基于设计流量的两级系统重现期衔接关系研究

城市暴雨径流数据较难实测获取,故水利与市政部门常采用推求设计暴雨计算流量。但因两部门所用规范、计算方法不尽相同,致使两级系统之间往往存在衔接关系问题。为使城市排水排涝系统有效连接,采用设计降雨峰值类比、径流峰值流量对照并结合模型方法,以市政排水与水利排涝衔接关系为研究对象,确定了两级系统衔接的本质为重现期关系衔接,主要影响因素为汇流历时,进而推求出不同汇水面积下两级重现期对应关系。     

P&C雨型在城市排水计算中的适用性分析

为了分析PilgrimCordery雨型在城市排水计算中的适用性,选用江苏省沭阳县中心城区连续35年的降雨资料,分别采用PilgrimCordery法、芝加哥法推求短历时设计暴雨雨型。在分析两种雨型雨峰位置和形状差异的基础上,选用某小区作为典型区域,构建基于SWMM的小区排水模型,采用不同雨型计算小区排水流量,由模拟结果可知不同重现期下小区出水口PilgrimCordery雨型与芝加哥雨型的峰值流量和水量均相差不大,因此认为PilgrimCordery雨型与芝加哥雨型一样在城市排水计算中具有适用性,并可为其他城市短历时设计暴雨雨型分析提供参考和借鉴。     

SWMM模型在感潮河网城市排水防涝计算中的应用

针对感潮河网城市地区产汇流特性,考虑河道排涝和管道排水的相互影响,采用SWMM模型对某研究区域内管渠系统进行概化。利用无因次潮位单位线法确定该区域沿江潮位过程,将区域防洪计算结果作为外河水位计算边界条件,输入经过同频率缩放的短历时设计暴雨过程,模拟计算了城市排水防涝过程。结果表明,水闸工程可有效控制各防洪分区的水位,河网水面率对防洪高水位具有一定的调节作用,管道排水和地面积水会因河道初始水位过高而受到影响。     

基于MIKE FLOOD的深圳市机场排涝泵站工程设计及运行模拟

为有效提升排涝泵站设计精度和操作适用性,以深圳市机场排涝泵站为例,基于MIKE FLOOD构建耦合了雨水管网、河道、泵站等工程设施的综合系统模型,对排涝泵站上游河道沿程水位的变化及排水需求进行模拟分析,并基于计算结果确定了泵站的设计规模及调度方式。结果表明,利用数学模型对排水系统进行适当概化和仿真模拟,基于设计降雨情景可对排涝泵站规模和运行规则进行精确地设计计算,可为城市排涝泵站工程设计提供技术借鉴。     

平原河网城市管网排水能力影响因素模拟研究

我国平原河网城市的两级排涝模式常存在标准不衔接问题,致使强降雨发生时,管网系统的水力特性、排水能力受降雨强度和承泄水体水位的双重影响,涝水外排困难。为此,以苏州工业园区的市政排水系统与水利排涝系统为例,基于SWMM模拟多情景洪涝过程,分析得出河道水位在1.70～2.30 m之间时,研究区域积水的主要原因是现状管网系统自身能力不足,河道水位加剧了积水情况;当水位超过2.30 m并不断上涨时,管网系统排水能力骤减,河道水位逐渐成为制约管道过流能力、加重积水程度的主要因素,建议研究区域河道排涝控制最高水位宜在2.30～2.32 m左右。该结论可为城市河道水位调控以提高城市排水防涝能力提供参考。     

基于InfoWorks ICM模型的内涝预警降雨量阈值研究

针对池州市当前缺乏精细化内涝预警降雨量阈值的问题,利用城市综合流域排水模型InfoWorks ICM构建了池州市主城区暴雨内涝模型,并选用4场实测排口流量数据和历史内涝积水点对城市内涝模型进行率定和验证,发现该模型具有较高的准确度和可靠性。在此基础上,以内涝积水深度为预警指标,对不同降雨历时,不同雨型的设计降雨情景下研究区域的积水深度进行模拟。结果表明,降雨历时对暴雨内涝预警的降雨量阈值影响显著,而降雨雨型对暴雨内涝预警的降雨量阈值影响不明显。研究得出的降雨量阈值可为池州市主城区暴雨内涝预警和内涝应急管理提供参考依据。     

