張萬輝，安關(guān)峰，李 波

(1.廣州市市政集團(tuán)有限公司，廣州 510060；2.清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院，北京 100084)

城鎮(zhèn)化是人類社會(huì)發(fā)展的重要過程，主要表現(xiàn)在城區(qū)人口迅速集中，工業(yè)化規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市面積急劇膨脹，使城區(qū)及其附近區(qū)域的自然、文化和生態(tài)系統(tǒng)都發(fā)生了顯著的改變，這其中也包括對(duì)水文過程所產(chǎn)生的影響。城鎮(zhèn)化發(fā)展改變了城鎮(zhèn)局部的自然地貌，使原先相當(dāng)部分的自然流域被不透水表面所覆蓋，造成雨水匯流速度加大，從而導(dǎo)致一系列相異于天然流域的城鎮(zhèn)水文問題[1-3]。加之近年來暴雨頻發(fā)，暴雨內(nèi)澇對(duì)城鎮(zhèn)的基礎(chǔ)設(shè)施造成巨大的破壞，對(duì)城鎮(zhèn)居民的生命安全和財(cái)產(chǎn)構(gòu)成巨大的威脅。

面對(duì)日益嚴(yán)重的城鎮(zhèn)內(nèi)澇問題，世界各國積極開展對(duì)城市內(nèi)澇的實(shí)踐及研究。利用數(shù)學(xué)模型模擬城鎮(zhèn)雨水的產(chǎn)生和輸移規(guī)律，進(jìn)而有針對(duì)性采取必要的工程措施是進(jìn)行城鎮(zhèn)內(nèi)澇防治的有效手段。自20世紀(jì)80年代，國外已進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模型的研究和開發(fā)。并建立了大量的統(tǒng)計(jì)模型、機(jī)理模型和規(guī)劃模型[4]，其中應(yīng)用較為廣泛的是SWMM模型，其是一款動(dòng)態(tài)的降雨-徑流模型，可以進(jìn)行城鎮(zhèn)地區(qū)某一場(chǎng)次或長期的水量和水質(zhì)的模擬。該模型自開發(fā)以來，已廣泛應(yīng)用于排水系統(tǒng)的規(guī)劃、評(píng)估和管理養(yǎng)護(hù)[5,6]，曾在我國北京、上海、天津、昆明、深圳、東莞等城市都有成功的應(yīng)用[7-12]，為我國城鎮(zhèn)解決其面臨的嚴(yán)峻內(nèi)澇問題提供了新的技術(shù)方法。但是，目前針對(duì)村鎮(zhèn)內(nèi)澇的研究和工程實(shí)踐較少，村鎮(zhèn)的內(nèi)澇治理仍是采用內(nèi)澇點(diǎn)疏通的原始方法或新建管線這種傳統(tǒng)的做法，但是受村鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)水平和建設(shè)場(chǎng)地的限制，這些內(nèi)澇治理措施最終都未達(dá)到理想的效果。

本文選取廣州市正積極開展美麗鄉(xiāng)村建設(shè)的移民新村作為研究對(duì)象，采用SWMM模型以實(shí)際降雨和不同強(qiáng)度的設(shè)計(jì)暴雨對(duì)本區(qū)域內(nèi)澇進(jìn)行模擬，探尋內(nèi)澇產(chǎn)生的原因和主控因素，在此基礎(chǔ)上提出有效的內(nèi)澇控制對(duì)策，以期為我國華南地區(qū)城鎮(zhèn)內(nèi)澇控制提供新的思路。

1 模型的構(gòu)建及方法

1.1 建模區(qū)概況

選取廣州市一移民村進(jìn)行模擬分析，總面積1.86 hm2，地勢(shì)西高東低，地面情況相對(duì)較為簡(jiǎn)單，主要有房屋、道路和空地，如圖1所示。其中不透水面積1.77 hm2，占總面積的95%，透水部分占總面積的5%。區(qū)內(nèi)排水系統(tǒng)主要沿道路設(shè)置，沿村內(nèi)主干道下鋪有一DN300的干管，接入村東側(cè)雨水口排入河流；村北側(cè)東西向路下鋪有一條DN300干管，至南北主干道雨水口排入河流；村內(nèi)采用0.1 m×0.1 m混凝土排水明渠或DN300的混凝土雨水管經(jīng)東西走向街道接入南北主干道的雨水口，然后排入河流。

