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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

随着全球气候变化和城市化进程的加快，在自然和各种人为因素的相互作用下，城市自然灾害发生频率、强度及其造成的损失日益加剧。城市暴雨积水，即指降雨下落城市区域形成径流后由于地势低洼、排水不及时等原因造成一定径流深度的地面积水。国内外大中城市由于暴雨、积水引起的洪水灾害事件频发，使得城市洪水问题成为全世界关注的问题。因此，对城市暴雨积水问题进行研究，提高对于城市暴雨积水情况掌握的准确性，为决策者制订防灾减灾措施提供理论依据显得尤为重要。一方面，因城市内涝而引起的一系列的社会、经济问题成为了困扰城市发展的主要自然灾害因素；另一方面，随着城市化和现代化步伐的加快,大城市在对于防御气象灾害方面的方法、措施、决策均暴露出了大城市对气象灾害防御方面的不及时性、不高效性和脆弱性。在全球气候变暖的大背景下,自然灾害呈多发、重发的趋势。异常气候所引发的台风、暴雨、山洪地质灾害等极端天气气候事件的发生频率和影响范围呈现增加趋势。人类的活动对城市气象的影响力越来越显著,城市规模的扩大,城市绿地面积的减小,城市是高程建筑的集中区,阻碍了热量的散发,城市的局地热岛效应明显,热岛环流加剧了城市上空的热对流,加之城市上空的污染物的增多,有利于凝结核的形成,极易引发城市局部暴雨,暴雨具有历时短、雨量大、频率高等特点,由暴雨所易发的城市气象灾害相比与其他的气象灾害对城市的影响更为严重,由城市热岛所诱发的城市雨岛效应是城市暴雨进而产生内滞的直接诱因。 目前,世界范围内的城市都在为解决城市内涝问题而努力,研究城市内涝现状及在内涝预警及应急中所有面临的问题,城市内涝的研究结果对于气候特点、城市规模及排水系统现状像是的城市具有借鉴意义,对于城市暴雨内涝的研究,一方面有利于建设和完善城市内涝应急机制,最大限度的降低暴雨内涝所带来的交通拥堵等一系列的社会经济问题。另一方面对城市现有的排水系统进行风险评估,便于对城市排水系统中的薄弱环节进行整改,最大限度的降低城市内涝风险。

国内外研究现状

受城市化进程加速及全球变暖等因素的影响,城市暴雨内涝研究成为人们关注的热点,自20世纪60年代第一个集总式水文模型的正式提出,使得研究人员开始将水文模型应用于城市水文研究中。目前的城市水文模型基本都是依据1970年美国环境保护署epa(environmental protection agency)开始研究并提出的暴雨洪水管理模型swmm(storm water management model),为基础，应用不同的数据模拟模式和手段对城市暴雨内涝问题进行研究。

美国加利福尼亚大学的janet barco等人在2007提出了应用gis技术研究swmm模型中大型城市汇水区的自动划分,美国新奥尔良大学的efrain giron博士在新奥尔良市应用gis技术及swmm模型评估了在洪水易发地区暴雨所产生的损失。自2009年开始,国内逐步开始研究gis技术与swmm模型的集成应用,清华大学城市规划与设计研究院融合gis技术与swmm模型推出的digital water平台是城市排水系统动态模拟计算能力与gis空间管理分析能力融合一体的城市排水系统数字化的管理平台。天津大学的李彦伟等人通过gis技术与swmm构建了天津市的城市排水系统,研究了天津市的城市管网的优化设计。

2. 研究的基本内容

自然灾害的情景模拟与风险评估一直是灾害研究的核心内容和热点之一。其中城市暴雨对城市的淹没是自然灾害中影响较为严重的一种。本文通过整理贵阳市区气象资料及历史洪灾数据，分析贵阳城区暴雨洪涝的规律；利用基于栅格模型的城区内涝模拟程序对贵阳市区在典型暴雨条件下的淹没情况进行模拟；通过调整模型参数以及现场实测检验，得到贵阳市区暴雨内涝淹没的范围和过程；学习基于栅格的城市暴雨内涝模型的理论和方法，在运行现有暴雨内涝淹没模拟程序的基础上，完成模型参数调整并得出典型暴雨条件下贵阳市区的内涝淹没数据；根据现场观测数据对暴雨内涝淹没模拟的结果进行综合分析。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

课题的实行方案和进度：

(1)2016年2月中旬前，完成开题报告，查找外文文献并开始翻译。利用假期时间熟练掌握arcgis软件的分析和处理图像功能。同时开始收集贵阳市暴雨内涝历史数据。

(2)2016年3月前，分析、处理贵阳市暴雨内涝数据。学习基于栅格的城市暴雨内涝模型的理论和方法，在运行现有暴雨内涝淹没模拟程序的基础上，完成模型参数调整并得出典型暴雨条件下贵阳市区的内涝淹没数据；根据现场观测数据对暴雨内涝淹没模拟的结果进行综合分析。

4. 参考文献

[1] 杨戈,吴升.城市暴雨积水模拟方法分析及研究[j].测绘信息与工程,2009,34(1);35-37.

[2] 钱茜,王玉秋.我国中水回用现状及对策[j]再生资源研究,2003(1);27-30.

[3] 乌仔伦,刘瑜,张晶,等,地理信息系统—原理、方法和应用[m].北京:科学出版社,2005