城市劃分排水分區(qū)存在的主要問(wèn)題與影響
【重慶水處理設(shè)備網(wǎng)http://xqccscq.com/】不同降雨特征下城市排水區(qū)域的準(zhǔn)確劃分、徑流路徑的表征、徑流量的計(jì)算和真實(shí)工況的反映是精細(xì)排水運(yùn)行和規(guī)劃設(shè)計(jì)模擬分析的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。針對(duì)城市降雨不均勻、地形和人工構(gòu)筑物垂向復(fù)雜、洪澇災(zāi)害后影響顯著等顯著特點(diǎn)，結(jié)合高精度雷達(dá)點(diǎn)云地形數(shù)據(jù)，提出了一種基于高精度點(diǎn)云數(shù)據(jù)的排水區(qū)劃動(dòng)態(tài)劃定方法。同時(shí)闡述了該劃界方法的基本流程和技術(shù)要點(diǎn)，并以某沉橋區(qū)排水分區(qū)為例進(jìn)行了介紹。 1城市排水分區(qū)的主要問(wèn)題和影響 1.1無(wú)法準(zhǔn)確劃定排水分區(qū)范圍。 城市排水分區(qū)決定了排水系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)和運(yùn)行維護(hù)管理的基本單元。在實(shí)際劃分排水帶的過(guò)程中，由于以下原因，排水帶很難準(zhǔn)確反映真實(shí)降雨的匯流情況。這些原因包括:①?gòu)搅鲄R流范圍與降雨量、區(qū)域地形和入滲能力有關(guān)。在特定的降雨條件下，集水表面可能會(huì)有重疊，或者集水表面的一些雨水徑流可能不會(huì)流入排水系統(tǒng)；②用于流域區(qū)劃的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)精度低；③規(guī)劃和實(shí)際施工后的豎向和排水系統(tǒng)布置不同；④人工劃分方法本身高度依賴(lài)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)、經(jīng)驗(yàn)等人工判斷。成都純水設(shè)備 通常，在非城鄉(xiāng)建設(shè)地區(qū)或面積小、豎向平順的城市排水區(qū)，傳統(tǒng)的手工方法結(jié)合模型泰森多邊形法已經(jīng)可以支持基于最大流量的規(guī)劃設(shè)計(jì)工作。而對(duì)于人口密度大、經(jīng)濟(jì)集中度高的城市中心區(qū)，單位面積的洪澇災(zāi)害影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他地區(qū)，城市地形的復(fù)雜程度也更高。此時(shí)，傳統(tǒng)方法劃分流域的結(jié)果往往存在不準(zhǔn)確的問(wèn)題，這將影響洪水災(zāi)害的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)和應(yīng)急管理。 1.2不能反映不同暴雨重現(xiàn)期的排水分區(qū)變化。 近年來(lái)，隨著地形數(shù)據(jù)精度的提高和大比例尺流域區(qū)劃的需求，國(guó)內(nèi)開(kāi)展了相關(guān)研究，主要通過(guò)實(shí)測(cè)地表地形數(shù)據(jù)和GIS分析工具。針對(duì)現(xiàn)有基于DEM流向分析的分類(lèi)方法不能正確反映實(shí)際城市復(fù)雜地形和流向的問(wèn)題，王艷提出了一種兼顧土地類(lèi)型和流向的適用于大規(guī)模平原城市的細(xì)匯水區(qū)分類(lèi)方法。朱洲等人提出了一種考慮多種因素的城市地表匯水分類(lèi)方法，將城市地表分為三個(gè)等級(jí)。