圖1 研究區(qū)域位置及土地利用圖Fig.1 Location and land using map of study area

1.2 子匯區(qū)劃分及排水管網(wǎng)概化

子匯水區(qū)的劃分方法為：將導(dǎo)入到GIS的CAD圖換算成矢量數(shù)據(jù)，添加相關(guān)屬性后，利用3D分析生成TIN表面，然后再轉(zhuǎn)換成DEM數(shù)據(jù)；采用流向分析工具從DEM圖層獲取流向分析結(jié)果；然后利用水文分析中的Basins工具提取自然匯水區(qū)，并借助Thiessen多邊形工具對(duì)獲得的自然匯水區(qū)進(jìn)行二次劃分，使每一個(gè)出水口對(duì)應(yīng)一個(gè)匯水區(qū)；最后通過GIS分析提取相關(guān)數(shù)據(jù)，并經(jīng)修正后輸入到SWMM模型中。

通過上述方法將研究區(qū)域劃分為12個(gè)子匯水區(qū)(面積變化范圍0.1～0.94 hm2)，各子匯水區(qū)的地表徑流直接排入到最近的排水設(shè)施檢查井節(jié)點(diǎn)，每個(gè)子匯水區(qū)對(duì)應(yīng)一種土地利用類型。根據(jù)上述GIS的劃分結(jié)果以及該流域排水管網(wǎng)資料，遵循管徑、管材、坡度基本保持不變的原則，將研究區(qū)域內(nèi)管網(wǎng)概化為24條管道(渠)、28個(gè)節(jié)點(diǎn)和4個(gè)出水口(河流入口)，建模區(qū)概化結(jié)果見圖2。

圖2 建模區(qū)概化結(jié)果Fig.2 Generalized map of study area

每個(gè)排水小區(qū)分為透水區(qū)域和不透水區(qū)域，根據(jù)實(shí)地勘察和以往研究，其地表徑流的曼寧系數(shù)分別定為0.012和0.24[13]，填洼量分別定為5 mm和2 mm；選擇Horton法計(jì)算入滲，土質(zhì)為壤土，取最大入滲率f0=103.81 mm/h，最小入滲率f∞=11.44 mm/h，衰減系數(shù)a=8.45h-1。模擬過程采用動(dòng)力波法進(jìn)行流量計(jì)算。

1.3 地表徑流模型的確定

SWMM模型中，地表徑流采用Green-Ampt、SCS和Horton 3種模式，其中Green-Ampt模式對(duì)土壤的要求較高，SCS模式適用于大流域，Horton模式所需資料較少[14]，因此本研究采用Horton模式。

1.4 模型初始基準(zhǔn)參數(shù)的確定

SWMM模型中所需參數(shù)包括水文模型參數(shù)和水力模型參數(shù)。水文模型參數(shù)直接測(cè)量或根據(jù)實(shí)測(cè)資料推求；水力模型參數(shù)主要為排水管網(wǎng)特性數(shù)據(jù)，通過查詢本移民新村排水管網(wǎng)資料獲取。

按照上述原則確定參數(shù)的取值，模型模擬計(jì)算采用Dynamic Wave，計(jì)算時(shí)間步長為30 s。SWMM模型中的主要參數(shù)見表1。

