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(shì)明顯。城市化進(jìn)程的迅速推進(jìn)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(duì)城市防汛工作提出嚴(yán)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(jì)條件下雨水管網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)積水災(zāi)害，及評(píng)估制定實(shí)際發(fā)生道路積水災(zāi)害時(shí)市政設(shè)施運(yùn)營(yíng)管理方案時(shí)，都要求建立道路積水?dāng)?shù)據(jù)輸入和水力計(jì)算結(jié)果可視化展示平臺(tái)，以便確定發(fā)生積水的區(qū)域

2、、水量、水深和歷時(shí)并及時(shí)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(guó)內(nèi)外對(duì)于室外排水規(guī)劃設(shè)計(jì)理論和技術(shù)存在階段性的差別。國(guó)際上新的雨水排水規(guī)劃設(shè)計(jì)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(jì)計(jì)算方法更新、計(jì)算機(jī)模擬模型的應(yīng)用、設(shè)計(jì)校核與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和運(yùn)行維護(hù)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(jì)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(jì)算

3、機(jī)模擬技術(shù)指導(dǎo)規(guī)劃設(shè)計(jì)，此外，所有系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)均應(yīng)進(jìn)行校核。 其次，在分析國(guó)內(nèi)外雨水排水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)理論和標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，構(gòu)建雨水排水系統(tǒng)評(píng)價(jià)體系，研究相關(guān)評(píng)價(jià)流程和內(nèi)容。按照評(píng)價(jià)體系各階段內(nèi)容將評(píng)價(jià)指標(biāo)劃分為三個(gè)層次，即設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)階段的初評(píng)指標(biāo)、設(shè)計(jì)校核指標(biāo)及抗災(zāi)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)階段的抗災(zāi)指標(biāo)。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(fù)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(shí)踐中，

4、采用計(jì)算機(jī)模型技術(shù)對(duì)規(guī)劃設(shè)計(jì)和已建雨水系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和抗災(zāi)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)，并分析超標(biāo)降雨條件下雨水系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)，可為雨水系統(tǒng)提高標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)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(jì)算格網(wǎng)高程并保存于對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)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(shí)，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(dá)方法，提出雨水管網(wǎng)數(shù)據(jù)模型構(gòu)建方法。以節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)控制面積關(guān)聯(lián)耦合成為城市道路積水?dāng)?shù)據(jù)模型及其可視化展示平臺(tái)在老山奧運(yùn)場(chǎng)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(jì)算數(shù)據(jù)輸入端口和結(jié)果可視化表達(dá)平臺(tái)，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(guó)室外排水規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范提供借鑒，也是建立迎汛排水?dāng)?shù)字化監(jiān)