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Bentley洪水建模软件助1.7亿欧元市政新排涝计划

时间:2020-07-10  浏览次数:3130次  字体: 【大】 【中】 【小】  【关闭】
  • 使用 MOHID Studio 和 OpenFlows FLOOD 对里斯本最关键区域进行高精度和高分辨率 2D 建模。通过将雨水模型与地表模型相结合,可以设定不同的场景,并评估从危险区域引流洪水的最/佳解决方案。

  • 重现历史洪水以验证模型,这些经过验证的模型可用于分析不同的洪水重现期。

  • 通过评估模型场景确定排水地道的最/佳线路和尺寸。

里斯本城区频繁发生洪灾

海平面上升等气候变化和频繁的极端降雨天气加剧了里斯本市的洪灾风险。葡萄牙的城市周边区域这几年的城市化进程加快,导致土壤板结,进一步加重了该地区的洪灾。大多数时候,洪灾是单个或多个汇水区的强降雨导致的。

里斯本的现有基础设施不足以确保在暴雨天及时排涝。因此,里斯本的洪水,尤其是城区的洪水,已经成为近年频繁发生的灾害。从 1900 年到 2006 年,里斯本发生了 84 次洪水,而在 2008 年到 2014 年期间,发生了 15 次洪水。

除了物资成本外,洪水还会影响居民健康和生活,因此急需创新性解决方案,于是里斯本制定了总投资 1.7 亿欧元的全新市政排涝总计划。

采用创新性解决方案,采取主动式方法应对洪水

在里斯本城区建造地下水库是控制和防范城区洪灾的可行策略之一。但是,经评估,在历史古迹众多的城区建造水库并非良策。因此,替代策略是从风险区域引流,通过地道引入塔霍河河口。

但是,在实施之前,需要彻底分析和量化该复杂的创新性工程解决方案的可行性、有效性和优点。为避免过去的被动式管理方法(先建造再检验效果),这一次提出了主动式方法。里斯本市政的策略是利用所有可获得的信息、知识和技术来制定全面的计划,并在实施之前研究不同的场景。Action Modulers 的先进城市洪灾模拟器是制定此主动式方案的关键要素,借助其可以全面地模拟替代方案。

复杂环境对建模要求高

城市洪灾模拟器用于开发和实施动态和集成的模型,以研究多个重现期的排涝和地表漫流。其主要目的是将当前状况与未来实施地道策略后的场景相比较。

城市洪灾模拟器集成了两个先进的数值模拟引擎:(1)MOHID Land 引擎,用于模拟各个分水岭的水文过程和 2D 地表漫流的水压过程;以及(2)SWMM 引擎,用于模拟城市雨水系统的水流。

MOHID Land 和 1D 管道水流之间的水交换基于水力梯度计算得出,地表水可以通过进水口和街道排水沟从 MOHID Land 传输到雨水系统,在无法及时排涝时,可通过检查井溢出(水从雨水系统回流到 MOHID Land)。

项目应用了带有 50 多万个节点以及 4 米空间分辨率的高分辨率计算网格,这些计算网格是基于最/新地形和平面几何数据层的插值。

基于多个不同重现期和历史事件考虑降雨,假定土壤状况为高湿度(低渗透容量),并对两个不同的海平面场景进行了分析。

利用技术减少复原成本

项目团队应用建模系统重现里斯本城区频繁发生的洪水。

通过对比现有情况和拟定解决方案,团队明确地将拟定解决方案确定为有效解决方案,大幅缩小洪水区域。

使用此数学建模方法的主要优点是,它可以利用技术,以更低的成本实施主动式解决方案,精/确地分析并可视化多个方案的效果。这样一来,决策者就可以减小不充分的决策带来的风险,减少复原排涝基础设施的高昂成本。