表1 SWMM模型基準(zhǔn)參數(shù)值Tab.1 Parameter values of the SWMM model

2 設(shè)計(jì)暴雨

廣州地區(qū)市政雨水管渠的設(shè)計(jì)中，通常采用降雨強(qiáng)度最大降雨量作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，這種降雨的特點(diǎn)為降雨強(qiáng)度大，歷時(shí)短，降雨面積小[15]，該方法設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，目前在設(shè)計(jì)單位普遍采用。但是，根據(jù)暴雨強(qiáng)度公式計(jì)算出的降雨強(qiáng)度隨著降雨時(shí)間的增加而逐漸減小，即降雨強(qiáng)度的最大值發(fā)生在降雨初始時(shí)刻，而根據(jù)降雨實(shí)測(cè)資料的統(tǒng)計(jì)，降雨強(qiáng)度的峰值一般發(fā)生了降雨歷時(shí)的0.3～0.5倍時(shí)刻[16]，則利用暴雨強(qiáng)度公式計(jì)算出的降雨強(qiáng)度隨時(shí)間的變化過程與實(shí)際降雨不相符合。因此，為使設(shè)計(jì)降雨量最大限度地與時(shí)間降水相一致，需要利用合適的雨型對(duì)暴雨公式進(jìn)行時(shí)程分配。

芝加哥雨型模擬結(jié)果與降雨實(shí)際較為接近，能滿足精度要求，且參數(shù)較少，因此本文基于廣州暴雨強(qiáng)度公式和雨峰系數(shù)的非恒定降雨情景合成方法，采用芝加哥降雨過程線模型合成本地區(qū)降雨情景。采用的廣州市暴雨強(qiáng)度公式和芝加哥降雨強(qiáng)度公式如下。

降雨強(qiáng)度公式：

(1)

芝加哥降雨強(qiáng)度過程公式：

(2)

(3)

式中：i為降雨強(qiáng)度；H為降雨量；T為降雨總歷時(shí)；r為雨峰系數(shù)；b、c為常數(shù)；t為降雨時(shí)間。

為模擬本地區(qū)在不同降雨情景下的內(nèi)澇狀態(tài)，根據(jù)公式(1)～(3)設(shè)計(jì)典型的暴雨重現(xiàn)期分別為1、3、5、10和50 a，歷時(shí)2 h的5種不同的典型降雨過程線見圖3。

圖3 不同暴雨重現(xiàn)期降雨強(qiáng)度分布Fig.3 The rain distribution under different rainfall intensity

按照我國氣象局規(guī)定：24 h內(nèi)降雨量稱之為日降雨量，日降雨量≤10 mm為小雨，10～24.9 mm為中雨，25～49.9 mm為大雨，50～99.9 mm為暴雨，100～250 mm為大暴雨，超過250 mm為特大暴雨[17]。本設(shè)計(jì)暴雨中重現(xiàn)期為1、3和5 a屬于暴雨，重現(xiàn)期為10、20和50 a屬于大暴雨。

3 模擬結(jié)果

3.1 實(shí)際降雨情景模擬

3.1.1污水入流

研究對(duì)象為雨污合流制管道，其流量包括污水入流量和雨水入流量?jī)刹糠?。根?jù)《廣州市城市污水治理總體規(guī)劃修編》，該移民村范圍內(nèi)人均綜合生活用水量取350 L/(人·d)，根據(jù)當(dāng)?shù)卮逦瘯?huì)提供資料，該移民村常住人口數(shù)為1 923人，則本范圍內(nèi)的居民總污水量為：(350×1 923)/86 400=7.79 L/s。生活污水量的總變化系數(shù)根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50014-2006中的規(guī)定選用2.3，則本范圍內(nèi)污水總量為7.79 L/s×2.3=17.92 L/s。

選擇S1、S6、S9和S10這4個(gè)典型的子匯水區(qū)進(jìn)行排水管道流量監(jiān)測(cè)，推算該移民村相應(yīng)的污水變化系數(shù)模式曲線。結(jié)果顯示，居民區(qū)的污水排放峰值出現(xiàn)在9∶00和18∶00左右。

3.1.2流量模擬

選用2013年7月廣州市的一場(chǎng)典型暴雨過程作為降雨條件，模擬在本降雨情況下該移民村的內(nèi)澇與實(shí)際狀況的差別。本次平均降雨量為65 mm，降雨歷時(shí)120 min(12∶00-13∶50)，瞬時(shí)最大降雨強(qiáng)度為120 mm/h。選取S1(典型居民區(qū))子匯水區(qū)的流量進(jìn)行模擬，并與實(shí)際監(jiān)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比，如圖4所示。采用Nash-Sutcliffe效率系數(shù)對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，本次降雨S1的Nash-Sutcliffe效率系數(shù)為0.75，表明SWMM模型能夠較為準(zhǔn)確地模擬本地雨水徑流情況。