結(jié)果表明，采用該分類(lèi)方法得到的SWMM模型和MOUSE模型的模擬結(jié)果比泰森多邊形法的模擬結(jié)果更準(zhǔn)確，證明了面源分析方法可以應(yīng)用于復(fù)雜的城市流域劃分，可以為城市防洪減災(zāi)研究和災(zāi)后恢復(fù)提供指導(dǎo)。薛鳳昌等提出了一種針對(duì)城市平原區(qū)的集水區(qū)分類(lèi)技術(shù)方法，該方法既結(jié)合了傳統(tǒng)的DEM生成子集水區(qū)的算法，重慶實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備又融合了城市區(qū)域的特征，能夠更好地滿足城市區(qū)域的需求。 以上方法基本說(shuō)明基于地表實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的排水分區(qū)方法是可行的。然而，基于GIS水文分析工具的排水分區(qū)是基于洼地填充過(guò)程后的地形數(shù)據(jù)，只能表達(dá)地表所有低洼空間被填充后的排水分區(qū)范圍(即最不利情景)，不能反映不同降雨條件下分散并逐漸疊加的子排水分區(qū)的動(dòng)態(tài)變化，也不能反映不同降雨條件下排水分區(qū)變化對(duì)城市下沉式橋梁等易澇點(diǎn)的影響。 2高精度雷達(dá)(Lidar)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的地表徑流分析 綜上所述，要想預(yù)測(cè)中心城區(qū)暴雨超標(biāo)帶來(lái)的真實(shí)風(fēng)險(xiǎn)，首先要做好精準(zhǔn)的排水分區(qū)。這項(xiàng)工作不僅包括獲取和處理較高精度的數(shù)據(jù)，還可以通過(guò)模型方法基本表達(dá)不同程度超標(biāo)暴雨條件下匯水面的變化。 近年來(lái)，隨著LIDAR(LIDAR-Light detection and ranging)和GIS在測(cè)量領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展，可以獲得比傳統(tǒng)地形數(shù)據(jù)精度高得多的數(shù)字高程模型(DEM)和數(shù)字表面模型(DSM)，如圖1所示。隨著HEC RAS、TUFlow、Infoworks ICM、MIKE Flood等模型軟件的不斷升級(jí)?？紤]了區(qū)域洪水分析功能，使得利用二維水力模型快速模擬城市復(fù)雜地形下的地表洪水過(guò)程成為可能。 基于城市高精度點(diǎn)云地形數(shù)據(jù)的水系分區(qū)動(dòng)態(tài)圈定方法 基于測(cè)繪數(shù)據(jù)和模擬軟件的完善，新西蘭、美國(guó)等一些先進(jìn)城市已逐步采用點(diǎn)云DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行排水分區(qū)、地表徑流通道識(shí)別和精細(xì)暴雨模擬，直接指導(dǎo)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的劃分、應(yīng)急預(yù)案的制定等城市管理工作。新西蘭奧克蘭市從2012年開(kāi)始開(kāi)展了基于點(diǎn)云地形數(shù)據(jù)(4 ~ 10個(gè)激光采集點(diǎn)/m2采集的地表DEM數(shù)據(jù))的流域劃分和高精度洪水風(fēng)險(xiǎn)圖繪制工作。目前已經(jīng)基本完成了奧克蘭4000多km2的分析。2001年熱帶風(fēng)暴艾莉森在休斯敦造成嚴(yán)重洪災(zāi)后，實(shí)施了熱帶風(fēng)暴恢復(fù)項(xiàng)目(TSARP)。為轄區(qū)22個(gè)流域建立了全新的基于GIS和DEM的HEC-HMS和HEC-RAS模型，編制了美國(guó)第一張數(shù)字化洪水風(fēng)險(xiǎn)圖。