基于SWMM的城市雨水管網(wǎng)超負荷輸水的風險評價研究.pdf

1、雨水管網(wǎng)系統(tǒng)作為城市重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，在運行過程中常存在著諸多不確定因素，尤其是近年來在城市局部地區(qū)頻繁發(fā)生的極端暴雨天氣，使得許多地區(qū)都遭受積水內(nèi)澇災害的威脅。對城市排水管網(wǎng)的輸水能力進行系統(tǒng)的研究，并對管網(wǎng)的輸水超標風險程度做出科學評估，繪制排水管網(wǎng)的輸水超載分布圖，進而識別排水系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，可為管網(wǎng)升級改造、維護管理內(nèi)容與方向的確定提供技術(shù)參考。本研究從排水管網(wǎng)模型理論出發(fā)，結(jié)合SWMM模型及風險分析理論，對秀山縣03地塊的排

2、水管網(wǎng)積水災害的模擬、評價與防治措施進行了系統(tǒng)研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴依據(jù)系統(tǒng)工程理論，闡述了排水管網(wǎng)模型的基本理論以及SWMM模型的基本計算原理，采用基于徑流系數(shù)作為模型校正方法對秀山縣的模型參數(shù)進行了優(yōu)化率定，并采用擾動法對模型參數(shù)進行了靈敏度分析。分析結(jié)果表明，模型參數(shù)的靈敏度排序為:不透水區(qū)曼寧系數(shù)＞透水區(qū)曼寧系數(shù)＞最小入滲率＞最大入滲率＞透水區(qū)蓄水量＞衰減系數(shù)＞不透水區(qū)蓄水量＞土壤干燥時間。⑵根據(jù)重慶市暴雨強度

3、公式，運用芝加哥暴雨過程線軟件及公式，合成了不同重現(xiàn)期下的降雨過程線，并對不同重現(xiàn)期下的雨水管網(wǎng)運行進行了模擬。模擬結(jié)果表明，選取的秀山縣的研究區(qū)域采用的排水設(shè)計標準在P=1a，2a和3a時，發(fā)生超載現(xiàn)象的節(jié)點數(shù)量分別為0、1和4;當P=5a時，發(fā)生超載的節(jié)點數(shù)量陡增至26個，并可定位至對應(yīng)管道;當P≥10a時，發(fā)生超載的節(jié)點數(shù)可達到整個管網(wǎng)節(jié)點的1/3及以上，并由此繪制了不同重現(xiàn)期下的超載分布圖。結(jié)合蓄水池與LID改造方案，進行了不同

4、降雨情景模擬分析，結(jié)果表明當P＜5a時，可通過修正檢查井、翻埋新管道等方式提高易積水地區(qū)的抗災能力;當5a≤P≤10a時，可采用雨水調(diào)蓄池或LID的措施;而當P＞10a時，則應(yīng)采用LID措施與雨水調(diào)蓄池相結(jié)合的改造方案，但隨著重現(xiàn)期的增大，LID措施與雨水調(diào)蓄池也將失效。在研究中發(fā)現(xiàn)，LID設(shè)施對降雨產(chǎn)生的洪峰徑流具有一定的流量削弱與延遲效果，延遲時間在1 min左右，但隨著降雨重現(xiàn)期的增大，洪峰延遲的效果也將不斷減弱。峰值的削弱效應(yīng)隨