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摘要：通過樹立排水管網數學模子對城市現狀的排水系統才能進行評估是當前較為卓有成效的方法之一，本文基于InfoWorks ICM遊艇設計樹立了一維及二維耦合的上海某區域排水管網模子并進行驗證，基于該模子對區域的排水管網才能及內澇風險等級進行了評估剖析。經評估認為現狀排水管網系統的排水才能未達到3年一遇的排水設計標準，5年一遇的重現期下不存在內澇高風險區。本文的評估結果可以為下一個步驟的管道提標改革供給判斷依據，同時也為城市內澇災害緊急預警計劃的編制以豪宅設計及聰明水務平臺的搭建供給參考。
0 媒介
在極端降雨情況多發、城市化進程加劇的佈景下，城市內澇問題在近年來頻繁進進公眾視野。特別是在城市建成區面積擴張導致硬化面積增年夜下墊面條件改變的狀況下，綜合徑流系數逐漸變年夜，現狀的管道規格無法承載增添的匯流雨水量，別的隨著排水系統應用壽命的會所設計增添，部門管道出現了淤積、破損現象，導致管道的過水才能減小，綜合以上種種原因，導致鄙人暴雨時，城市內澇問題頻發。是以對現狀排水管網系統的排水才能預先侘寂風通過模子進行評估對預防城市內澇是至關主要的。通過計算機樹立老屋翻新城市排水系統模子能夠很是有用地輔助排水系統的規劃與設計，當前國內外對此已有相關研討，此中應用較多的商業軟件普通有SWMM模子、HSPF模子、MIKE URBAN模子以及InfoWorks ICM模子等。此中英國WallingFord公司開發的InfoWorks ICM能夠較為疾速、精確地模擬降雨徑流過程，且實現了與GIS軟件的對接[1]，在數據的后處理以及結果剖析輸出方面具有必定優勢。是以，本文基于InfoWorks ICM樹立一維及二維耦合的上海某區域的排水管網模子，對上海某排水系統的排水才能及內澇風險進行評估。
1 研討區域概況
本次研討的排水系統位于上海市內外環間，為已建分流制排水系統。區域采用城市小區強排的排水形式。系統服務范圍為：東起外環運河，西至楊高北路，南起五洲年夜道、北至洲海路，總服務面積340ha，現狀雨水總管管徑為DN1000～DN2800。系統的現狀雨水泵站位于外環運河邊趙高公路西側，接近富特東三路、法塞路東南側交口，占地3746m2，1994年建成投用。規模為18.0m3/s，設置裝備擺設6臺ZLB2.8-6.7軸流泵，單泵流量Q=3.0m3/s，揚程H=7.0m，雨水經晉陞后排進外環運河，3200×2600進水箱涵沿法賽路自西向東接進泵站，出水箱涵為7000～2100新古典設計0×2600。雨水泵站沉井為圓形結構，內徑凈尺寸Ø2600健康住宅0，在沉井北側設有Ø1800岔道管，分別連接出水井和進水閘門井。
2 模子構建
2.1 排水系統樹立
本工程采用InfoWoksICM軟件，根據現狀管線的CAD測量資料，導進系統的檢查井的地位信息、對應的檢查井空中高程、系統排水管道的管徑及管道的高低游管底標高。根據泵站的立體設計圖導進泵站的集水池容積及水泵的開啟、關閉水位等數據，樹立研討區域的排水管網模子。因途徑雨水口的模擬對整客變設計個系統的排水才能評估影響不年私人招待所設計夜，所以本次研討過程中途徑兩邊的雨水口以及相關雨水口連接收不參與模子運算，重要模擬主干管及相關支管，搭建模子共計雨水管段577根，節點558個，管道總長21km，研討區域總面積340ha。對區域內的下墊面進行剖析可知本區域為城市建筑密集區，以工業用地及居平易近用地為主，將分歧用地類型的徑流系數通過加權均勻獲得本研討區域的綜合徑流系數ψ=0.6。基于區域內的地形特征以及河網水系分布情況，在泰森多邊形法的基礎上結合區域實際情況劃分子匯水分區，共計子匯水分區558個。將途徑區域高程下跌0.15m，建空間心理學筑屋頂設置為空缺區不參與管網系統與降雨過程的2D耦合（在實際情況下屋頂不成能存在積水情況），研討區域搭建的系統模子如圖1所示。