基于InfoWorks ICM模型的城市暴雨内涝模拟

为解决城市暴雨内涝灾害问题,以海口市主城区为例,构建了基于InfoWorks ICM的城市综合流域排水模型,选用3场实测暴雨进行模拟分析,发现该模型具有良好的精度和可靠性。在此基础上,利用该模型对1、2、5、10、20年五种不同设计重现期的暴雨情景下研究区域排水管网系统的排水能力和积水深度进行模拟。结果表明,该模型能较好地评估研究区域的排水能力,且随设计暴雨重现期增加,研究区域的积水深度亦呈现出增加趋势,内涝灾害明显加重。     

基于InfoWorks ICM模型的城市暴雨内涝模拟

为解决城市暴雨内涝灾害问题,以海口市主城区为例,构建了基于InfoWorks ICM的城市综合流域排水模型,选用3场实测暴雨进行模拟分析,发现该模型具有良好的精度和可靠性。在此基础上,利用该模型对1、2、5、10、20年五种不同设计重现期的暴雨情景下研究区域排水管网系统的排水能力和积水深度进行模拟。结果表明,该模型能较好地评估研究区域的排水能力,且随设计暴雨重现期增加,研究区域的积水深度亦呈现出增加趋势,内涝灾害明显加重。     

厦门市管网排水与河道排涝标准关系分析

因河道排涝系统与管道排水系统均单独设计,两个系统采用的选样方法、设计暴雨历时及边界条件不同,造成排水与排涝标准的不衔接。对厦门市长系列雨量资料进行统计分析,采用年多个样法与年最大值法得出短历时不同选样方法重现期的对应关系。在此基础上,统计雨强较小、降雨历时较长、总降雨量较大的次雨量绘制频率曲线,即考虑河道高水位对管道排水的破坏率的影响下,分析管道排水与河道排涝重现期的对应及衔接关系,作为河道排涝设计标准的依据。结果表明,考虑河道与管道规划施工的衔接,当管道的设计标准为1、2、3、5年时对应的河道设计标准分别为5、10、15、20年。     

极端降雨情景下城市区域积水风险特征研究

由于极端降雨事件频发,城市区域内涝问题日益突出。为探究极端降雨情景下区域积水风险特征,以广州市某居住小区为例,构建区域排涝模型,采用投影寻踪技术分析区域内涝风险。结果表明,除积水时数、最大积水速率和积水总量外,所选指标投影分量值均趋近于0;在设计暴雨重现期为5、10、20、50年时,分别有1、3、4、4个节点具有积水风险,其中积水风险最大的节点为J23,其积水风险值约为1.8;随着降雨重现期的增大,区域受雨洪灾害的影响范围和程度亦随之增大。此外,对排水管网系统积水黑点和区域积水风险的定性定量分析,揭示了不同降雨强度下区域积水风险变化特征,对区域雨洪灾害的治理具有一定的指导意义。     

SWMM模型在城市排水系统规划建设中的应用

鉴于城市化的飞速发展、极端降雨事件的频繁发生,以及城市地区现状排水设计标准偏低,从而导致城市地区暴雨内涝现象频发,借助ArcGIS数据处理工具,基于SWMM模型,对拟建的开封市运粮河组团项目区的雨水管网系统进行概化,模拟了多种情景下城区规划雨水管网系统运行状况,分析了不同雨型和重现期暴雨情景及不同城市化水平下的暴雨内涝情况,并采取低影响开发(LID)设施对研究区的雨洪控制效果进行模拟与评估。结果表明,SWMM模型可以对规划方案进行初步校核,在规划区具有良好的适用性;低影响开发措施的合理应用可有效控制城市洪水,从而在一定程度上提高城市抵抗大暴雨的能力。     

平原河网城市雨水系统排水能力及内涝风险评估浅析

以苏州市相城区某圩区为例,采用Mike系列模型建立排水防涝系统耦合模型,同时考虑平原河网地区城市排水防涝特征,将恒定均匀流推理公式法、水量平衡法等传统推理公式法与数学模型法相结合,评估多种情景下的雨水系统排水能力、内涝风险。结果表明,研究区域现阶段排水防涝系统主要问题在于管网排水能力不足导致涝水无法排入河道引起地面积水,排水防涝措施应首先提升管网排水能力,同时也要注意适当提升河网蓄泄能力,使市政排水和水利排涝标准相匹配,最大程度地发挥平原河网区二级排水系统的综合效益。     

