低影响开发下城市内涝灾害风险智能评估与调控问题研究

Risk assessment and regulation of urban waterlogging disaster under low impact development (LID) is an important scientific frontier in current urban natural disaster risk management, and it is also a key scientific and technological problem to guide sponge city construction and control urban storm water resource. System of urban waterlogging disaster risk and its uncertainty under low impact development will be taken as research object, and combined means of urban natural disaster risk analysis and experimental observation, field investigation, scenario simulation and intelligent modeling will be used in this project. On the basis of analysing the physical reasons of urban waterlogging disaster risk, the methodology of simulation of urban waterlogging disaster formation and evolution processes based on the experiments of typical LID measures, estimation and forecast of urban waterlogging disaster loss based on loss curve, dynamic assessment of urban waterlogging disaster risk under LID measures based on the scenario simulation of chain transfer, intelligent regulation and control of urban waterlogging disaster risk under LID measures based on multi-agent modeling will be proposed. Through empirical research on the risk of waterlogging disaster in the typical coastal city of Tianjin, the theoretical system and application mode of intelligent assessment and regulation of urban waterlogging disaster risk under LID will be established, the evolution trend of urban waterlogging disaster risk under LID measures can be predicted, and the schemes of risk regulation and control can be designed and optimized. This project has an important application prospect in promoting the work of urban waterlogging disaster risk management and sponge city construction.

低影响开发（LID）下城市内涝灾害风险评估与调控是当前城市灾害风险管理的重要科学前沿，也是指导海绵城市建设、管控城市雨洪资源的关键科技问题。以低影响开发下城市内涝灾害风险系统及其不确定性为研究对象，采用城市自然灾害风险分析与试验观测、实地调查、情景模拟、智能建模相结合的方法，在解析城市内涝灾害风险物理成因基础上，提出基于典型LID措施下城市内涝灾害形成演变过程模拟方法体系、基于灾损曲线的城市内涝灾害损失估算和预测方法体系、基于链式传递情景模拟的LID措施下城市内涝灾害风险动态评估方法体系和基于主体建模的LID措施下城市内涝灾害风险智能调控方法体系，通过在典型沿海城市天津市内涝灾害风险的实证研究，建立LID下城市内涝灾害风险智能评估与调控研究的理论体系和应用模式，预测LID措施下城市内涝灾害风险演变趋势，设计和优选风险调控方案，在推动城市内涝灾害风险管理和海绵城市建设实践中具有的应用前景。

低影响开发（LID）下城市内涝灾害风险评估与调控是当前城市自然灾害风险管理的重要科学前沿，也是指导海绵城市建设、管控城市雨洪资源的关键科技问题。课题组通过实地调查、试验观测、智能建模和情景模拟相结合的方法，系统地开展了项目的研究工作，主要研究工作及成果如下：.（1）在典型LID措施水文效应影响和对非点源污染控制研究方面，通过研究降雨历时、降雨强度、前期雨量等对这些典型LID措施削减径流效果的影响，确定了典型LID措施局部水文效应及其影响因素，给出了其对非点源污染的削减效果及规律，为城市LID措施的规划设计和非点源污染控制提供了重要的理论依据。.（2）在城市内涝水文过程的模拟和典型LID措施优选研究方面，通过考虑地表和地下水网的交互作用，构建了由产流、地表汇流、管道排水、水系洪水演进四个基本模块组成的城市内涝灾害模拟模型，分析评估了LID措施对雨洪的控制效果，解析了绿地、道路、水系等对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用，为城市内涝灾害治理和海绵城市建设提供了技术支撑。.（3）在区域典型水文过程对城市化的响应研究方面，采用CADDIE-Caflood模型模拟了不同建筑密度，不同排水能力和不同降雨量级情景下的地表径流过程，对各个情景之间特征点处的最大水深和峰现时间及区域积水分布特征进行了分析。从建筑物密度和不透水区面积变化等精细角度，分析了城市化对水文过程的影响，揭示了城市化后暴雨产汇流特征的变化规律。.（4）在城区洪水演进三维数值模拟及建筑物防洪安全分析方面，通过洪水演进精细化数值模拟及辅以模型试验，高精度展现了洪水对城市环境及建筑物/群的影响，评估了水流冲击作用下建筑物/群的受力及变形特征，给出了暴雨径流作用下建筑物的变形失稳模式，识别了建筑物的薄弱位置，为城市建筑物/群优化设计提供了理论依据。.项目全面完成了预定的研究目标，发表学术论文23篇，相关成果为推动城市内涝灾害风险管理和海绵城市建设提供了理论依据和技术支撑。