[發明專利]一種利用SWMM模型構建大排水系統的方法

有效

• 申請號: 201810177662.4
• 申請日: 2018-03-05
• 公開（公告）號: CN108446464B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 邵知宇;柴宏祥;李霜;何強;徐雷
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F30/18;G06F113/08;G06F113/14;G06F119/14
• 代理公司: 重慶大學專利中心 50201
• 代理人: 唐開平

本發明公開了一種利用SWMM模型構建大排水系統的方法，以幫助解決現有城市內澇問題，包括步驟：1、選定模擬區域，確定地表徑流行泄通道；2、進行匯水區域水文分析并根據現狀普查管線資料和已有設計、施工圖紙，對模擬區域在SWMM中進行概化；3、SWMM模型基本參數設定；4、雨水檢查井節點參數與雨水管道參數設定；5、地表行泄通道基本參數設定；6、地表行泄通道的參數優化調整；7、運行SWMM，查看SWMM輸出報告中模擬區域內易澇點周邊區域是否發生內澇；8、若SWMM輸出報告中顯示易澇點周邊形成內澇，返回步驟6，繼續進行模擬，直至模型輸出結果顯示易澇點周邊區域內澇減緩或消除時結束模擬。

技術領域

本發明屬于城市內澇治理的技術領域，具體涉及一種基于SWMM模型構建包含道路的大排水系統的應用。

背景技術

城市內澇災害近年來一直困擾著各個城市，特別是特大城市。在我國的規劃設計理念中，超過雨水管網排水能力的暴雨徑流可以暫時蓄存在地表低洼處，待暴雨過后或管網有富余排水能力時再排出，所以一定會產生城市區域內積水問題。傳統的管道系統一般只解決小重現期的暴雨徑流，要解決高重現期暴雨內澇問題，解決超管渠設計標準的雨水出路問題，避免城市區域內產生積水問題，必須構建大排水系統，或稱內澇防治體系。

大排水系統的設施可分為“排放設施”與“調蓄設施”兩類，其中，“排放設施”主要包括具備排水功能的地表漫流（豎向控制）、道路（包括道路路面、利用道路紅線內帶狀綠地構建的生態溝渠）、溝渠、河道等地表徑流行泄通道。城市區域內規劃設計的道路除了保障交通運輸的任務以外，還應承擔排除雨水的任務，主要是作為輸送超標雨水排除的行泄通道。但如果依靠現有道路（即非設計通道）輸送超標雨水，在匯水面積和地面坡度較大的情況下，容易引起其他方面的危險，如行泄通道輸送流量過大，可能對通道下游建筑物及行人、行車造成威脅。只有通過科學合理地確定道路的坡度和斷面才能既保證超標雨水可及時排除，同時避免由于非設計通道不合理引起的其他危險。

2017年1月住房和城鄉建設部發布了城鎮內澇防治技術規范（GB51222-2017）中規定：應為城鎮雨水徑流提供空間和出路，對于內澇防治設計重現期下超出源頭減排設施和排水管渠承載能力的雨水，應預設城鎮水體、調蓄設施和行泄通道并核實下游的受納能力；城鎮易澇區域可選取部分道路作為排澇除險的行泄通道，并應符合下列規定：

1、行泄通道上的雨水應就近排入水體、管渠或調蓄設施，設計積水時間不應大于12h，并應根據實際需要縮短；

2、宜采用數學模型法校核道路作為行泄通道時的積水深度和積水時間。使用數學模型的作用是：一是可以根據模型的動態水力模擬確定超出內澇重現期標準降雨事件的流量過程線；二是能根據流量過程線分析非設計通道的不合理之處并進行優化改進。

目前的技術方案是通過手動水力計算判斷非設計通道是否滿足要求，還沒有利用數學模型軟件動態模擬易澇點積水情況并針對非設計通道進行優化改進。

SWMM模型是由美國環保局推出的一種暴雨徑流模型，能夠完整地模擬城市降雨徑流過程，廣泛應用于暴雨徑流模擬和城市排水系統管理。SWMM中有穩定波、運動波和動力波三種方法計算管網中的恒定流和非恒定流。選擇動力波進行水力模擬，可實現并行管道的水力計算以及管道的承壓模擬，滿足大排水系統地下排水系統與地上排水系統并行的模擬要求。在SWMM模型中構建大排水系統，可以實現動態降雨過程下兩個排水系統的耦合，還可實現同時模擬壓力流與重力流并存的管道流態實現兩個系統之間水量和動量平衡。

發明內容

針對現有城市內澇嚴重的問題，本發明所要解決的技術問題就是提供一種利用SWMM模型構建大排水系統的方法，它能將道路和雨水管道作為雙排水系統，模擬暴雨情況下易澇點周邊區域積水情況，為改進行泄通道提供指導，減少或避免城市內澇的發生。

本發明所要解決的技術問題是通過這樣的技術方案實現的，它包括有以下步驟：

步驟1，選定模擬區域，確定地表徑流行泄通道；