淹没出流雨水管道应对内涝设计探讨

采用SWMM模型进行水动力模拟,研究淹没出流时水位、坡度、管径对内涝的影响,并结合伯努利方程进行雨水管道压力流理论分析。结果表明,河道水位上升严重制约雨水管道排涝能力。淹没出流时管道坡度的增加不但导致施工造价增加,而且基本不能提高管道排涝能力;增大管径会导致施工造价增加,但可有效提高管道排涝能力。淹没出流时影响管道排涝能力的主要是上下游水位差、管径及管道粗糙系数。因此,建议城市排涝应合理控制河道水位;在难以保证自由出流的地区,应增大雨水管道管径应对城市内涝。     

城市排水防涝地表二维模拟评估方法研究

基于SWMM模型和Digital Water模拟系统构建了城市排水管网和地面内涝耦合模型,模型综合考虑了城市建筑物、道路等复杂城市水文条件,实现了地下一维管网与地表积水过程的动态模拟。该模型可以计算降雨引起的产汇流和管道排水情况,并在排水管网溢流或区域积水时,模拟超载水量在地面的流动、汇集和退水过程。在基础数据较为充分的基础上,该模型可以应用于城市排水规划、内涝灾害预警和评估等管理工作,减少城市内涝灾害损失。     

高精度道路交叉口流量分配算法及与SWMM集成

高重现期降雨情景下,城市道路作为地表行泄通道联合雨水管道快速排放暴雨径流,可大幅度提高城市内涝防治水平,但存在着排涝流量在道路交叉口下游难以精确界定的问题。SWMM是目前最常用的城市雨洪管理模型,但由于其为一维模型,无法模拟道路交叉口处的复杂流动特征,故在计算交叉口的流量分配方面存在较大误差。为此以山地和丘陵城市一进两出T型道路交叉口为研究对象,在高重现期降雨条件下,通过综合考虑质量、动量以及能量三大守恒,建立交叉口流量分配计算的非线性控制方程,并利用Matlab软件进行求解,构建了关于道路交叉口的高精度流量分配算法。在此基础上,获取交叉口流量分配曲线,再据此定义SWMM中出水口属性,从而实现算法与SWMM的集成。从与SWMM现有的两种计算交叉口流量分配方法的模拟结果对比可以看出,该集成算法的计算精度显著优于SWMM普通节点和堰流分流方法,与前人的实验结果最为接近。其中,该流量分配算法的计算结果与Mizumura经验公式法的误差≤6.7%,与Kesserwani二维数值模型法的误差≤4.6%,计算精度得到显著提升。     

基于1D/2D耦合模型的排水系统内涝重现期校核

耦合一维(1D)管网/二维(2D)地表漫流模型可以准确描述城市地区的暴雨积水过程,特别是超设计标准暴雨造成的城市内涝的演进全过程。以合肥市杏花排水系统为例,构建1D/2D耦合模型,通过实测数据完成模型的率定验证,在50年一遇的极端暴雨条件下,模拟杏花系统的内涝演进。结果表明,该排水系统内地形起伏较大,道路调蓄涝水的能力差,且不能配合市政排水系统行泄涝水,在极端降雨条件下形成了严重的局部涝灾。本研究为根据内涝设计重现期校核城镇排水系统排除积水能力规定的实施提供了参考。     

基于扩散波方法的管网排水过程数值模拟

基于扩散波方法,构建了一套排水管网水动力模型,并与已开发的高分辨率城市地表水文水动力模型进行了耦合。以理想排水管网和陕西省西咸新区沣西新城某小区实际排水管网的排涝过程验证模型,并模拟城市暴雨致涝过程。结果表明:理想算例中,该模型与SWMM模拟排水口流量过程高度吻合;实际算例中,与实测排水口流量过程对比,该模型的Nash-Sutcliffe效率系数分别为0.74、0.72、0.93和0.71,大于SWMM模型的0.62、0.66、0.73与0.65。在模拟研究区内涝积水过程时,计算数据与实测数据吻合度高,内涝积水点均实现精确模拟。     

