摘要：【目的】 在全球气候变化与城市化进程加速的背景下，城市极端降水事件频发，内涝灾害风险日益突出，严重威胁城市水安全与公共安全。传统二维可视化手段难以全面展现城市复杂空间结构下的内涝演进特征，亟需提高城市内涝模拟和预警结果的可视化效果。【方法】 本文以重庆市綦江区某排水片区为研究区域，构建基于暴雨径流管理模型(SWMM)和有限体积海岸海洋模型(FVCOM)的一维-二维水文水动力耦合模型，并开发基于Unity 3D与雨洪模型耦合的动态三维可视化方法增强内涝场景的空间表达与交互能力。【结果】 模型积水计算结果与实测数据的对比验证表明，所构建的耦合模型可以较为准确地模拟内涝积水位置、范围及深度。相较于二维可视化，基于Unity 3D的三维可视化方法可以更为形象地展示区域地形和地物特征，动态生成积水，支持展示精度调节以及水深梯度着色。将该方法与降雨监测系统结合进行滚动式内涝预警，可实现在较短时间(5~10 s)内随耦合雨洪模型不断生成三维积水场景，并具备实时场景漫游功能。【结论】 本文所提出的SWMM-FVCOM耦合模型与Unity 3D平台集成方法，在确保准确性与时效性的基础上，可突破平面展示局限，显著提升内涝场景的直观性和决策效率，为城市雨洪管理与应急防灾提供有效技术支撑。

关键词：城市内涝；暴雨内涝预警；三维可视化；暴雨径流管理模型；有限体积海岸海洋模型

基金资助：重庆市水利科技项目(CQSLK-2023026);重庆市科学技术局技术创新与应用发展专项重点项目(CSTB2022TIAD-KPX0200);重庆市技术创新与应用发展川渝科技创新合作计划项目(CSTB2024TIAD-CYKJCXX0019);重庆市教育委员会科学技术研究项目(KJ202200775487439);重庆交通大学水利水运工程教育部重点实验室开放基金项目(SLK2023B11);重庆市人力资源和社会保障局2023年留学人员回国创业创新支持计划(cx2023053)

下载

查看