流域的劃分無(wú)疑是洪水風(fēng)險(xiǎn)圖的核心問(wèn)題。 與上述國(guó)家的大比例尺高精度排水區(qū)劃和洪水風(fēng)險(xiǎn)圖繪制相比，我國(guó)目前尚未建立城市洪水風(fēng)險(xiǎn)圖繪制的標(biāo)準(zhǔn)、方法和精度。對(duì)于基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)的面溢出系統(tǒng)和高精度分析，目前還缺乏長(zhǎng)期的積累和實(shí)踐，僅在北京、深圳等地開(kāi)展探索性的相關(guān)工作。 基于3點(diǎn)云數(shù)據(jù)的流域區(qū)劃目標(biāo)和原則 綜合應(yīng)用高精度的點(diǎn)云地表數(shù)據(jù)和模型軟件，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)流域區(qū)劃的諸多問(wèn)題，包括更精確的地表流域區(qū)劃，反映不同重現(xiàn)期之間流域區(qū)劃的變化，表征區(qū)域內(nèi)主要徑流匯流線等。如果這些問(wèn)題能夠得到綜合改善，不僅可以更好地指導(dǎo)規(guī)劃設(shè)計(jì)工作，還可以分析出超出常識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的特大暴雨情況，為預(yù)警和安排應(yīng)急措施提供重要依據(jù)。 3.1目標(biāo) 對(duì)比傳統(tǒng)的排水分區(qū)方法與真實(shí)情況的差異，結(jié)合數(shù)據(jù)和模擬方法的特點(diǎn)，基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)結(jié)合模擬分析的排水分區(qū)方法應(yīng)達(dá)到以下目的:①分析超過(guò)管渠系統(tǒng)排放標(biāo)準(zhǔn)的地表徑流匯流過(guò)程；(2)實(shí)現(xiàn)不超過(guò)2m網(wǎng)格的分析精度，準(zhǔn)確表示復(fù)雜城市地形條件下的匯流過(guò)程；③在復(fù)雜地形和連續(xù)起伏地區(qū)，能代表不同降雨條件下重疊子流域帶的影響；④該方法對(duì)模型和計(jì)算機(jī)處理能力要求適中，可操作性強(qiáng)。 3.2基本原則 3.2.1精度優(yōu)先的原則將提高地形數(shù)據(jù)和模擬運(yùn)算的精度。 由于這種方法主要處理由城市過(guò)量降雨引起的內(nèi)澇事件，因此有必要簡(jiǎn)要討論此類(lèi)事件的特征。通過(guò)對(duì)我國(guó)幾次典型暴雨事件的分析，城市因降雨過(guò)多而引發(fā)的內(nèi)澇事件與河流泄洪能力不足而引發(fā)的洪澇災(zāi)害有明顯區(qū)別。當(dāng)超過(guò)排水系統(tǒng)的排放能力時(shí)，地表徑流是徑流收集的主要來(lái)源，城市道路(包括市政道路和居住區(qū)道路)成為轉(zhuǎn)移地表徑流的主要途徑。在這種條件下，如果地表徑流分析的數(shù)據(jù)精度和分析精度不足以描述城市道路徑流的精確趨勢(shì)，或者無(wú)法區(qū)分城市道路的詳細(xì)邊界和平面定位，就無(wú)法形成有效的分析結(jié)果用于內(nèi)澇的預(yù)防和預(yù)警。因此，得到的地形數(shù)據(jù)的精度至少要滿足能看清建筑物和城市道路的要求。從各國(guó)的實(shí)踐和點(diǎn)云數(shù)據(jù)測(cè)繪的精度要求來(lái)看，一般測(cè)繪和成果的精度都在2m以內(nèi)。成都純水設(shè)備 3.2.2基于精度優(yōu)先的原則，兼顧計(jì)算能力。 