道路行泄通道对城市建设用地布局的影响研究——以延安市为例

以道路行泄通道的设计思路与理念为基础,探讨道路行泄通道对城市土地利用布局的影响,并采用直接经济损失来量化评估不同方案在三十年一遇降雨对城市道路行泄通道周边建设用地影响的程度,从而为城市土地利用规划布局提供建议与意见,以求达到缓解城市内涝、降低城市内涝灾害损失的目的。     

防涝标准下城市道路雨水口排水能力分析

以长沙市某城市道路雨水口设计为例,在常规市政雨水管渠设计的基础上布置雨水口(P=3a),防涝标准降雨强度下(P=50a)道路竖曲线底部处雨水口形成孔口流。复核了雨水口的排水能力,并采用SWMM排水模型进行了验证。结果表明,孔口入流条件下,道路竖曲线底部雨水口可满足路面排涝要求。     

合肥市典型冲沟雨水系统排水防涝能力评估研究

合肥市清Ⅱ冲雨水箱涵(明渠)汇水区域为典型的冲沟雨水系统,在对该区域的地形地貌、气象水文、易涝点以及现状雨水设施进行调研的基础上,采用InfoWorks ICM水力模型进行一维管网水力模拟,通过不同重现期降雨标准下各管段的水力坡降线来评估管段的排水能力,对该区域现状管网排水能力进行了综合评估。同时,对该区域进行了内涝风险评估,采用排水管道一维模型耦合地表二维模型,计算出50年一遇24 h设计雨型工况下的内涝淹没范围、水深、流速、历时等成灾特征,获得了该区域50年一遇的风险程度图。最后,对该区域的内涝成因进行了分析,并提出了降低内涝风险的建议。     

株洲市城市内涝成因与解决对策分析

通过对株洲市城市下垫面、道路竖向、气象水文、现状排涝设施等基本情况的解析,并基于株洲市主城区现状排水系统普查资料及数字高程模型(DEM),采用水力模型软件构建了现状雨水管渠系统一维模型及地表漫流二维模型,并结合现状雨水管渠系统排水能力评估及内涝风险评估结果,对主城区内涝成因进行分析,并提出初步解决对策,以期为类似城市内涝治理提供指引。     

基于PCSWMM的海口主城区内涝成因和措施研究

城市内涝问题已成为制约城市发展的重要因素,充分掌握城市内涝成因,针对性地制定防灾策略,是当前亟待解决的难题。以海口市主城区为例,基于PCSWMM软件构建一维、二维耦合内涝模型,根据多情景模拟结果,分析内涝灾害特征及分类成因,并针对性地提出组合减灾方案。结果表明,基于PCSWMM的内涝模型可提供支撑成因分析和防灾决策的可靠信息。海口市主城区积水成因主要包括降雨量超标、潮位顶托、河道和管道排水能力不足以及地势低洼和地形平坦。通过管道、河道改造结合增设蓄水池和排涝泵站的组合减灾方案可以有效缓解区域内涝。     

镇江市主城区排水管网计算机建模方法

为了预防道路积水等城市型水灾害，基于暴雨雨水管理模型（SWMM）平台建立了镇江市主城区排水管网计算机模拟模型。结合建模实践，对排水管网计算机实用建模方法进行了探讨，可分为汇水子区域划分、参数获取、模拟情境设计、灵敏度分析及模型预校准等步骤，为后续的模型微观校准提供了有利条件。该方法对现阶段建模数据不完备地区的排水管网建模具有借鉴意义。     

城市强排系统应对城市内涝的改进设计

阐述了在城市内涝的状况下,雨水排水系统的设计优化措施,以及在应对城市内涝中发挥的作用,并在工程实例基础上,从雨水泵站设计、雨水管道工程设计等方面入手,改进了雨水排水系统的设计措施,以减少积水对城市的危害,供同行参考。     

城市排水系统的困局与重构

现有雨量计算方法的超范围应用、排水系统内管网设计标准与排水能力不匹配是造成城市排水问题的主要原因。全面提高雨水管网设计标准不仅不能彻底解决城市道路积水问题,还会明显增加排水工程的投资规模。结合排水工程基本特征和排水管网建设现状,为有效应对城市排水问题,需要严格限定雨量计算方法的应用范围,合理配置排水系统不同设施的建设标准,确保城市排水系统的整体排水能力满足设计标准要求。     

