变化环境对城市雨洪径流的影响及控制模拟研究
发布时间：2023-06-03 08:24
近年来,由气候变化和城市化引发的城市雨洪事件频发,给人民群众的生命财产造成巨大损失。开展变化环境对城市雨洪径流的影响研究,有助于从本质上了解城市雨洪发生原因、演变过程,为最大限度降低城市雨洪影响提供重要技术支撑。本文以西安市城区为研究对象,采用了数据分析与模型模拟的方法,探究了变化环境演变规律和极端降水变化特征,阐明了城区地表径流对变化环境的响应机制,通过构建城市雨洪模型全过程模拟分析了现状条件和未来变化环境下城市雨洪特征,制定了不同适应措施并评估措施控制效果,形成了一整套城市雨洪形成、演变及控制的研究体系,为科学应对未来变化环境下城市雨洪提供依据。本文做出的主要工作和得到的主要结论如下:(1)变化环境演变及其对降水影响规律研究。从气温变化、汛期短历时极端降水演变规律和城市化演变规律三个方面分析变化环境演变规律,首先利用西安市城区气温资料分析城区气温演变的趋势性和突变性规律,然后在解译1984年至2017年西安市城区遥感影像数据的基础上探究了城市扩张时空演变规律,最后利用西安市城区汛期逐小时降水资料,分析汛期短历时极端降水演变规律,并基于双累计曲线采用城乡对比法分析城市化对极端降水影响...
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 变化环境对极端暴雨事件影响研究进展
1.2.2 城市降雨径流规律研究进展
1.2.3 城市雨洪过程及其控制模拟研究进展
1.3 主要研究内容和技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
2 变化环境演变及其对降水影响规律研究
2.1 气温演变规律研究
2.1.1 数据来源及方法
2.1.2 气温变化特征分析
2.2 城市扩张时空演变规律分析
2.2.1 研究区域概况及数据方法
2.2.2 中心城区土地利用结构及其变化
2.2.3 中心城区土地利用变化方向
2.2.4 中心城区土地利用强度时空分异特征
2.3 城区汛期短历时降水极值演变规律
2.3.1 数据来源及方法
2.3.2 汛期不同历时降水强度及频率变化趋势分析
2.3.3 汛期不同历时降水强度周期性特征
2.3.4 汛期不同历时降水强度突变点分析
2.4 城市化对极端降水影响分析
2.4.1 数据与研究方法
2.4.2 乡村站降水变化分析
2.4.3 城市化对极端降雨影响分析
2.5 本章小结
3 变化环境对城区地表径流影响研究
3.1 研究区域概况
3.2 城市降雨径流模型构建
3.2.1 降雨径流模型原理
3.2.2 模型构建
3.2.3 模型验证与率定
3.3 下垫面变化对城区径流特性影响
3.4 降水条件变化对城区地表径流特性影响
3.4.1 雨强变化对径流过程影响
3.4.2 雨峰位置对径流过程影响
3.5 本章小结
4 城市雨洪过程模拟研究
4.1 MIKE FlOOD模型原理
4.1.1 雨水管网模型
4.1.2 地表漫流模型
4.1.3 MIKE FLOOD耦合模型
4.2 城市雨洪模型构建
4.2.1 雨水管网模型构建
4.2.2 地表漫流模型构建
4.2.3 模型耦合
4.2.4 城市雨洪模型率定与验证
4.3 设计降雨条件下城市雨洪模拟
4.3.1 模型计算设计降雨条件设置
4.3.2 设计降雨条件雨水管流分析
4.3.3 设计降雨条件地表淹没过程分析
4.4 本章小结
5 未来变化情境下雨洪模拟及控制研究
5.1 未来变化环境下降雨条件设置
5.2 未来变化环境下城市雨洪模拟研究
5.2.1 未来降雨情景下雨水管流分析
5.2.2 未来降雨情景下地表淹没过程分析
5.3 雨洪控制措施研究
5.3.1 控制措施分析
5.3.2 控制措施制定
5.4 雨洪控制效果评估
5.4.1 雨水管流调控效果评估
5.4.2 地表积水调控效果评估
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
攻读学位期间主要研究成果
本文编号：3828983
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 变化环境对极端暴雨事件影响研究进展
1.2.2 城市降雨径流规律研究进展
1.2.3 城市雨洪过程及其控制模拟研究进展
1.3 主要研究内容和技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
2 变化环境演变及其对降水影响规律研究
2.1 气温演变规律研究
2.1.1 数据来源及方法
2.1.2 气温变化特征分析
2.2 城市扩张时空演变规律分析
2.2.1 研究区域概况及数据方法
2.2.2 中心城区土地利用结构及其变化
2.2.3 中心城区土地利用变化方向
2.2.4 中心城区土地利用强度时空分异特征
2.3 城区汛期短历时降水极值演变规律
2.3.1 数据来源及方法
2.3.2 汛期不同历时降水强度及频率变化趋势分析
2.3.3 汛期不同历时降水强度周期性特征
2.3.4 汛期不同历时降水强度突变点分析
2.4 城市化对极端降水影响分析
2.4.1 数据与研究方法
2.4.2 乡村站降水变化分析
2.4.3 城市化对极端降雨影响分析
2.5 本章小结
3 变化环境对城区地表径流影响研究
3.1 研究区域概况
3.2 城市降雨径流模型构建
3.2.1 降雨径流模型原理
3.2.2 模型构建
3.2.3 模型验证与率定
3.3 下垫面变化对城区径流特性影响
3.4 降水条件变化对城区地表径流特性影响
3.4.1 雨强变化对径流过程影响
3.4.2 雨峰位置对径流过程影响
3.5 本章小结
4 城市雨洪过程模拟研究
4.1 MIKE FlOOD模型原理
4.1.1 雨水管网模型
4.1.2 地表漫流模型
4.1.3 MIKE FLOOD耦合模型
4.2 城市雨洪模型构建
4.2.1 雨水管网模型构建
4.2.2 地表漫流模型构建
4.2.3 模型耦合
4.2.4 城市雨洪模型率定与验证
4.3 设计降雨条件下城市雨洪模拟
4.3.1 模型计算设计降雨条件设置
4.3.2 设计降雨条件雨水管流分析
4.3.3 设计降雨条件地表淹没过程分析
4.4 本章小结
5 未来变化情境下雨洪模拟及控制研究
5.1 未来变化环境下降雨条件设置
5.2 未来变化环境下城市雨洪模拟研究
5.2.1 未来降雨情景下雨水管流分析
5.2.2 未来降雨情景下地表淹没过程分析
5.3 雨洪控制措施研究
5.3.1 控制措施分析
5.3.2 控制措施制定
5.4 雨洪控制效果评估
5.4.1 雨水管流调控效果评估
5.4.2 地表积水调控效果评估
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
攻读学位期间主要研究成果
本文编号：3828983
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