隨著數(shù)據(jù)精度的提高，計(jì)算機(jī)進(jìn)行復(fù)雜模擬分析的計(jì)算時(shí)間往往成倍增加，需要根據(jù)匯流關(guān)系對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行拆分，找到合適的水文計(jì)算精度。 它涉及到一個(gè)大型的中心城市，比如幾千平方公里的高精度地形數(shù)據(jù)分析。通常將一個(gè)大的流域或中心城市劃分為若干個(gè)流域區(qū)進(jìn)行計(jì)算。這種方法很容易劃分出表面坡度平緩、排水邊界清晰的區(qū)域。對(duì)于地形相對(duì)平坦的城區(qū)，往往以河道或主干排水系統(tǒng)為軸，人工劃分排水區(qū)域。但對(duì)于流域帶之間的邊界區(qū)域，人工劃分很難準(zhǔn)確描述，需要多次試算和計(jì)算機(jī)分析，才能確定流域級(jí)別更準(zhǔn)確的流域帶，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步劃分流域帶。一般來(lái)說(shuō)，流域劃分的單元尺度應(yīng)根據(jù)能進(jìn)行一次二維洪水模擬的運(yùn)行尺度來(lái)確定。另一方面，對(duì)于水文計(jì)算要求的地形數(shù)據(jù)精度，經(jīng)過(guò)多次不同地形特征的試驗(yàn)，一般采用5m網(wǎng)格，可以更好地平衡運(yùn)算時(shí)間和精度要求。 3.2.3模擬確定排水分區(qū)變化的臨界降雨量。 城市地形復(fù)雜，在徑流收集過(guò)程中，起伏的道路、洼地、立交橋等空間加劇了劃分排水區(qū)的難度。假設(shè)只計(jì)算地表徑流峰值造成的災(zāi)害影響，則考慮地表徑流的排水分區(qū)。在不同的降雨量下，遭受澇災(zāi)的低洼點(diǎn)可能有不同的匯流范圍。如圖2所示，在一個(gè)流域的地表徑流匯流過(guò)程中存在明顯的低洼空間，因此在不超過(guò)能充滿低洼空間的臨界降雨量的情況下，只有流域Aa1的地表徑流會(huì)在流域末端的P點(diǎn)被收集。但如果低洼空間充滿連續(xù)降雨，則有可能在p點(diǎn)匯集所有排水帶的全部地表徑流，即Aa1+Aa2，這種情況通常常見(jiàn)于連續(xù)的地下通道和市中心的低洼地區(qū)。因此，為了得到更準(zhǔn)確的流域分區(qū)結(jié)果，應(yīng)選取多場(chǎng)降雨進(jìn)行模擬分析，明確不同匯水面之間的連接關(guān)系，確定臨界降雨量或降雨強(qiáng)度。 基于城市高精度點(diǎn)云地形數(shù)據(jù)的水系分區(qū)動(dòng)態(tài)圈定方法 3.2.4全程逐級(jí)核對(duì)數(shù)據(jù)和結(jié)果。 由于測(cè)繪數(shù)據(jù)精度和分析精度較傳統(tǒng)方法有明顯提高，雖然理論上可以更準(zhǔn)確地定位地表徑流通道的位置，但同時(shí)數(shù)據(jù)的真實(shí)性需要充分調(diào)查核實(shí)，需要高質(zhì)量完成，并貫穿整個(gè)工作流程。 重慶實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備基于4點(diǎn)云數(shù)據(jù)的流域區(qū)劃主要流程和技術(shù)要點(diǎn) 4.1主要流程 為了實(shí)現(xiàn)高精度和動(dòng)態(tài)變化兩個(gè)主要目標(biāo)，需要重新建立流域區(qū)劃的基本流程，同時(shí)兼顧模擬計(jì)算的經(jīng)濟(jì)性和優(yōu)化調(diào)整過(guò)程的靈活性。初步技術(shù)處理流程包括地形數(shù)據(jù)處理、確定水系分區(qū)、模型分析、最終確定水系分區(qū)等主要步驟(見(jiàn)圖3)。 基于城市高精度點(diǎn)云地形數(shù)據(jù)的水系分區(qū)動(dòng)態(tài)圈定方法 圖3流域邊界劃分方法流程圖 4.2技術(shù)要點(diǎn) 4.2.1地形數(shù)據(jù)處理 (1)地形數(shù)據(jù)的技術(shù)要求。