不同重现期下的银川市金凤区暴雨径流模拟研究

可视化地模拟城市暴雨径流可以揭示不同重现期下城市汇水区径流、节点溢流、管网排水和内涝风险的时空规律。以银川市金凤区中部为研究区,基于地理信息系统技术和SWMM模型,模拟了不同重现期下的子汇水区径流、排水管网排水能力和城市内涝风险。结果表明,总降雨量、地表蓄水量、地表径流量、径流系数均随重现期增加而增加,节点积水深度、积水时间、积水面积、内涝高风险区域面积、管网的最大满流深度和满流时长与降雨强度呈正相关关系,节点溢流主要分布在地势低洼、汇流面积较大、人口密集、不透水面积较大的地区。利用地理信息系统和SWMM能可视化地模拟不同重现期下的城市暴雨径流,评估排水管网的排涝能力和城市内涝风险,研究成果可为城市管网维护、内涝灾害防治和海绵城市建设提供借鉴。     

基于MIKE21的道路工程水影响评价内涝分析

建立了基于MIKE21模型的道路工程地表二维水动力模型,分情景模拟了北京市某新建道路工程道路积水风险,揭示因规划落实时序引起的内涝风险变化及临时排水方案条件下内涝情况,模拟了下凹段道路内涝防治标准下高水区积水对低水区影响、道路雨水排除方案的合理性及内涝防治措施的有效性。结果表明:区域规划排除条件落实时序对建设项目内涝风险存在较大影响;采用科学合理的雨水排除措施可有效降低下凹路段内涝风险。研究成果可为区域城市洪涝灾害及道路工程等线性工程内涝风险评价提供科学依据。     

中小城市排水系统排水能力和内涝特性分析——以涡阳县为例

随着城市化进程的加快,城区不透水面积逐渐增加,大多数中小城市的排水管网建设标准相对滞后,中小城市面临严重的内涝风险,研究城区产汇流特性对于城市内涝防治具有十分重要的意义。本文以涡阳县南城区为研究对象,首先利用临近地区水文资料、高精度的遥感影像和DEM共享数据,借助ArcGIS平台和SWMM开源软件,通过综合径流系数法对模型进行率定,并从综合径流系数、降雨径流产汇流关系和实测降雨产生的积水深度对模型进行验证,分析研究区典型暴雨下的管网满管和积水情况,评估排水系统的排水能力和城区的内涝风险。然后,对内涝严重区域进行有针对性的内涝分析,并分析低影响开发措施对城区内涝的影响。结果表明:(1)排水系统在暴雨降雨重现期0.5a及以下,基本可以满足排涝要求;排水系统在暴雨降雨重现期1a及以上,均不能满足排涝要求。(2)低影响措施对城区内涝有很好的缓解作用。该研究方法可为资料缺乏地区,尤其是中小城市内涝分析和防洪减灾提供参考。     

基于水文水动力耦合模型的平原湖区土地利用变化对排涝模数的影响

为准确模拟平原湖区土地利用变化对排涝模数的影响,选取湖北省四湖流域螺山排区作为研究区,利用构建的SCS-MIKE11耦合模型计算不同时期土地利用类型下的排涝模数,分析土地利用变化对排涝模数的影响,并通过设置不同水旱比、水面率和地面硬化率的组合,对土地利用变化条件下的排涝措施进行模拟优化。结果表明:在10 a一遇的1 d暴雨3 d排除和3 d暴雨5 d排除的标准下, 2011年土地利用方式下求得的排涝模数比1994年求得的排涝模数大,分别增加了159.3%和33.6%;在保持水旱比和水面率不变的情况下,地面硬化率每增加1%,1 d和3 d暴雨下排涝模数分别增加0.005 m³/(s·km²)和0.003 m³/(s·km²);在保持水旱比和地面硬化率不变的情况下,水面率每增加1%,1 d和3 d暴雨下排涝模数分别减小0.016 m³/(s·km²)和0.012 m³/(s·km²);在保持水面率和地面硬化率不变的情况下,水旱比每增加0.1,1 d暴雨和3 d暴雨下排涝模数分别减小0.004 m³/(s·km²)和0.003 m³/(s·km²)。因此,除了增加排涝泵站的排涝流量外,减少地面硬化率(例如采用透水路面)、增加水面率和水旱比也是除涝减灾的有效措施。研究成果可为土地利用变化条件下平原湖区排涝模数的确定和排涝措施的制定提供参考。     