蜗形滞流器应用条件试验与模拟

为明确蜗形滞流器在排水管网中的应用条件,采用物理模型进行试验,探究蜗形滞流器发挥有效滞流作用的最小压力水头,并建立SWMM雨洪模型,模拟研究加载蜗形滞流器后在不同重现期(3、5、10、20、50年)以及不同降雨历时(1、2和3 h)下研究区域的滞水改善情况。结果表明:蜗形滞流器的滞流效果与相对水头有关,型号为D200R300的蜗形滞流器产生滞流作用的最小相对水头在15 cm左右;总滞水量和滞水时间削减率随着重现期的增大有所减少,且蜗形滞流器对重现期≤10年的降雨具有更好的雨水调控作用,但受降雨历时的影响较小;蜗形滞流器更适宜安装在汇流后下游过水能力不足的管段,在不同降雨条件下削减率能保持在60%以上,最大可达到100%。     

基于SWMM模拟上海市区排水及地面淹水过程

针对上海市城区排水系统的水文水力学特性，以SWMM（Storm Water Management Model）为基础开发出适合上海市区产流及排水特点和防汛管理要求的城市雨洪模型。模拟结果表明，该模型的计算结果较为理想、可靠，可在实时和规划条件下动态模拟各排水片和街区的地面积水全过程，并能满足市区防汛预报、水情分析、工程规划与管理等工作的要求。该模型对其他城市的类似工作具有较好的参考价值和指导意义。     

swmmr - an R package to interface SWMM

ABSTRACT

The stormwater management model SWMM of the US EPA is widely used to analyse, design or optimise urban drainage systems. To perform advanced analysis and visualisations of model data this technical note introduces the R package swmmr. It contains functions to read and write SWMM files, initiate simulations from the R console and to convert SWMM model files to and from GIS data. Additionally, model data can be transformed to produce high quality visualisations. In accordance with SWMM’s open source policy the package can be obtained through github.com or the Comprehensive R Archive Network (CRAN).     

浅谈市政排水工程技术与城市内涝防御技术

排水管道的设计施工等问题与大众日常生活、工作中所产生废水的排放质量密切相关,一旦管道出现堵塞等问题,则可能产生城市内涝方面的问题。故需要积极展开对市政排水工程技术以及城市内涝防御技术的研究,本文做具体分析。     

Application and comparison of two different dual drainage models to assess urban flooding

Two types of dual drainage models were set up to assess urban flooding for a study area in Germany: (1) a static model based on a conventional method in Germany; the overflow volumes of the manholes are gained by the sewer solver HYSTEM-EXTRAN. Using these water volumes and geographic information system (GIS) tools, an overland flow network, composed of flow paths and accumulated water in sinks, is produced, (2) a HYSTEM-EXTRAN 2D model; a two-dimensional (2D) overland flow module is coupled bi-directionally with HYSTEM-EXTRAN. The overland flow and the flow in the sewer system are simulated alternately.

Both models were supplied with a synthetic design rainfall and 25 extreme storms. After comparing the models and the results, a practical approach to assess urban flooding is proposed. In this approach the 2D model will compute the depth, extent, and propagation of floods only in the prone areas specified by the static model.     

市政道路排水管道质量管理方法分析

市政道路的施工,排水管道工程是重要的施工内容之一。在市政道路排水管道施工,质量管理问题直接影响排水管道功能的实现,为此,本文将以市政道路排水管道质量管理为研究重点,将通过分析市政道路排水管道工程的设计区域用水量、管道平面布置、管道埋深、管道选用和管道防腐等质量管理问题,对排水管道施工质量管理提出相应的建议。     

公路排水系统设计探讨

针对公路排水系统设计进行了详细介绍,分别阐述了路界地表排水、路面内部排水、地下排水、构造物排水四方面内容,并对排水系统总体设计原则及水文计算方法作了具体说明,以期指导实践。