通過(guò)點(diǎn)云測(cè)繪，可以獲得每平方米4 ~ 10個(gè)點(diǎn)的激光雷達(dá)高程點(diǎn)數(shù)據(jù)。該方法可以獲得高精度的高程數(shù)據(jù)，反映城市溢出系統(tǒng)的要素。通過(guò)比較不同下墊面數(shù)據(jù)形式表示地形流向的精度分析結(jié)果，最終得出結(jié)論:基于DEM數(shù)據(jù)，疊加建筑物、下沉橋梁等重要地形要素的地形數(shù)據(jù)，可以兼顧精度與表達(dá)城市淹沒(méi)范圍的關(guān)系。地形至少應(yīng)包括:①建筑物輪廓和標(biāo)高數(shù)據(jù)；②地面高程數(shù)據(jù)；③城市道路邊界及詳細(xì)高程數(shù)據(jù)；④凹橋區(qū)或易積水區(qū)的下層標(biāo)高數(shù)據(jù)；⑤城市河流邊界和河頂高程等。 (2)地形修正。由于地形精細(xì)，如果不能準(zhǔn)確識(shí)別墻、橋、涵等影響徑流流向的關(guān)鍵因素，就容易形成數(shù)據(jù)誤差，導(dǎo)致徑流流向判斷不準(zhǔn)確。因此，通常至少要經(jīng)過(guò)一個(gè)雨季的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和校正，才能作為比較準(zhǔn)確的地形數(shù)據(jù)。 地形校正的主要內(nèi)容包括:①去除不合理的圍擋結(jié)構(gòu)和局部路口的地形標(biāo)高，保證路徑的準(zhǔn)確。圖4示出了交叉路口高程校正的示例。因此，路線從東南向東北變化，匯水面的范圍也相應(yīng)變化。②修改高架橋、立交橋、天橋區(qū)過(guò)街不合理地形，保留底部高程信息；③調(diào)整地形標(biāo)高，實(shí)現(xiàn)大型管涵排水效果。一些大型城市管涵可視為永久性排水通道，應(yīng)充分考慮其排水功能。圖5是一個(gè)管涵地形調(diào)整的例子，降低了管涵所在的局部地形標(biāo)高。結(jié)果，低洼區(qū)域中的路徑變得真實(shí)和準(zhǔn)確，從而可以準(zhǔn)確地識(shí)別集水表面。 基于城市高精度點(diǎn)云地形數(shù)據(jù)的水系分區(qū)動(dòng)態(tài)圈定方法 基于城市高精度點(diǎn)云地形數(shù)據(jù)的水系分區(qū)動(dòng)態(tài)圈定方法 4.2.2流域排水分區(qū) 對(duì)基于DEM的流域劃分方法進(jìn)行了改進(jìn)，主要步驟是流向分析和流量的累積網(wǎng)格數(shù)計(jì)算。它是一種通過(guò)地表高程和坡度方向識(shí)別路徑和匯水面的水文分析方法，由ArcGIS的水文工具箱實(shí)現(xiàn)。處理過(guò)程可概括為四個(gè)主要步驟:流域初步劃分、地形填充、河道界定、流域面積確定、流域面積組合修正。 (1)流域排水區(qū)域的初步劃分。流域的規(guī)模通常很大，除了高密度的城市地區(qū)，還包括上游的山區(qū)。整個(gè)流域切割出來(lái)的外邊界至少應(yīng)包括完整的研究范圍。在此基礎(chǔ)上，初步判別山形、河流、橋梁等地形因素，劃分一級(jí)子流域。 (2)地形填充。當(dāng)“水流”流經(jīng)地形中凹型低洼區(qū)的最低點(diǎn)時(shí)，由于周?chē)W(wǎng)格地形高于最低點(diǎn)，此時(shí)所有計(jì)算的坡度都是反坡，計(jì)算機(jī)無(wú)法根據(jù)最大正坡原理識(shí)別下一條路徑。重慶實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備為了避免這個(gè)問(wèn)題，分水嶺劃分的第一步需要對(duì)低洼區(qū)域進(jìn)行填充，處理的結(jié)果是抬高低洼區(qū)域的地形高程，實(shí)現(xiàn)正斜率的計(jì)算(見(jiàn)圖5)。 (3)界定河道。通過(guò)提取累積流量值大于某個(gè)流量閾值的網(wǎng)格來(lái)定義河網(wǎng)。例如，如果提取了集水區(qū)面積大于1 hm2的格網(wǎng)，則流量閾值為1 hm2除以單個(gè)格網(wǎng)面積。結(jié)果也可以轉(zhuǎn)換成線矢量文件。下圖為提取的河網(wǎng)矢量數(shù)據(jù)。 (4)劃分和確定子流域。通過(guò)計(jì)算流向和提取的河網(wǎng)結(jié)果，利用分水嶺工具可以自動(dòng)從DEM中分割出流域邊界。上述流域劃分方法通常適用于大范圍的自然流域。在城市流域使用該方法時(shí)，需要特別注意所采用地形的特征，精度要高，否則無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算流向和累積流量值。同時(shí)，糾正錯(cuò)誤地形的準(zhǔn)確性也會(huì)影響模擬結(jié)果。 (5)水系的聯(lián)合校正。主要子流域邊界與實(shí)際流域邊界不完全一致。劃分二級(jí)流域邊界后，在一級(jí)子流域交界處觀測(cè)二級(jí)流域邊界，通過(guò)地形重組糾正不完整的二級(jí)流域邊界。此外，重新審視地形偏差導(dǎo)致的錯(cuò)誤流域邊界劃分結(jié)果，如河橋、圍擋等不合理結(jié)構(gòu)障礙物，修正后重新劃分地形(修正對(duì)比結(jié)果見(jiàn)圖6)。 基于城市高精度點(diǎn)云地形數(shù)據(jù)的水系分區(qū)動(dòng)態(tài)圈定方法 4.2.3不同重現(xiàn)期的雨面溢流過(guò)程模擬 (1)模型模擬。利用美國(guó)水文中心最新發(fā)布的HEC-RAS模型軟件，模擬了不同降雨情景下地表水的區(qū)域范圍、水深、流速、積水/退水等重要水力要素信息。降雨邊界選取北京持續(xù)2小時(shí)的芝加哥雨型，地形網(wǎng)格精度為5m，時(shí)間步長(zhǎng)為1min。成都純水設(shè)備網(wǎng)格大小考慮了模擬精度和運(yùn)行時(shí)間。 (2)確定臨界回報(bào)期。將不同降雨條件下的地表徑流流態(tài)和水深變化與由小到大(降雨量由小到大)的綜合降雨重現(xiàn)期進(jìn)行比較，統(tǒng)計(jì)重要低洼地區(qū)的累積水量和水深，重點(diǎn)觀察其充滿水后徑流方向的變化過(guò)程，最終確定不同低洼地區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)在充滿水后開(kāi)始向下游轉(zhuǎn)移徑流的臨界降雨條件。 5沉橋區(qū)排水分區(qū)實(shí)例 5.1下凹橋區(qū)排水系統(tǒng)概述 這座下沉的橋是由穿過(guò)鐵路的城市主干道形成的。橋區(qū)雨水管道總長(zhǎng)約14.3km，直徑400~1 350mm，其中橋區(qū)主干管網(wǎng)(直徑1 350mm)接入下游城市道路雨水干管(直徑2 600mm)，最終排入碼頭河道。橋區(qū)主干管網(wǎng)(直徑1 350mm)主要收集橋區(qū)道路及周邊部分地塊的雨水，相應(yīng)的排水面積約為12 hm2，如圖7所示。2021年8月16日晚，一場(chǎng)暴雨，橋區(qū)積水嚴(yán)重，最大深度達(dá)2m，積水時(shí)間約40min。 基于城市高精度點(diǎn)云地形數(shù)據(jù)的水系分區(qū)動(dòng)態(tài)圈定方法 5.2下凹大橋周?chē)乇韽搅髀窂郊暗屯莸貐^(qū)分析 通過(guò)獲取橋區(qū)周?chē)?m網(wǎng)格的雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)，分析橋區(qū)上游地表徑流路徑和低洼地區(qū)的分布，進(jìn)而分析橋區(qū)地表徑流匯流范圍可能發(fā)生的變化和影響。