排水管網模型在城市內澇風險分析中的應用

殷殷 姜月 馮爽

摘 要：排水管網模型技術作為新興技術手段，具有效率高、耗時少、通用、直觀等優(yōu)點，可以科學、合理地模擬排水系統(tǒng)運行狀態(tài)，為城市內澇積水的風險分析提供多方面依據，對于確保人民生命財產安全、維持城市安全運行具有重要意義。本文以Infoworks CS排水模型為例，對其在城市內澇風險分析中的應用進行深入探究。

關鍵詞：Infoworks CS；排水模型；排水防澇規(guī)劃

1 研究背景及意義

近年來，城市內澇頻發(fā)，暴露出城市雨洪系統(tǒng)存在的諸多風險和問題；同時，傳統(tǒng)研究方法相對落后，龐大的地下排水管網數據缺少智能化信息平臺進行整合、分析[1]，需要應用數字化模型對排水防澇系統(tǒng)進行全面評估和校核，對城市排水系統(tǒng)的近遠期規(guī)劃設計進行有針對性的分析和指導。

2 排水模型在城市排水防澇規(guī)劃中的應用

以沈陽市排水系統(tǒng)為例，在現狀數據普查的基礎上，應用Infoworks CS排水軟件建立城市排水管網水力模型，對現狀排水管網、泵站、河道等設施進行模擬與評估，為規(guī)劃改造方案的制定提供科學依據。

2.1 城市排水系統(tǒng)模型的建立

準確、詳細的數據資料是模型建立的前提和重要基礎，對于排水模型，所需數據主要包括：

2.1.1 降雨數據。對研究區(qū)域內1951～2012年61年5000場次降雨數據（含小時降雨量）、2005～2012年8年降雨數據（含10分

鐘間隔降雨量）進行收集整理，確定不同降雨歷時下沈陽市降雨雨型。

2.1.2 排水系統(tǒng)及水系數據。收集完善研究范圍內DN500以上共1035公里排水管網，現狀50座區(qū)域排水泵站、10處地道橋泵站的相關數據，對城市范圍內主要水系的斷面、水深、坡度、流量等資料進行收集整理。

2.1.3 歷史積水數據。對研究范圍積水片區(qū)、街路、節(jié)點共300余處進行整理，作為模型校核修正的參考依據。

在以上各類數據的基礎上，應用Infoworks排水軟件建立了沈陽市城市雨水管網水力模型。模型中檢查井8455個，管道8752根，長度約1035公里，流域面積共220平方公里。并根據實際降雨資料及積水點分布情況，對已建雨水管網水力模型進行校核，保證模型的真實和準確性。

2.2 現狀排水系統(tǒng)的能力評估

考慮到沈陽市早期雨水管道的設計重現期表1排水干管（DN800mm以上）能力分析較低（一般不超過一年一遇），因此分別選取P=1a，P=0.7a，P=0.33a和P=0.1a，t=120分鐘的設計降雨雨型進行模擬計算，利用Infoworks CS排水模型對規(guī)劃范圍內現狀排水主干管道能力進行評估，結果如表1：

2.3 現狀排水系統(tǒng)的區(qū)域風險評估

利用模型對規(guī)劃范圍內現狀排水系統(tǒng)遭遇不同暴雨頻率下內澇發(fā)生的可能性、淹沒時間、淹沒范圍以及淹沒深度進行分析，從而評估城市建設用地（地塊）的淹沒風險，為規(guī)劃方案優(yōu)化提供技術支持，為城市開發(fā)建設及改造提供決策依據。

[圖1 重現期0.33年積水點分布圖][圖2 重現期2年積水點分布圖]

上圖可以看出，隨著降雨重現期從0.33年增加到2年，積水分布范圍逐漸擴大，冒水節(jié)點數和總冒水量也顯著增加，當降雨重現期達到1年以上時，研究范圍內大部分地區(qū)存在內澇積水的風險性較高。

3 結論

3.1 排水模型利用已有的管網及相關信息，可以直觀有效地觀察排水系統(tǒng)的運行狀況，輔助分析現狀排水管道、泵站系統(tǒng)存在的問題，對排水防澇規(guī)劃的編制具有指導意義。

3.2 在現狀排水管網能力評估的基礎上，以地塊為基本單位，應用排水模型進行區(qū)域積水風險評估，為因地制宜地確定規(guī)劃解決對策提供參考依據，使排水防澇規(guī)劃具有針對性。

3.3 應用排水模型可以進行排水防澇規(guī)劃改造的多方案比較，根據模擬結果的反復校核，預先觀察實施效果，優(yōu)化規(guī)劃改造措施，確保規(guī)劃方案的準確性和科學性。

參考文獻：

[1]建華，李文濤，隋軍，等.水力模型在城市排水管網改造設計中的應用[J].給水排水，2013，39（05）：106-107.

作者簡介：殷殷，女，1987年12月，碩士研究生，現任職于沈陽市規(guī)劃設計研究院。