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南水北调与水利科技(中英文)2025年第04期:基于双层排水模型的城市内涝模拟

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作者:邵银龙;李晓晨;廖美廷;马景胜;周小日;穆祥鹏;许凤冉;白音包力皋;

单位:华东勘测设计院(福建)有限公司;中国水利水电科学研究院;

摘要:城市化进程的加快和极端天气的增多加剧了城市内涝问题,对城市排水系统的建模与研究提出更高的挑战。针对传统模型难以准确模拟地表与管网水量交互的问题,构建基于雨水口与街道、管网耦合的双层排水模型,并以三明市三元区的城市排水系统为案例进行验证和应用。分析不同暴雨重现期下地表积水特征,模拟不同雨水口布置模式对街道和管网之间水量交互的影响,揭示雨水口对于城市洪涝模拟的作用。结果表明:双层排水模型能够较好地识别易涝点,模拟街道排水条件下的水流行为,具有较高的可靠性和适用性。相比采用孔堰流量公式的洼地模式雨水口,采用流速计算泄流量的坡面模式雨水口的雨水捕获率可提高18%~80%,且对布置间距不敏感。这是因为坡面模式雨水口充分考虑了街道坡度对泄流量的影响,更能贴合山地城市街道雨水汇流的实际现象,研究结果为山地城市洪涝防治与排水设施优化设计提供科学依据。

关键词:双层排水模型;;SWMM;;城市内涝;;雨水口;;三明市

基金资助:水利部重大科技项目(SKS-2022037);; 华东院科技项目(ZXY2021-FJ-02-08)