不同雨型降雨对城市内涝的影响研究

摘要

为探究不同降雨雨型对城市内涝的影响，以杭州下沙某片区为研究区域，构建城市内涝暴雨洪水管理耦合元胞自动机(storm water management model-cellular automate, SWMM-CA)模型，利用K-means聚类方法划分雨型，通过7种不同雨型和不同重现期(即5 a一遇、20 a一遇、50 a一遇、100 a一遇)的组合，创建多种组合降雨情景来模拟城市内涝过程，分别计算淹没范围、淹没总量以及淹没区域面积3个指标。结果表明：在降雨历时和降雨深相同情况下，对比7种雨型，峰值靠后型和峰值中心偏后型雨型的淹没范围最大，峰值靠前型和峰值初始型次之，峰值绝对中心型和峰值中心偏前型导致的淹没范围较小，非单峰型的降雨最小。计算不同雨型所致的淹没总量和淹没区域面积，其结果显示峰值靠后型带来的淹没总量居首位，相应的内涝风险亦随之达到顶峰，相对而言，非单峰型雨型产生的内涝风险则显著降低。随着重现期的递增，各雨型引发的淹没区域面积呈增大态势，但增长速率逐渐放缓；在同一重现期下，不同雨型导致的淹没区域面积的差异规律与淹没总量保持一致。研究结果对今后城市应对极端暴雨事件、暴雨内涝防治决策提供一定的科学依据。

关键词

暴雨管理模型 / 降雨场次 / 元胞自动机 / 雨型分类 / 内涝模拟 / 杭州下沙