基于SWMM模型的邯郸某区城市内涝模拟研究

来源 :河北工程大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:dawancha2010
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近年来,由于城市发展增加的不透水地面使得雨水快速汇流至管网,遇到极端天气,就会增加雨水管网的水力负荷造成溢流,从而引发城市内涝。城市内涝灾害不仅影响交通安全,破坏公共财物,甚至还威胁到人民的生命健康,造成巨大的经济损失。目前,关于应用模型模拟城市内涝积水区及积水时排水管网系统径流变化过程研究成果尚少,且应用不足。本文针对目前日益突出的城市内涝问题,选取邯郸市某区域建立SWMM(Storm Water Management Model,暴雨洪水管理模型)模型。在实测降雨基础上运用修正的Morris筛选法分析参数的灵敏性,在设计暴雨情境下采用径流系数法率定、验证模型参数,最后通过率定后的模型模拟不同重现期降雨下研究区域地表径流、管段超载、节点溢流、排放口径流变化规律,分析内涝积水地点,积水深度,评估现状雨水系统排水能力。主要研究成果如下:1.利用ArcGIS软件和inp文件编辑功能快速建立研究区SWMM模型,模型共包括224个子汇水区,249个节点和250根管段。2.基于修正的Morris筛选法对参数进行敏感分析。结果表明,敏感性显著的参数为Destore-Imperv、Roughness、N-Imperv,但是这些参数的变异系数较小,因此可以考虑作为相对稳定的参数存在于SWMM模型中。3.通过径流系数法验证并率定模型参数,得到不同重现期降雨下参数的变异系数分别为3.73%、3.02%、5.54%、7.72%、10.33%,变异系数都低于15%,表明这组参数可以用于研究区内涝模拟。4.随着重现期的增加,地表径流量逐渐增大,管段超载、节点溢流、积水区范围也逐渐增多,超载、溢流时间不断延长,排放口径流量、径流峰值逐渐增大,洪峰出现时间也逐渐提前。重现期为0.5年、1年、2年、3年、5年、10年一遇时,管段超载率分别为0%、18%、45.6%、67.2%、68%、69.6%,节点溢流率分别为0%、10.4%、25.1%、35.15%、44.35%、52.72%。1年、2年、3年、5年、10年一遇时,排放口2径流量相比0.5年一遇增大69.16%、77.16%、81.99%、84.95%、89.45%,径流峰值是0.5年一遇时的1.10倍、1.12倍、1.16倍、1.19倍、1.22倍,而洪峰时刻比0.5年一遇提前4min、5min、6min、8min、10min。5.运用ArcGIS软件对研究区节点积水位置、积水范围、积水量、积水深度进行空间展示,并选取某一路段的节点剖面图、研究区管网流量图进行不同时刻动态展示。空间上,研究区西北高地面不透水性大,东南低雨水汇流量多,因此雨水分区一、三容易积水,分区二情况较好。节点、管网动态图显示,降雨峰值过后管段超载、节点溢流数目增加,随着降雨历时的延长,地势较低处管段超载、节点溢流还会持续一段时间。
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