基于SWMM模型的城市内涝防治技术措施及联用组合研究

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近年来,我国城市化进程不断加快,城市下垫面不透水面积不断增加,进而改变了天然状态的水文机制,导致我国内涝灾害频繁发生。目前,计算机的发展促进了雨水管网模型的诞生,LID措施越来越多地用于城市内涝治理中,借鉴国外大排水系统理念,我国也越来越注重排涝除险设施的建设。因此,利用雨水管网模型对内涝防治技术措施及其联用组合进行研究,对解决我国内涝灾害具有重要意义。本论文的主要研究内容如下:(1)在查阅相关文献的基础上,对内涝防治技术措施进行介绍,提出不同种类设施的联合运用理念,选择排涝除险设施与不同密度LID设施相结合的工程技术性手段进行重点研究。总结了典型设施的不同效益指标,提出了基于层次分析法的效益识别方法,并从径流控制、经济、社会、城市生态四个方面着手,构建联用组合措施方案的综合效益评价体系。(2)在总结国内外排水管网模型技术的基础上,经过比较选择SWMM软件对研究区进行建模,率定和验证各水力参数。模拟分析了现状雨水系统的地表径流、节点溢流和管道超载情况,为下一步研究区内涝防治技术措施的研究提供技术支持。(3)在模拟分析的基础上,对适合研究区的排涝除险单项措施进行分析研究,结果发现雨水泵站、雨水调蓄池和雨水行泄通道均具有一定的径流控制效益,并根据效益识别方法定量评价出雨水行泄通道具有最高的径流控制效益值。对4种联用组合方案进行模拟分析,结果表明联用组合设计实现了整体与局部双重控制内涝风险的效果,具有明显的优势。(4)依据综合效益评价体系定量分析了4种联用组合方案的综合效益值,结果显示,低密度LID设施+雨水行泄通道+雨水调蓄池方案具有最高的综合效益值,可作为研究区内涝治理的首选方案,最优方案可以提高青山湖的控制水位,提高整体排涝能力,得出老城区适合“以蓄、排为主,以渗为辅”的治涝技术策略。研究结果可为南昌市青山湖片区内涝治理提供技术支撑,同时也证明了所建立的评价体系具有一定的可行性。
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