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(xiàn)象及危害 2
1.3 城市水文效應(yīng)及洪澇動態(tài)模擬研究現(xiàn)狀 4
1.3.1 城市水文效應(yīng)研究現(xiàn)狀 4
1.3.2 城市洪澇動態(tài)模擬研究現(xiàn)狀 6
1.4 城市水文效應(yīng)及洪澇動態(tài)模擬研究不足 9
1.5 本書研究思路及結(jié)構(gòu) 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(jīng)濟及自然災(zāi)害 13
1.7 研究數(shù)據(jù)基礎(chǔ) 14
1.7.1 經(jīng)濟社會數(shù)據(jù) 14
1.7.2 遙感、土壤及高程數(shù)據(jù) 15
1.7.3 站網(wǎng)分布 15
1.7.4 降雨徑流數(shù)據(jù) 16
第2章 城市化水文效應(yīng) 17
2.1 城市化及其結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(yīng)的表現(xiàn)形式 22
2.3.1 雨島效應(yīng) 23
2.3.2 水循環(huán)過程的變化 24
2.4 城市化雨島效應(yīng)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(yīng)趨勢分析 30
2.6.3 雨島效應(yīng)周期分析 33
2.6.4 雨島效應(yīng)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(jié) 46
第3章 城市暴雨洪澇預(yù)報模型基礎(chǔ)理論及積水過程動態(tài)預(yù)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(chǎn)流模式辨析依據(jù) 48
3.1.2 產(chǎn)流計算方法 51
3.1.3 城市水文響應(yīng)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(jié)構(gòu) 55
3.2.4 SWMM模型參數(shù)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(shù)”規(guī)律驅(qū)動機制 63
3.3 精細化城市暴雨洪澇模擬預(yù)報模型構(gòu)建方法 64
3.3.1 缺資料地區(qū)暴雨洪水模型構(gòu)建方法 64
3.3.2 精細化暴雨洪水模擬預(yù)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(fēng)險防控與積水過程預(yù)報 77
3.6.1 城市洪澇風(fēng)險防控的內(nèi)容 77
3.6.2 城市洪澇風(fēng)險防控與洪澇積水形成過程的關(guān)系 78
3.6.3 城市洪澇風(fēng)險防控對洪澇積水過程預(yù)報的要求 79
3.7 城市洪澇積水過程動態(tài)預(yù)報的基礎(chǔ) 79
3.7.1 城市洪澇積水過程動態(tài)預(yù)報的理論基礎(chǔ) 79
3.7.2 城市洪澇積水過程動態(tài)預(yù)報的數(shù)據(jù)基礎(chǔ) 80
3.7.3 城市洪澇積水過程動態(tài)預(yù)報的模型基礎(chǔ) 81
3.8 基于模型參數(shù)實時校正的城市洪澇積水過程動態(tài)預(yù)報研究框架 81
3.8.1 城市洪澇積水過程動態(tài)預(yù)報流程 82
3.8.2 城市洪澇積水過程動態(tài)預(yù)報關(guān)鍵技術(shù) 83
3.9 本章小結(jié) 84
第4章 精細化城市暴雨洪澇模擬預(yù)報 85
4.1 積水體積等效概化法驗證結(jié)果 85
4.2 先驗樣本參數(shù)規(guī)律挖掘法驗證結(jié)果 87
4.3 降雨分級檢驗評定結(jié)果 92
4.4 地面-雷達-降雨融合預(yù)報結(jié)果檢驗 94
4.5 研究區(qū)SWMM模型構(gòu)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(shù)取值 98
4.5.3 鄭州市中心城區(qū)SWMM模型構(gòu)建結(jié)果 99
4.6 本章小結(jié) 101
第5章 城市洪澇模型敏感性參數(shù)快速識別及實時校正 102
5.1 SWMM模型敏感性參數(shù)快速識別的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法 102
5.1.1 模型參數(shù)敏感性的影響因素分析 103
5.1.2 改進Morris篩選法的參數(shù)敏感性分析 104
5.1.3 城市洪澇模型敏感性參數(shù)識別的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 107
5.1.4 SWMM模型敏感性參數(shù)識別方法驗證 110
5.2 城市洪澇模型參數(shù)實時校正概念 114
5.2.1 城市洪澇模型參數(shù)實時校正定義 114
5.2.2 城市洪澇模型參數(shù)實時校正原則 114
5.2.3 城市洪澇模型參數(shù)實時校正流程 116
5.3 SWMM模型參數(shù)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(shù)識別 118
5.3.3 子匯水區(qū)敏感性參數(shù)實時校正 119
5.4 SWMM模型參數(shù)實時校正方法驗證 122
5.4.1 參數(shù)實時校正方法驗證數(shù)據(jù) 122
5.4.2 節(jié)點積水深度誤差判定結(jié)果 124
5.4.3 誤差超限時刻子匯水區(qū)敏感性參數(shù)識別結(jié)果 126
5.4.4 子匯水區(qū)敏感性參數(shù)實時校正結(jié)果 126
5.5 本章小結(jié) 137
第6章 基于模型參數(shù)實時校正的城市洪澇積水過程動態(tài)預(yù)報方法 139
6.1 城市洪澇積水過程動態(tài)預(yù)報概念與流程 139
6.1.1 城市洪澇積水過程動態(tài)預(yù)報概念 139
6.1.2 城市洪澇積水過程動態(tài)預(yù)報流程 139
6.2 城市洪澇積水過程動態(tài)預(yù)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(yù)報數(shù)據(jù)的實時采集與滾動修正 142
6.2.3 洪澇積水?dāng)?shù)據(jù)的實時采集方法 144
6.2.4 洪澇預(yù)報結(jié)果動態(tài)更新方法 145
6.2.5 城市洪澇積水過程動態(tài)預(yù)報結(jié)果的評價方法 147
6.3 城市洪澇積水過程動態(tài)預(yù)報案例研究 149
6.3.1 研究區(qū)降雨洪澇數(shù)據(jù)實時采集與處理 149
6.3.2 研究區(qū)洪澇模型參數(shù)實時校正 151
6.3.3 研究區(qū)洪澇積水過程預(yù)報結(jié)果動態(tài)更新 155
6.4 城市洪澇積水過程動態(tài)預(yù)報結(jié)果評價 167
6.4.1 動態(tài)更新的洪澇積水過程預(yù)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(yù)報與靜態(tài)預(yù)報對比分析 170
6.5 本章小結(jié) 171
第7章 結(jié)語 173
參考文獻 174