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。     

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。     

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。     

沿海城市潮、雨遭遇下内涝模型及应用

以海南省海甸岛为例,基于带有地表属性信息的高精度DEM地形网格,依据城市分区精细产流方法计算产流,以分段线性化方式拟合实际雨水管网排水能力曲线,并建立了排水能力与潮位新型函数关系式,将水陆边界条件处理为可双向过水的模型边界,最终将地表产汇流模块、地下管网水动力模块和潮(洪)水漫滩淹没模块三者耦合,建立沿海城市潮、雨遭遇内涝模型,探讨潮、雨遭遇情况下城市水情和涝情特征及差异。结果表明,潮、雨遭遇情景下城市内涝整体情况更加恶化,积水面积剧增;不同区域内涝恶化原因不同,临海区域主要是潮水倒灌引起,城区内部区域恶化主要是高潮位顶托下内水无法外排所致;对比单独降雨下,典型内涝代表点积水深度平均增加0.22 m,积水历时平均增加7.70 h,深度积水持续时间显著延长。     

城市排水管网混合流数值模拟研究进展

全球气候变化背景下,城市洪涝灾害事件频发,城市雨洪模型将扮演愈发重要的角色。精细化的城市雨洪模型离不开对排水管网水流的准确模拟。混合流在排水管网系统中普遍存在,研究其机理和精确模拟技术对城市排水模型和雨洪模拟精度的提升意义重大。因此,从混合流数值模拟方法、混合流物理模型及城市排水管网模型等三个方面综合分析了国内外在混合流模拟和计算方面的研究进展,并分析了当前研究存在的不足,在此基础上对未来排水管网混合流方面的研究工作进行了展望。     

对城市雨水排水系统的一些思考

目前城市中频繁发生的暴雨,造成道路、涵洞等严重积水,应在城市雨水排水系统设计时,提高系统排水能力.提出一些合理的建议.     

基于一二维耦合水动力模型的海绵小区建设效果评估

针对在海绵城市规划、建设和管理中SWMM模型无法精确模拟地表积水和淹没过程的问题,将SWMM模型与基于有限体积法的二维水动力学模型进行了耦合,建立了一二维耦合的水动力学模型,基于耦合模型构建了北京市某排水小区的雨洪模型,采用不同重现期的设计暴雨过程对海绵改造方案进行模拟和分析。结果表明,一二维耦合水动力学模型能有效地模拟海绵措施建设前后的效果,可应用于海绵小区建设效果评估中;海绵措施在一定程度上能改善小区内涝积水情况,间接地提高排水标准。     

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。     

上海市徐汇区暴雨径流模拟

针对城市地区产汇流特性,构建了暴雨径流分析系统预测评估灾情,并对可能出现的积水受灾做出总体分析,最大限度地降低雨洪灾害所造成的经济损失和社会影响.通过与实际雨洪过程比较验证可知,该模型的模拟精度满足要求,可动态模拟各排水片与街区的地面积水全过程,可为城市防讯决策提供多层次的信息服务和多种支持手段.     

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Simulink可视模块化的感潮地区多闸联合调度仿真

为了实现模块化建模,构建了基于Simulink的平原感潮河网地区排涝计算的调蓄演算模型,并将其应用于中山市坦洲镇涝区的多闸联合调度仿真,模拟涝区在外潮位影响下的闸门联合调度及涝区水位变化情况。结果表明,模块化的建模手段在水文事件模拟中更为简化灵活,是一种有效的仿真方法,可为坦洲地区的防洪排涝规划提供参考依据。     

SWMM模型在深圳市民治河流域的应用

以深圳市民治河流域为研究区域,对组成排水系统的排水管网、道路和河道水系进行合理概化,构建了基于ArcGIS的排水系统数据库。利用流域DEM、街区和道路分布图在ArcGIS中对民治河流域进行子汇水区划分。由此基于双层排水系统思想构建民治河流域SWMM模型,并采用6场实测降雨资料对该模型进行验证,所得内涝淹没位置与实际调研情况基本相符,表明所建模型具有良好的精度和可靠性;分别对重现期为1、2、5、10、20年的设计暴雨情形下管道超负荷、节点溢流等情况模拟表明,该模型较好地评估了该流域排水管网的排水能力,为区域防洪排涝管理、调度、规划和雨洪资源利用提供了决策依据。     

