匯水區(qū)劃分 98
4.5.2 鄭州市中心城區(qū)SWMM模型參數取值 98
4.5.3 鄭州市中心城區(qū)SWMM模型構建結果 99
4.6 本章小結 101
第5章 城市洪澇模型敏感性參數快速識別及實時校正 102
5.1 SWMM模型敏感性參數快速識別的BP神經網絡法 102
5.1.1 模型參數敏感性的影響因素分析 103
5.1.2 改進Morris篩選法的參數敏感性分析 104
5.1.3 城市洪澇模型敏感性參數識別的BP神經網絡構建 107
5.1.4 SWMM模型敏感性參數識別方法驗證 110
5.2 城市洪澇模型參數實時校正概念 114
5.2.1 城市洪澇模型參數實時校正定義 114
5.2.2 城市洪澇模型參數實時校正原則 114
5.2.3 城市洪澇模型參數實時校正流程 116
5.3 SWMM模型參數實時校正方法 117
5.3.1 節(jié)點積水深度誤差判定 117
5.3.2 誤差超限時刻子匯水區(qū)敏感性參數識別 118
5.3.3 子匯水區(qū)敏感性參數實時校正 119
5.4 SWMM模型參數實時校正方法驗證 122
5.4.1 參數實時校正方法驗證數據 122
5.4.2 節(jié)點積水深度誤差判定結果 124
5.4.3 誤差超限時刻子匯水區(qū)敏感性參數識別結果 126
5.4.4 子匯水區(qū)敏感性參數實時校正結果 126
5.5 本章小結 137
第6章 基于模型參數實時校正的城市洪澇積水過程動態(tài)預報方法 139
6.1 城市洪澇積水過程動態(tài)預報概念與流程 139
6.1.1 城市洪澇積水過程動態(tài)預報概念 139
6.1.2 城市洪澇積水過程動態(tài)預報流程 139
6.2 城市洪澇積水過程動態(tài)預報方法 140
6.2.1 降雨洪澇的時空尺度匹配 141
6.2.2 降雨預報數據的實時采集與滾動修正 142
6.2.3 洪澇積水數據的實時采集方法 144
6.2.4 洪澇預報結果動態(tài)更新方法 145
6.2.5 城市洪澇積水過程動態(tài)預報結果的評價方法 147
6.3 城市洪澇積水過程動態(tài)預報案例研究 149
6.3.1 研究區(qū)降雨洪澇數據實時采集與處理 149
6.3.2 研究區(qū)洪澇模型參數實時校正 151
6.3.3 研究區(qū)洪澇積水過程預報結果動態(tài)更新 155
6.4 城市洪澇積水過程動態(tài)預報結果評價 167
6.4.1 動態(tài)更新的洪澇積水過程預報精度和時效性評價 167
6.4.2 城市洪澇積水過程動態(tài)預報與靜態(tài)預報對比分析 170
6.5 本章小結 171
第7章 結語 173
參考文獻 174