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下穿道路由于其地势的特殊性,极易发生内涝风险,而其作为城市重要交通节点,一旦发生内涝积水,不仅会造成交通瘫痪,还会对生命财产安全产生威胁。为了科学设计下穿道路排水系统,提高下穿道路排水系统的防涝能力,缓解城市内涝压力,有必要研究城市关键节点——下穿道路的雨水控制与管理关键技术。本课题主要研究内容包括三方面:水文模拟软件在排水设计中的应用、洪峰流量调蓄池的容积设计及影响因素分析、雨水泵站的设计及影响因素分析。在前人研究的基础上,利用SWMM模拟软件、Infoworks ICM软件等对实例工程进行模拟分析,针对洪峰流量调蓄池进行容积计算,并分析不同的降雨雨型、调蓄池位置、调蓄池设置方式、调蓄池穿流式设置与侧溢式设置对调蓄容积设计及现状排水系统的影响;分析不同地面集水时间计算公式、泵站启停水位设置方式对泵站设计及运行管理的影响,最后通过Infoworks ICM软件对下穿道路工程案例进行模拟分析,并针对内涝原因提出相应改造措施。经过上述研究得到以下成果:(1)通过水文模拟理论分析,发现在越来越复杂的气候条件下,仅靠推理法对排水系统进行设计已经无法满足要求,而采用水文模拟方法不仅可以获知水流在管渠中的实际流态,而且可以获得准确的流量历线。通过实例分析发现,仅采用推理法进行设计时,初步设计的排水系统在最小设计重现期2a下,节点洪流的概率就达到了 82%,因此采用水文模拟软件对排水系统进行辅助设计非常有必要。(2)采用基于SWMM流量历线的调蓄池设计方法较传统简单几何设计方法更能够真实的描述调蓄池的水力特性。通过研究发现雨型对洪峰流量调蓄池容积设计影响显著,雨峰靠后的单峰雨型相较于雨峰靠前的单峰雨型对排水系统的设计更为不利,所需调蓄池容积更大。洪峰流量调蓄池的位置越靠近洪流节点,其消峰能力越明显。相同条件下,分散设置调蓄池的效果优于集中设置调蓄池。同等条件下,侧溢式调蓄池设置方式所需的容积要比穿流式调蓄池设置方式小。(3)对雨水泵站设计进行分析,发现采用不同地面集水时间计算公式,雨水泵站设计规模不同,从安全角度而言,下穿道路地面集水时间应采用下凹桥区规范或内涝防治规范。不同启停方式对泵站运行的影响不同,建议在小雨情境下,将第一台水泵的启泵水位提高以避免泵站的频繁启动,而在大雨情境下,则应适当降低第一台水泵的启泵水位。(4)基于Infoworks ICM软件对下穿道路案例进行分析,通过一维及二维模拟发现不同设计重现期降雨产生的积水原因不同,针对积水原因提出针对性的改造措施效果显著。