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。     

排水管网的公式法设计与模型模拟效果分析

为对比分析小面积排水管网公式法与数学模型模拟效果之间的差异,分别采用传统推理公式法和SWMM模型结合芝加哥降雨过程线对一小汇水面积片区的排水管网系统进行设计和模拟计算,对比分析了两者管道流量、节点水深的差异及峰值排水过程。结果表明,两者管道流量峰值相近,模拟的最大节点水深略高于公式法设计值,可见对小汇水面积而言,按公式法设计的管网系统能满足相应重现期的排水过程要求。     

基于DEM的分布式汇流模型及其在洪水预报中的应用

基于数字高程模型,并结合国外在河网水系提取的研究成果,归纳出提取河网水系的方法,并将其应用于实际的水系提取.建立了流域尺度的概念型分布式新安江模型,该模型在栅格单元中采用新安江模型作产流计算,根据单元的不同属性 （坡地、河道）及所推求的汇流时间场建立汇流模型.将此模型应用于淮河黄泥庄以上集水区域,对黄泥庄站的洪水过程进行了模拟研究,模拟结果符合洪水预报的规范要求.     

三板溪地下厂房洞群围岩渗流场分析

运用渗流场有限单元法求解固定网格的节点虚流量法和排水孔排水予结构技术，引进溢流型排水扎、逸流型排水孔和排水孔开关器等概念，在水力等效多孔隙介质渗流模型假定的基础上，对三板溪水电站地下厂房洞群围岩渗流场进行了三维计算，给出渗流场水头和引水隧洞衬砌外水压力的分布，论证和分析了各洞室围岩区的渗流场特性，防渗与排水设施渗控方案的合理性及存在的缺点，并提出相应的改进意见。     

基于SWMM模型的住宅区层级式雨水系统构建

为研究层级式雨水系统的排水效果,以江西省南昌市某住宅小区为例,构建了由基本单元入渗系统、庭院逐级削减系统、地块层层滞蓄系统和小区末端调蓄系统组成的层级式雨水系统。利用SWMM模型模拟层级式雨水系统方案与传统方案在不同重现期降雨条件下对径流总量、峰值流量和节点溢流的控制效果,并进行整体性分析。结果表明,采用层级式雨水系统后,降雨重现期为0.5、1、2、3、5、10a时的径流总量削减率分别增加了63.20%、58.02%、52.43%、49.61%、44.46%、39.17%;径流峰值分别削减了56.44%、57.79%、58.65%、59.12%、59.36%、59.72%;径流峰值时刻分别延迟了9、8、6、4、3、1min。层级式雨水系统具有较好的径流控制效果,能减少径流总量,削减峰值流量,延缓峰值时间,改善节点溢流,保证研究区域5年一遇降雨不发生积水,有效缓解城市排水问题。     

数学排水模型在管网养护中的应用

针对城市排水管网养护不当造成的管网排水不畅、节点溢流、管段超负荷运行得不到有效缓解等问题,以南方城市A区为研究对象,运用物联网在线监测技术对管网过载和漫溢风险问题进行分析和识别,利用数学排水模型软件模拟运算了不同设计降雨情景下管网系统运行状况,并基于监测数据和模型模拟结果制定相应的养护措施。研究结果表明,随着降雨强度的增大和降雨时间的加长,超负荷运行管段长度、节点溢流数量及溢流总量等随之增多,最初主要发生于上游的管道过载和节点溢流情况逐渐向中下游扩展;总溢流量偏大的节点和过载排水时间偏长的管段均属于重点养护对象,应在雨峰出现前后加强对各节点和管段的巡查。