基于GIS的城市道路積水可視化關(guān)鍵問題研究.pdf

1、近年來極端暴雨事件頻發(fā)，雨季提前出現(xiàn)趨勢明顯。城市化進程的迅速推進導(dǎo)致城市下墊面發(fā)生顯著變化，不透水率大幅增加。由暴雨引發(fā)的城市雨洪災(zāi)害對城市防汛工作提出嚴重挑戰(zhàn)。城市道路積水作為城市雨洪災(zāi)害主要表現(xiàn)形式已引起政府、相關(guān)學(xué)者和大眾的重要關(guān)切。 分析規(guī)劃設(shè)計條件下雨水管網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)對超標風險時積水災(zāi)害，及評估制定實際發(fā)生道路積水災(zāi)害時市政設(shè)施運營管理方案時，都要求建立道路積水數(shù)據(jù)輸入和水力計算結(jié)果可視化展示平臺，以便確定發(fā)生積水的區(qū)域

2、、水量、水深和歷時并及時可靠地提出工程和非工程措施排澇減災(zāi)。 本文首先指出，國內(nèi)外對于室外排水規(guī)劃設(shè)計理論和技術(shù)存在階段性的差別。國際上新的雨水排水規(guī)劃設(shè)計理論要求綜合考慮生態(tài)環(huán)境、水量調(diào)蓄與平衡、設(shè)計計算方法更新、計算機模擬模型的應(yīng)用、設(shè)計校核與風險評價和運行維護與應(yīng)急管理等因素。傳統(tǒng)的推理公式法適用范圍已被限定：將其應(yīng)用于小型雨水排除系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計仍可行、有效，而大型雨水排除系統(tǒng)已經(jīng)擯棄推理公式法，改用基于非恒定流理論的計算

3、機模擬技術(shù)指導(dǎo)規(guī)劃設(shè)計，此外，所有系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計均應(yīng)進行校核。 其次，在分析國內(nèi)外雨水排水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計理論和標準基礎(chǔ)上，構(gòu)建雨水排水系統(tǒng)評價體系，研究相關(guān)評價流程和內(nèi)容。按照評價體系各階段內(nèi)容將評價指標劃分為三個層次，即設(shè)計標準評價階段的初評指標、設(shè)計校核指標及抗災(zāi)標準評價階段的抗災(zāi)指標。按照重力流到承壓流轉(zhuǎn)換、積水15cm和30min臨界條件，提出滿負荷狀態(tài)、超載狀態(tài)、滯水狀態(tài)、亞洪災(zāi)狀態(tài)和洪災(zāi)狀態(tài)的提法和劃分原則。在實踐中，

4、采用計算機模型技術(shù)對規(guī)劃設(shè)計和已建雨水系統(tǒng)進行設(shè)計標準和抗災(zāi)標準評價，并分析超標降雨條件下雨水系統(tǒng)的風險，可為雨水系統(tǒng)提高標準提供智力支持，為制定防汛應(yīng)急預(yù)案提供技術(shù)支撐。 在此基礎(chǔ)上，本文研究在GIS基礎(chǔ)上有效管理圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，描述積水點的空間分布特性。道路格網(wǎng)按1×1m精度劃分，利用高程讀取程序計算格網(wǎng)高程并保存于對應(yīng)數(shù)據(jù)庫中，關(guān)聯(lián)道路圖形數(shù)據(jù)的屬性信息，從CAD向ArcGIS轉(zhuǎn)換道路圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，提出用于積水顯

5、示的城市道路數(shù)據(jù)模型構(gòu)建方法。同時，基于GIS研究雨水管網(wǎng)圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的表達方法，提出雨水管網(wǎng)數(shù)據(jù)模型構(gòu)建方法。以節(jié)點和節(jié)點控制面積關(guān)聯(lián)耦合成為城市道路積水數(shù)據(jù)模型及其可視化展示平臺在老山奧運場館及周邊區(qū)域雨水系統(tǒng)研究中得到了應(yīng)用，效果良好。這可作為積水計算數(shù)據(jù)輸入端口和結(jié)果可視化表達平臺，是研究城市道路積水問題的重要基礎(chǔ)。 本文所研究的城市道路積水關(guān)鍵問題可為修訂我國室外排水規(guī)劃設(shè)計規(guī)范提供借鑒，也是建立迎汛排水數(shù)字化監(jiān)