基于园林城市理念的保定市城区排水蓄水系统改造方案

为解决城市水资源短缺、城市内涝并存问题,以北方典型缺水城市保定市为例,在分析保定市绿地系统现状基础上,指出雨岛效应加剧、城市硬化面积增加、管网淤塞、老城区管网设计标准偏低等因素是城区暴雨期内涝的主要原因,进而提出了基于园林城市理念的排水蓄水系统改造方案。以现有绿地系统为基础,结合城区水系、交通干线、既有排水系统,合理规划下凹式绿地系统以增加城市透水面积,同时加快雨污分流改造并强化管网维护,不仅美化了保定市城区环境,而且有效利用了雨洪资源、缓解了城市缺水危机,也解决了城市内涝问题。     

基于GIS和SWMM的城市暴雨内涝淹没模拟分析

针对暴雨导致的城市内涝淹水问题,利用地理信息系统(GIS)技术,构建了淹没分析模块,结合SWMM模型,实现了对城市暴雨内涝淹没范围和淹水深度的模拟分析。并以华南沿海某城市区域为例,进行了设计和典型暴雨条件下的模型计算。结果表明,基于GIS的淹没分析模块设计合理,计算结果较理想、可靠,能直观表现受涝区淹没范围和淹水深度,在城市排水管网规划、雨洪管理和灾后损失评估等方面具有一定的应用价值。     

基于SWMM模型的郑州市运粮河组团区内涝研究

针对以内涝为主要特征的城市洪水问题日趋突出,所造成危害日趋严重的现象,构建了基于地理信息系统（ArcGIS）的城市雨洪模型（SWMM）。以郑州市运粮河组团区为例,模拟分析了不同重现期降雨下规划区域的内涝情况,并选取具有代表性的易涝点进行优化分析。结果表明,该模型的计算结果可以为排水系统设计标准校核及优化设计方案提供一定的技术支持。     

基于SWMM模型的郑州市运粮河组团区内涝研究

针对以内涝为主要特征的城市洪水问题日趋突出,所造成危害日趋严重的现象,构建了基于地理信息系统(ArcGIS)的城市雨洪模型(SWMM)。以郑州市运粮河组团区为例,模拟分析了不同重现期降雨下规划区域的内涝情况,并选取具有代表性的易涝点进行优化分析。结果表明,该模型的计算结果可以为排水系统设计标准校核及优化设计方案提供一定的技术支持。     

基于SWMM模型的山前平原城市水系排涝规划

基于山前平原城市的自然地理、地貌及水系条件,运用SWMM模型,在规划土地利用条件下进行水系排涝模拟演算,计算雨量资料频率,推求5、10、20年一遇设计雨量以及时程分配。并根据下垫面情况及地形地貌对计算分区和模型进行概化,即山丘区由设计暴雨推求水库入流过程;城区和郊区产汇流及河道排涝计算采用SWMM模型。实例应用中针对各种频率的设计暴雨,通过水文水利计算,模拟城区河道流域可能的涝情,分析现状水系存在的主要问题,提出建设性对策和建议。模拟结果满足10年一遇河道排涝要求,可以为水系排涝规划和治理提供相应依据,对其他城区水系的排涝模拟也具有一定的参考价值。     

降雨时间尺度对城市洪涝模拟的影响

城市洪涝模拟是解决城市洪涝问题的关键技术之一,但现阶段关于城市洪涝模拟的时间尺度过大,模拟精度不足。对此,基于中国水利水电科学研究院主持研发的IFMS洪水分析软件,针对5、10、15、30min及1、6h六种降雨时间尺度,以东莞市部分城区为例,模拟并分析降雨时间尺度对城市洪涝模拟结果的影响及其变化规律。结果表明,降雨时间尺度的变化对该模型模拟精度的影响较为显著,5、10、15min时间尺度下的模拟结果明显优于30min、1、6h时间尺度下的模拟结果。建议应用分钟级的降雨时间尺度对城市洪涝进行模拟,以保证城市洪涝模拟的精度。     

昌北工业园区不同暴雨强度下不同LID布置方式的排水防涝控制效果

为分析南昌市昌北工业园区不同暴雨强度下不同LID布置方式的排水防涝情况,采用SWMM模拟分析其排涝效果。采用构建低影响开发雨水系统(LID)的方法增加排水防涝重现期,并通过改变LID设施间布置方式提高排水防涝标准。结果表明,LID设施的加入可使传统情形下的1年排水标准提升至5年,1年的防涝标准提升至10年;LID串并联布置进一步将排水标准增加到10年,防涝为20年;经过LID串并联的优化,排水标准仍为10年重现期,除个别难以治理的低洼区外,防涝标准可视为达到50年重现期。