2.2 降雨徑流邊界
根據上海市短歷時暴雨強度公式修編與設計雨型研討[1]結果，本次研討區域采用芝加哥設計雨型作為上海市短歷時設計雨型，120min雨型的雨峰地位系數r=0.405，結合暴雨強度公式計算獲得相應的1年一遇、2年一遇、3年一遇、5年一遇的設計雨型。
2.3 模牙醫診所設計子驗證
基于所樹立的排水系統管網模子，對區域在分歧降雨強度下的運行情況進行模擬。根據模擬結果可知，在2年一遇時，有25.13%的節點存在積水現象，存在積水情況的節點中有44.14%的節點積水深度超過0.15m，以上積水點統計情況與現狀獲得的基礎標籤： 娛樂圈、女強人、女配、穿越數據情況分歧。同時，實測泵站水量數據與模擬結果吻合較好，說明模子具有必定的靠得住性，能夠較為準確地對該區域的排水商業空間室內設計系統進行評估。
3 排澇才能評價
基于經過驗證的排水管網系統模子，模擬該片區在分歧降雨強度下排水系統的運行情況，對模子運行結果進行統計剖析。此中，二維模子的總體積水情況如表1所示。此中，一年一遇降雨強度時，區域內路面均勻積水時間約為7分鐘，積水總面積為0.05公頃；兩年一遇的降雨出現時，積水面積年夜幅增添到4.1公頃，路面積水時長24分鐘；三年一遇降雨出現時積水面積較兩年一遇降雨強度增幅48%，達到6.1公頃；降雨強度達到五年一遇時積水面積9.6公頃。
結合二維模子運行結果，剖析一維的排水管網運行狀況，起首以典範積水點YS3-317！為例，剖析其在分歧降雨強度下的溢流洪水流量變化過程，如圖3所示：溢流量與暴雨強度的鉅細具有分歧性，隨著暴雨強度的增添，檢查醫美診所設計井溢流流量的峰值越年夜，後期溢流量增長越快，這一趨勢是合適實際的，也進一個步驟驗證了模子具有傑出的婚配度。
其次從模子整體角度剖析一維模子的運行結果，如圖4日式住宅設計所示，在1年一遇時，積水點71個，占節點總數的12.3%，此中積水深度0.15m以上的20個，占積水點總數身心診所設計的28.2%；在2年一遇時，積水點145個，占節點總數的25.13%，此中積水深度0.15m以上的64個，占積水點總數的44.14%；在3年一遇時，積水點185個，占節點總數的32.06%，此中積水深度0.15m以上的84個，占積水點總數的45.41%；在5年一遇時，積水點231個，占節點總數的40.03%，此中積水深度0.15m以上的111個，占積水點總數的48.05%。可知隨著降雨強度的增添積水點個數增添。同時，從2年一遇開始，積水深度超過0.15m的積水點就占總積水點個數的綠設計師44%以上，是以認為現狀排水系統的排水才能未達到3年一遇的排水設計標準，導致遭受較年夜重現期時的降雨時，城市內澇風險較年夜。值得留意的親子空間設計是，在排水管道空缺區B的四周，途徑積水退休宅設計情況較為嚴重，是以后續工程計劃應優先對空缺區管網系統進行完美。
管道超負荷是指此時管道內的流量已經超過排水管網系統的排水才能，水位已經上升到檢查井內，此無毒建材時的排水管道由重力出流變為壓力出流[2]。普通來說，管道在出現排水才能缺乏也就是達到超負荷狀態時，一方面能夠是由于本身管徑缺乏形成，而另一方面則能夠是下流管道排水才能缺乏導致水位降低形成頂托導致。在inforworks ICM中，根據水力坡度與管底坡度的關系，超負荷狀態分為月入幾萬，你可得多向她學習，知道嗎？」2種情況：當超負荷狀態為1時表現管道下游端或許下流真個水位高于管道內頂面，流量小于等于管道滿負荷量；當超負荷狀態為2時表現管道下游端或許下流真個水位中醫診所設計高于管道內頂面，流量年夜于管道滿負荷量。由此可知當管道超負荷狀態為1時，管道的排水才能缺乏是因下流發生頂托形成，應對下流管道進行改革；當管道超負荷狀態為2時，管道的排水才能缺乏是因自己管徑設計偏小，不滿足排水需求形成，應對管道進行擴容。