面向区域尺度径流调控的调蓄池设置分析

雨水调蓄池作为海绵城市建设中发挥关键性作用的灰色基础设施中的重要部分，其形式和容积影响着海绵城市建设的雨水控制效果。以位于广州市南沙区某新建工程区为研究对象，概化区域并构建SWMM模型，模拟评估了布置的LID设施对区域径、出流的控制情况，并设置不同容积及形式的调蓄池，模拟其在不同重现期设计降雨条件下对峰值流量的控制效果，发现不同形式的调蓄池对雨水控制的效果不同，且各容积分流式调蓄池均存在一个使峰值流量削减率达到最大的“最优”偏移量。以控制系统出流量峰值为目标确定研究区在管网末端以380 m³/万m²硬化面积的设置标准布置截留式调蓄池，或以350 m³/万m²硬化面积、偏移量为0 m的设置标准布置分流式调蓄池为宜。     

基于城市洪涝仿真模型的天津中心城区内涝特征分析

摸清城市内涝特征是内涝风险管理、防涝应急决策的重要基础。水动力学数值模型是研究城市内涝特征的重要手段。以天津中心城区为研究区,针对超大城市下垫面地物密集、排水系统庞大等特征,基于阻/导水通道、等效管网模拟技术,在不加密网格的基础上,构建可体现顺街行洪、构筑物挡水、全部干支管网排水作用的城市内涝模型,模拟了不同重现期暴雨下天津中心城区的内涝情况。结果表明：研究区在遭遇10 a、20 a、50 a、100 a一遇暴雨情景下,区内最大积水量达1 967.1万～4 011.0万m³,将有20.2%～49.1%的地区产生积水,其中,22.7%～40.3%的淹没区水深超过30 cm。积水道路长193.5～317.5 km,其中,主干道占46.3%～50.5%。31.7%～57.3%的积水道路水深超过30 cm,其中,主干道有28.7～85.9 km。内涝主要分布在老城区内的地势低洼区及环老城区的排水管网空白区,积水道路主要分布在老城区内高程较低的路段。     

软黏土地基排涝站闸关键参数确定研究

针对广东(仲恺)人工智能园西部片区的英山片区的内涝问题,本文通过迁建山陂排涝站闸排除区域涝水,提高排涝标准。在分析片区的排涝现状和水文地质情况。迁建山陂排涝站闸,泵站采用堤后式布置,排涝站轴线垂直于现状堤防布置,总装机容量1670 kW,装机台数5台,水泵采用立式轴流泵,设计排涝流量为24.0 m³/s,设计扬程为3.74 m。针对广泛分布的软土地基,提出了水泥土搅拌桩加固方案。     

基于SWMM模型的沿海城市内涝模拟研究

沿海地区台风过境时的短历时强降雨可迅速形成地表径流,易导致城市内涝,造成严重的经济损失和人员伤亡。为缓解该问题,本文以福州晋安河流域为例,构建了基于SWMM管网和地面二维积水的城市内涝模拟模型,以研究该区域城市内涝成因及应对策略。实例研究表明,上游库湖泄水抬高内河水位,下游外江涨潮使内河排水不畅,是形成内涝灾害的主要原因。为此提出库湖闸站联合错峰调度方案,有效防止下游江水倒灌。以苏迪罗台风降雨为例,采用该调度方案可减少管网节点溢流量27.44%,缩小淹没面积29.73%,降低内涝严重区河道最高水位1.02 m,有效缓解地表淹没。本研究成果可为福州城市内涝的科学调度提供技术支撑,同时对其他沿海城市的防洪调度具有参考价值。     

基于MIKE模型的湘阴县雨水管网健康度评价

以洋沙湖镇涝溪桥村地区为例,采用MIKE模型分析了岳阳市湘阴县在遭遇暴雨干扰时的雨水管网健康度。在采用一次降雨过程中严重内涝点的实测积水深度对模型进行率定和验证的基础上,利用该模型模拟了重现期为1、3、5、10、20 a的2.h设计降雨,重点分析了重现期为3a的降雨过程,并结合排水能力、管网结构、环境因素、社会因素4项综合指标和15项子指标构建了雨水管网健康度评价指标体系。结果表明:该区域管网的排水能力综合指标的得分为0.48,管网结构综合指标的得分为0.78,环境因素综合指标的得分为1,社会因素综合指标的得分为0.66,综合健康度为0.54,综合健康度等级为较差；重现期越大,积水深度也越大,但最大积水深度到达的时间并不受重现期影响；积水风险较大、积水较深位置均位于健康度较低的管道附近。     