地表徑流路徑和低洼地區(qū)的分析結(jié)果如圖8所示。一場(chǎng)暴雨，地下管網(wǎng)滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，雨水徑流沿橋面排出，低洼處需要填平后才能繼續(xù)向下游流動(dòng)。從圖8可以看出，凹橋區(qū)的南北兩側(cè)有一條主要的地表徑流通道。當(dāng)降雨量超過(guò)某一臨界降雨量，即上部低洼地區(qū)被填滿時(shí)，地表徑流可能從橋區(qū)南、北路流入橋區(qū)，從而加劇橋區(qū)內(nèi)澇問(wèn)題。因此，臨界降雨量的模擬分析對(duì)判斷橋區(qū)匯水面積可能發(fā)生的變化和影響非常重要，從而進(jìn)一步支持不同降雨條件下橋區(qū)可能出現(xiàn)的積水風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，制定有針對(duì)性的應(yīng)急預(yù)案。 基于城市高精度點(diǎn)云地形數(shù)據(jù)的水系分區(qū)動(dòng)態(tài)圈定方法 5.3下凹橋區(qū)排水分區(qū)動(dòng)態(tài)變化分析 采用HEC-RAS軟件模擬分析了不同降雨情景下該橋區(qū)地表漫流的動(dòng)態(tài)過(guò)程。模擬結(jié)果表明，當(dāng)降雨量小于80mm時(shí)，該凹橋區(qū)的地表匯流范圍基本對(duì)應(yīng)排水管網(wǎng)的集水范圍，面積約為12hm2。2h降雨量超過(guò)120mm時(shí)，地表徑流開(kāi)始沿南路流入橋區(qū)，匯水面積迅速擴(kuò)大到120hm2。2h降雨量超過(guò)200mm時(shí)，地表徑流分別沿南北道路流入橋區(qū)，匯水面積擴(kuò)大到150hm2。當(dāng)2h降雨量超過(guò)300mm時(shí)，上游較大區(qū)域的南北兩側(cè)道路將分別流入橋區(qū)，匯水面積擴(kuò)大到300 hm2，如圖9所示。 基于城市高精度點(diǎn)云地形數(shù)據(jù)的水系分區(qū)動(dòng)態(tài)圈定方法 6總結(jié)與展望 與非城市地區(qū)相比，城市建成區(qū)單位面積的災(zāi)害損失增加數(shù)倍。重慶實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備因此，傳統(tǒng)的排水分區(qū)方法難以描述暴雨下排水系統(tǒng)和地面系統(tǒng)的影響。對(duì)于橋下地區(qū)、隧道或其他地形復(fù)雜的地區(qū)，排水區(qū)的劃分對(duì)于汛期的防洪非常重要。特別是“高水位”排水區(qū)劃分不準(zhǔn)確，會(huì)導(dǎo)致模型模擬和方案設(shè)計(jì)結(jié)果與實(shí)際情況產(chǎn)生較大誤差，最終導(dǎo)致無(wú)法應(yīng)對(duì)汛期暴雨。 基于雷達(dá)測(cè)繪點(diǎn)云數(shù)據(jù)的水系分區(qū)分析雖然比傳統(tǒng)方法更加精確，但也對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量、外業(yè)檢查和模型模擬提出了更高的質(zhì)量要求。相對(duì)而言，排水分區(qū)的經(jīng)濟(jì)性缺乏優(yōu)勢(shì)。所以，至少對(duì)于待開(kāi)發(fā)的城區(qū)、重要區(qū)域、風(fēng)險(xiǎn)高的區(qū)域，應(yīng)該優(yōu)先采用這種方法。
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