基于不同破坏率下管网排水标准与水利排涝标准衔接研究

近年来,城市地区管网排水标准与水利排涝标准缺乏有效衔接已成为城市内涝的主要原因,有必要深入探讨两者之间的关系。引入破坏率概念,以江苏省南京站、盐城站、无锡站为雨量代表站,采用年最大值选样方法,深入考虑河道水位顶托对管网排水的影响,研究管网排水与水利排涝之间的重现期衔接关系。结果表明,在破坏率影响下,管网排水设计标准2、3、5年分别对应河道排涝标准10、15、20年,在压力流下可适当提高。研究成果可为城市防洪排涝工作及市政排水管网设计提供参考。     

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。     

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SWMM和AHP的排涝除险设施径流控制效益研究

以南昌市青山湖排水区为例,运用暴雨洪水模型(SWMM)模拟该区域现状和设置雨水泵站、雨水行泄通道、雨水调蓄池三种排涝除险措施在不同设计降雨重现期下的径流控制效果,采用层次分析法(AHP)评价径流控制效益,定量评估不同措施的效益,设计排涝除险组合方案并模拟效果。结果表明,排涝除险措施具有径流控制效果,采用排涝除险措施后的雨水系统,在降雨重现期为2、5、10、20、50年的溢流节点个数、节点最大溢流时间、节点最大溢流深度、满载管道数目、满载管道时间分别减少了5.36%~26.92%、12.77%~50.00%、2.70%~15.38%、1.92%~26.09%、4.49%~28.57%;雨水行泄通道在溢流节点个数、满载管道数目和时间上有较强的削减效果,而雨水调蓄池在减少节点溢流时间和溢流深度上较优;径流控制效益大小顺序为雨水行泄通道雨水调蓄池雨水泵站。组合方案的节点溢流情况优于单项排涝除险方案。     

短历时暴雨高风险区划图及其应用

基于太湖流域多时段雨量资料,运用地区线性矩法得到各站点对应重现期下的暴雨频率估计值,再由空间内插得到暴雨高风险区划图,并编制了一套以在线平台形式查询短历时暴雨高风险区划图的软件,可查询不同站点、不同时段、不同重现期下的暴雨频率估计值。结果表明,太湖流域的暴雨高风险区域位于西南部山区,西部地区为次暴雨高风险区,说明该平台可为防洪设计标准提供可靠依据,有助于山洪预警,从而减少生命财产损失,有效可行。     

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。     

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。     

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。     

上海市杨浦区设计面暴雨量与设计暴雨雨型研究

选择上海市杨浦区作为试验区域,对极端性天气下不同重现期和不同历时的设计面暴雨量、设计暴雨雨型进行计算。设计面雨量的计算利用研究区附近3个站点3种历时1978~2015年的降雨资料及上海市频率曲线参数的等值线图插值进行频率计算,得到各重现期的设计面暴雨量;设计暴雨雨型的计算利用江湾站2001~2015年逐分钟暴雨资料,先用模糊识别法进行雨型分类,然后用PC法分别对单峰型和双峰型暴雨进行雨型设计,得到具有代表性的杨浦区设计暴雨雨型。     

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...     

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。     

胥溪乾潭镇段堤防生态建设方案研究

为丰富富春江胥溪乾潭镇段旅游内涵,需对乾潭旅游码头进行扩建,将子胥公园湖泊纳入其建设范围,从而涉及该湖泊与胥溪之间的堤防调整。为不影响胥溪的行洪安全,又能使乾潭镇区达到防洪排涝标准,同时能满足码头对泊位和水域宽度的要求,对该段堤防拟定了五个生态建设方案,利用水利模型对各方案进行计算、比较,优选出最佳方案为子胥公园湖泊保留面积50%,并设置9m3/s的排涝泵站。     

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。     

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。     

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。