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Integrated modeling of urban mobility, flood inundation, and sewer hydrodynamics processes to support resilience assessment of urban drainage systems

大洪水 环境科学 地表径流 排水 弹性(材料科学) 合流下水道 雨水 排水系统(地貌) 水文学(农业) 地理 岩土工程 工程类 热力学 考古 物理 生物 生态学
作者
Luyao Wang,Ruyi Li,Xin Dong
出处
期刊:Water Science and Technology [Pergamon Press]
卷期号:90 (1): 124-141
标识
DOI:10.2166/wst.2024.212
摘要

ABSTRACT With the increasing frequency of extreme weather events and a deepening understanding of disasters, resilience has received widespread attention in urban drainage systems. The studies on the resilience assessment of urban drainage systems are mostly indirect assessments that did not simulate human behavior affected by rainfall or semi-quantitative assessments that did not build simulation models, but few research characterizes the processes between people and infrastructure to assess resilience directly. Our study developed a dynamic model that integrates urban mobility, flood inundation, and sewer hydrodynamics processes. The model can simulate the impact of rainfall on people's mobility behavior and the full process including runoff generation, runoff entering pipes, node overflow, flood migration, urban mobility, and residential water usage. Then, we assessed the resilience of the urban drainage system under rainfall events from the perspectives of property loss and urban mobility. The study found that the average percentage increase in commuting time under different return periods of rainfall ranged from 6.4 to 203.9%. Calculating the annual expectation of property loss and traffic obstruction, the study found that the annual expectation loss in urban mobility is 9.1% of the annual expectation of property loss if the rainfall is near the morning commuting peak.
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