基于水力學(xué)模型的城市除澇方案分析研究.pdf

1、近年來，國內(nèi)各大城市頻繁發(fā)生內(nèi)澇，影響了人們的正常工作學(xué)習(xí)和生活，甚至造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，對人民生命安全也造成了威脅，防洪除澇工作對于城市可持續(xù)發(fā)展非常重要，如何合理分析不同類別城市區(qū)域易澇點(diǎn)特點(diǎn)匈形成機(jī)理，充分利用資金及資源以提高除澇效果，目前成為了城市防洪除澇工作的重心。
　　在地形比較復(fù)雜的城市，不同易澇點(diǎn)形成的過程及關(guān)鍵影響因素往往不同，應(yīng)有針對性地對各種典型易澇點(diǎn)作除澇效果對比分析研究;以往研究中由于資料所限，或使用經(jīng)

2、驗(yàn)推理公式，或?qū)芫W(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行概化，利用有精細(xì)資料的管網(wǎng)、地形、下墊面數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬的研究較少，而這些資料是提高水力學(xué)模型模擬精度的關(guān)鍵，也是除澇方案比較的基礎(chǔ)。因此，本文結(jié)合《大連市城市防洪排澇規(guī)劃》項目，選取大連市內(nèi)具有代表性的平原、入?？凇⑶鹆耆N典型區(qū)域，從以下兩個方面進(jìn)行了深入研究:
　　(1)通過采用DHI公司研發(fā)的MIKE系列軟件，利用較高精度資料對研究區(qū)域管網(wǎng)進(jìn)行建模并驗(yàn)證模型可靠性。采用MIKE URBAN模型對研究

3、區(qū)域管網(wǎng)在設(shè)計暴雨重現(xiàn)期下的排水現(xiàn)狀能力進(jìn)行模擬分析，根據(jù)模擬結(jié)果，找到各易澇點(diǎn)的瓶頸管道。結(jié)合不同類型易澇點(diǎn)的特點(diǎn)選用不同除澇方案進(jìn)行分析。根據(jù)每種方案的單價，結(jié)合各易澇點(diǎn)除澇方案改造的不同工程量，設(shè)立四種不同的改造成本情景分別為150萬元、300萬元、450萬元、600萬元，分別在不同改造成本下對每種除澇方案進(jìn)行進(jìn)一步分析，并確定出典型易澇點(diǎn)較優(yōu)除澇方案，為以后的城市除澇工作，尤其是大中城市防洪除澇方案制訂提供參考。通過計算與對比，

4、得出平原區(qū)域增大管徑的方案除澇效果較好，入?？诘貐^(qū)適合采用泵站方案，丘陵地區(qū)設(shè)置蓄水池可有效的集蓄雨水資源，同時削減洪峰，減輕甚至消除內(nèi)澇。
　　(2)氣候變化及人類活動影響近年來不斷增強(qiáng)，城市除澇方案的規(guī)劃一定程度上也受到未來變化不確定性的影響。降雨強(qiáng)度、地形及下墊面情況、排水管網(wǎng)狀況是城市防洪的關(guān)鍵影響因素，城市防洪除澇需根據(jù)現(xiàn)狀評估結(jié)果，考慮城市發(fā)展需求并結(jié)合上述關(guān)鍵影響因素對管網(wǎng)及除澇設(shè)施進(jìn)行規(guī)劃。近年來變化因素逐漸增強(qiáng)，

5、如近期氣候變化導(dǎo)致降雨，尤其是降雨強(qiáng)度發(fā)生了改變[1-3];城市化過快增長導(dǎo)致城市不透水面積急劇增大;某些管道建設(shè)時代較長，未來管道的排水能力易受各種因素影響從而可能有較大程度降低等，這些因素變化的不確定性均會對城市內(nèi)澇產(chǎn)生一定的影響。因此，研究分別對可能變化因素定性選擇不同的情景值，然后進(jìn)行除澇方案變化條件下的適用性分析。建立情景如下:①根據(jù)大連市歷史降雨統(tǒng)計情況，在50年一遇的除澇標(biāo)準(zhǔn)前提下，設(shè)定不同情景降雨強(qiáng)度分別增加10％、20

6、％、30％;②論文研究的典型區(qū)域位于大連市中心城區(qū)，為商業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，地面硬化程度較高，考慮城市化的不利影響，考慮徑流系數(shù)分別增長至0.75、0.8、0.85情景下城市化進(jìn)程對城市內(nèi)澇的影響;③根據(jù)《城鎮(zhèn)排水管道檢測與評估技術(shù)規(guī)程(CJJ181-2012)》對管道沉淀等級的劃分結(jié)果，結(jié)合大連市地面污染物實(shí)際情況，選取沉淀物厚度與管徑的比例為10％、20％、30％三個指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，對易澇點(diǎn)進(jìn)行內(nèi)澇模擬研究，結(jié)合第三章所得結(jié)論，在各個易澇