基于SWMM和二维水动力模型的城市雨水管网排水能力评估OA

【目的】随着我国城镇化进程加快,城市热岛效应加剧,加上全球变暖带来的极端天气事件增多,造成内涝灾害频发,给城市安全带来了严重挑战,通过构建城市雨洪数值仿真模型,本文对城市内涝风险进行评估,优化防控预案,可减轻内涝带来的损失。【方法】在前期调研和收集资料的基础上,选取青岛市东岸城区为研究区域,将一维暴雨洪水管理模型(SWMM)和自主二维地表水动力学模型进行耦合,实现2种模型在水文水动力过程上的数据交互与协同计算,在验证耦合模型适应性和准确性的基础上,模拟分析了不同降雨重现期的雨水管渠排水运行工况及地表内涝积水情况。【结果】18.2%的管段满足50年一遇重现期的降雨,积水风险低;43.7%的管段在2年一遇重现期降雨下发生满管,是下一步改造需要重点关注的管段。同时,随着降雨重现期的增大,研究区域的积水范围和积水深度也随之加大,积水区域在整个研究区内分布较为平均。当设计降雨情景为5年一遇时,94.32%的区域始淹没深度未超过0.01 m,当设计降雨情景为50年一遇时,89.73%的区域始淹没深度未超过0.01 m,表明排水管网抵御暴雨的能力较强,容纳能力较好。【结论】一维-二维耦合模型实现了管网溢流与地表积水的双向反馈,提升了城市内涝水文过程的模拟精度,研究结果可作为后期雨水管网改造提升和运行管理优化的参考依据。