小流域防洪排涝影响下新建泵站的设计研究

本文以广东地区谢岗镇鸡公石排涝站新建工程为例,开展小流域防洪排涝影响下的新建泵站论证研究。针对项目区排涝能力不足、外河高水位压力的现状,在原水闸出口处新建谢岗镇鸡公石排涝泵站,并对新建泵房的抗渗与抗滑稳定进行了计算分析,计算结果均满足规范要求。排涝泵站地基基础处理采用水泥搅拌桩复合地基,通过计算得到复合地基承载力均满足设计要求。泵站建成后,项目区泵站的排涝流量将达到17.96 m³/s,工程排涝标准为20年一遇24 h暴雨1 d排干,抽排能力满足排涝的需求。     

前海-南山排水深隧排涝泵站规模研究

深层排水隧洞是解决高密度城区内涝问题的一种方式，其规模确定不同于传统浅层排涝系统。以深圳市前海-南山片区的内涝治理方案为例，介绍了在前期工作过程中，利用MIKE URBAN数值模拟软件建立排水管网数学模型，进行片区排水能力评估、内涝成因分析以及深隧系统规模研究的工作。结果表明：深层和浅层排水系统的共同作用可有效提升城市排水系统内涝防治标准；排水深隧系统的线内调蓄作用，相对于传统的浅层排水系统，可大幅缩小泵站设计规模。     

子母式龙吸水排水车在城市防洪减灾中的应用

为了解决河南省郑州市2021年7月18日—7月21日连续大暴雨引起的城市内涝，尽快抽排郑州市区京广路隧道积水，应急救援人员采用独立的排水抢险系统子母式龙吸水排水车，结合适用于现场地域特点的“双向抽排、两班轮换、多点铺开、交替作业”处置战法，组织抽排水抢险作业。郑州市区京广路隧道抢险历时70 h,累计抽排水体积约500万m³,于7月25日23时30分实现京广路隧道双向贯通，恢复通行条件，将损失降到最低。此次京广路隧道排水抢险作业表明，子母式龙吸水排水车适用于城乡防洪排涝、基坑围堰等各类低洼集水区抽排水及临时应急供水等工作场景，特别适合不适宜人员进入的排水场合，最大程度地减少洪涝灾害造成的损失，保证抢险救灾人员的生命安全。     

基于降雨情景模拟的城市社区尺度暴雨内涝研究

全球变暖背景下城市暴雨内涝灾害频发,对我国东部沿海城市影响显著。根据暴雨内涝的致灾因子进行分类,基于SWMM（Storm Water Management Model）对宁波地区分别构建了台风和非台风暴雨情景内涝响应模拟模型,并对比分析了台风暴雨内涝和非台风暴雨内涝的特征及其差异。结果表明:（1）台风和非台风暴雨在变化趋势、分布特征和时程分布上差异显著。（2）台风暴雨情景下,河道水位和流量主要受潮位影响,在高潮位时发生倒灌。在非台风暴雨情景下,河道水位和流量主要受降雨影响,并随着重现期的增大而增大。（3）台风和非台风暴雨情景下,研究区发生内涝的子汇水区数量和等级随着重现期的增大而增加,积水区域逐渐连片分布,最多有17个子汇流区发生内涝,占总内涝区域的80%。而在相同重现期的台风暴雨情景下,排水管网负荷率更高、节点洪流更大、内涝更重、积水历时更长、积水深度更深,积水历时超过10.7 h,积水深度超过67 cm。本研究丰富了研究暴雨洪涝的方法,可为社区尺度的内涝研究提供参考。     

地表径流速度对城市内涝影响规律

为分析地表径流速度对城市内涝的影响,采用一维地下排水管网与二维城区地形的动态耦合模型,选取大连市某排水区块作为研究区域,设置4种地表径流速度10种设计降雨场景,模拟分析在不同重现期设计降雨及不同地表径流速度下研究区的内涝积水特性。结果表明:随着地表径流速度降低,管道排水压力变小,管道排水达标率最高可提升48.05%,且降雨重现期越短,地表径流流速对管道排水压力的削减效果越明显;地表径流流速对检查井溢流量影响显著,随着地表径流速度降低,检查井溢流量峰值最高可减小2 750 m~3,峰现时间最长可滞后56 min,同时随着降雨重现期增长,地表径流流速对检查井溢流量的削减效果减弱;研究区低、高风险区淹没面积随地表径流速度降低,最高可分别减小1.64万、8.37万m~2,但中风险区淹没面积变化反复。     