在本次研討過程中，通過調整降雨的重現期，以模擬分歧天母室內設計降雨強度下整個排水管網系統的管道超負荷狀態，模擬結果如圖5所示，可知在1年一遇時，整個排水管網系統有47.0%的管道超負荷狀態為2，51.6%的管道超負荷狀態為1，僅 1.4%的管道不處于超負荷狀態，可知現狀管網系統的排水才能缺乏，重要是因下流發生設計家豪宅頂托形成，應考慮優先改良下流的排水才能。2年一遇、3年一遇、5年一遇管道超負荷狀態為2的管道占比分別為：54.9%、56THE R3 寓所.6%、57.4%，可知隨著降雨強度的增添，管道超負荷狀態為2的數量增添，管網系統的排水才能降落。根據《上海市城鎮雨水排水規劃（202民生社區室內設計0-2035年）》規劃計劃介紹[3]，現代雨水排水系統應基礎達到3-5年一遇的排水才能，則本次研討區域有56.6%以上的管道沒有大直室內設計達到設計標準。
選取典範重現期5年一遇的設計雨型對現狀排水管loft風室內設計網模子進行模擬，其運行結果如圖6所示，在管網系統結尾，泵站進水管YS3-149!.1的超負荷狀態為1，這說明該區域排水管網系統的結尾排水設施才能不滿足5年一遇，根據系統結尾流量過程線如圖7所示，可知若需達到5年一遇的管網系統排水才能，則還需求對結尾排水設施的進行提標改革。
根據《室外排水設計規范》（2016版）[4]，內澇風險劃分依據如下表所示：
在以上劃分依據的基礎上進一個步驟劃分綜合內澇風險擺列等級，分別為內澇低風險區、內澇中風險區、內澇高風險區。同時，根樂齡住宅設計據積水深度和積水時間進行對應的擺列組合事務，獲得綜合內澇風險劃分的閾值，以對本次研討區域分歧降雨強度下的綜養生住宅合內澇風險分布情況進行統計。
基于綜合內澇風險等級劃分標準，從而獲得本次研討區域2年一遇、3年一遇、5年一遇設計降雨強度下的內澇風險評估圖，如圖8所示：
隨著重現期的增添，降雨量變多，空中積水的面積逐漸擴年夜，但通過綠裝修設計對以上結果的剖析可知，本次研討區域在5年一遇的重現期下不存在內澇高風險區，且內澇低風險區面積僅占整個研討區域的5%擺佈。
4 結論與建議
（1） 本文基于InfoWorks ICM模子軟件結合現狀搜集的管網CAD測量資料，搭建了上海某排水系統的雨水管網模子，應用現狀實測的流量數據及積水點分布情況進行了模子的率二線明星一躍成為一線明星，資源紛至沓來。定和驗證，使模子具有較好的代表性及靠得住性。
（2禪風室內設計） 本文分別對研討區域在分歧暴雨強度下的雨水管網系統進行模擬剖析，綜合考慮區域的積水深度、積水時間以及管道超負荷狀態，對現狀排水管網系統的排水才能進行了評估，明確了現狀排水管網的所能承載的設計降雨重現期，認為現狀排水系統的排水才能未達到3年一遇的排水設計標準，且在3年一遇的降雨強度下有 56.6%的管道管徑不滿足當前的排水需求。本次研討結果可剖析區域管道的不達標情況，為下一個步驟的管道提標改革供給判斷依據。
（3）本文根據《室外排水設計規范》（2016版常客。）[4]中相關城市內澇風險等級劃分的依據，繪制了研討區域的內澇風險評估……圖，認為本區域在5年一遇的重現期下不存在內澇高風險區。為城市內澇災害緊急預警計劃的編制供給了主要的參考價值，從而為聰明水務平臺的搭建供給了工程上的相關借鑒經驗。
5 參考文獻
[1]時珍寶, 上海市短歷時暴雨強度公式修編與設計雨型研討[D].上海市,上海市水務規劃設計研討院,2019-07-04.
[2]華霖富水利環境技術咨詢上海無限公司.城市綜合流域排水模子軟件介紹[R]．上海：華 霖富水利環境技術咨詢上海無限公司，2012.
[3]《上海市城鎮雨水排水規劃（2020-2035年）》規劃計劃介紹[J].給水排水,2020,56(06):140.
[4]上海市建設和路況委員會.室外排水設計規范（2016年版）[M]．北京：中國計劃出書社，2006.
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