莒州市城市内涝问题分析和排水防涝规划设计

针对莒州市城区部分区域、路段容易积水,甚至出现内涝问题,经现场调研分析、现状排水能力评估,梳理出该城市内涝问题的成因;遵循"渗、滞、蓄、净、用、排"的六字方针,从提高雨水管渠的排涝标准、全面贯通瓶颈管网、水渠及改扩建水系等方面入手,同时结合城市建设理念、信息化建设和应急管理等,提出具有针对性的排涝规划方案;在规划方案指导下采用了先进的工程措施,包括河道采用了阶梯式生态框挡墙,属于半柔性挡墙,绿化率高、生态效果好,同时结构稳定可靠;采用了新式预制装配式桥涵,环境友好、质量可控,施工周期与常规方式相比缩短至1/8。这两项工程方案在莒州市及周边地区均为首次采用,优先解决了敏感区域的积水内涝问题。     

福州晋安河片区海绵改造对城市内涝的影响

为研究海绵改造对城市洪涝的影响,有效提高城市对洪涝问题的韧性,对福州市晋安河片区海绵改造效果进行分析。基于InfoWorks ICM模型对片区管网、地表、河道进行耦合模拟,设计了7种海绵改造方案,对各方案计算结果进行评估,并进一步选择琴亭湖附近典型排水片区,量化分析了海绵城市建设与湖库联合调度协同措施下片区的内涝响应。结果表明：构建的洪涝模拟模型能有效模拟晋安河片区暴雨内涝过程,不同的海绵改造措施对最大淹没面积、溢流节点数、超载管道数以及主河道不同断面水位的影响有所不同;全域海绵改造与管网优化组合的方案作用下,模拟得到的海绵改造综合效益最优。苏迪罗台风降雨驱动下,典型排水片区在无海绵改造措施下的总淹没面积为22.87 hm²,采用可持续的城市排水系统(SUDS)措施后,淹没面积减小为22.48 hm²,进一步加入调度规则,总淹没面积减小为9.83 hm²,仅采用源头海绵改造措施在面对极端降雨时效果有限,结合SUDS与湖库调度可以有效减缓内涝问题。     

城市雨水管网集蓄雨水径流资源潜能分析

城市雨水管网具有可观的集蓄空间，在不影响城市雨洪排水的前提下，利用管网进行雨水的动态蓄存，可作为一般雨水集蓄设施的替代方案。以西安市某高校校内雨水排水系统为研究案例，基于SWMM构建区域雨水排水模型，按照不同原则设置3种阻水方案，计算不同降雨条件下各方案存蓄的雨水水量。结果表明，3种方案不发生漫溢的临界降雨量均为8 mm,此时雨水蓄存量分别为2 367、2 325、1 989 m³,分别占管网总容积的88.61%、87.04%、74.46%。进一步分析2011至2020年西安市雨水管网集蓄雨水资源的潜能，最大年平均蓄存雨水量可达4.11×10⁷ m³,占年平均降水量的12.13%,蓄存能力可观。     

信阳市沿淮重点洼地治理的必要性

信阳市沿淮洼地面积大,是信阳市主要的粮食生产区,区域人口集中,由于现状排涝标准低,工程存在问题多,内涝发生频率高,灾害损失大,严重制约了当地经济的发展,及时进行洼地治理十分必要。     

滏阳河衡水市区段治理工程以上洪沥水模型分析探讨

此文通过对滏阳河治理段采取不同控泄方案，用Mike模拟分析了侯庄闸上游滞水区域淹没面积及水位的变化情况，判断滏阳河在治理段全线采用20年一遇排涝设计流量为174m³/s时是否合理可行。     

北京市典型积水点金安桥内涝原因及治理措施效果分析

【目的】为了明晰内涝致灾机理，精准识别影响内涝的关键因素，诊断积水内涝原因并提出治理措施及优化比选方案，【方法】选取北京市典型积水点金安桥为研究对象，基于InfoWorks ICM构建精细化洪涝模型开展内涝模拟分析。【结果】结果显示：在1 a、3 a、5 a、10 a四种设计暴雨情景下，模拟得到金安桥最大积水深度分别为0.903 m、1.317 m、1.528 m、1.660 m,在10 a一遇设计暴雨情景下桥区积水将漫溢至金安桥站地铁口，出现地铁倒灌风险。【结论】基于模型模拟诊断分析得出，金安桥片区内涝原因主要为管网排水能力不足，局部地形地势低以及规划建设因素导致。模拟分析了管网提标、地形抬填、规划建设调蓄泵站及排水渠等四种内涝治理措施，治理效果依次为：地形抬填>规划建设排水渠>管网提标>规划建设调蓄泵站，设置了4种联用组合方案模拟内涝改善效果，其中方案四(管网提标+设置调蓄泵站+设置排水渠)效果最佳，区域排水能力达10 a一遇。研究结果可为精细化、系统化治理城市内涝问题提供技术支撑。