從圖4可以看出，本次降雨過程在雨核出現(xiàn)在12∶40，這部分降雨將是地表徑流的主要來源，出口的模擬流量峰值和監(jiān)測(cè)流量峰值均滯后于降雨峰值的出現(xiàn)時(shí)間。S1子匯水區(qū)流量的模擬峰值出現(xiàn)在12∶50，這主要由于地表下滲、屋頂蓄積和地表徑流滯后了洪峰落后于雨峰出現(xiàn)的時(shí)間。出水口監(jiān)測(cè)流量峰值出現(xiàn)在13∶00，滯后于模擬流量峰值，這主要是由于兩出水口為合流制管渠，在12∶00-13∶50時(shí)刻為午飯和午休時(shí)間，兩子匯水區(qū)出水口同時(shí)接納移民村生活污水和雨水，管渠中污水的匯入對(duì)雨水峰值的出現(xiàn)起滯緩左右；另，移民村內(nèi)的合流制管渠有5 a左右的建設(shè)和運(yùn)行歷史，現(xiàn)管渠內(nèi)出現(xiàn)了不同程度的淤積、阻塞和銹蝕等現(xiàn)象，致使監(jiān)測(cè)流量峰值的時(shí)間有所滯后。

圖4 實(shí)際降雨下S1出水口流量監(jiān)測(cè)與模擬結(jié)果對(duì)比Fig.4 Results of flow monitoring and simulation of outlet S1

由于該移民村地表硬化率較高，大部分在95%，只有S3、S6和S12在80%左右，兩區(qū)域雨水滲透量為20%和31%外，其余各子區(qū)域雨水的滲透量均小于4%，見表2。高的地表硬化率導(dǎo)致雨水主要通過地表徑流進(jìn)行排放，形成較大的入水口徑流量，這對(duì)排入管道也造成巨大壓力，進(jìn)而導(dǎo)致內(nèi)澇發(fā)生。

表2 不同暴雨重現(xiàn)期內(nèi)澇模擬結(jié)果對(duì)比Tab.2 Simulating results of study area under different rainfall intensity

3.1.3內(nèi)澇情況及易澇節(jié)點(diǎn)識(shí)別

在SWMM模型中節(jié)點(diǎn)發(fā)生積水之后，積水先在蓄積在節(jié)點(diǎn)范圍之內(nèi)，節(jié)點(diǎn)的模擬水位就會(huì)上升，甚至到最大深度，下游管線排水緩解后，積水再排出。反映在實(shí)際的情況中，如節(jié)點(diǎn)積水出現(xiàn)較長時(shí)間而不能及時(shí)排出，積水就會(huì)溢流處節(jié)點(diǎn)，造成附近道路或低洼地水浸，從而形成城鎮(zhèn)內(nèi)澇。表3和表4分別列出了本次降雨下模擬節(jié)點(diǎn)和管渠的水力狀況。

表3 模擬情形下部分節(jié)點(diǎn)的水力狀況Tab.3 Hydraulic cases of nodes under simulation

表4 模擬情形下部分管渠的水力狀況Tab.4 Hydraulic cases of sections under simulation

通過模擬發(fā)現(xiàn)，在2013年7月的本次降雨過程中，有11個(gè)檢查井節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)不同程度的積水，占檢查井總數(shù)的45.8%；其中6個(gè)檢查井節(jié)點(diǎn)的積水時(shí)間在30 min以上，3個(gè)檢查井(J18、J19和J21)積水超過60 min，分別占降雨歷時(shí)的56%、58%和66%，因此這6個(gè)節(jié)點(diǎn)為移民村的易澇區(qū)，J8、J19和J21為澇水重點(diǎn)控制區(qū)。根據(jù)實(shí)地觀測(cè)，在本次降雨過程中這6個(gè)節(jié)點(diǎn)處均出現(xiàn)了不同程度的積水時(shí)間，尤其是3個(gè)重點(diǎn)控制區(qū)出現(xiàn)了相對(duì)較長時(shí)間的積水。

本次降雨過程中，有6條管道存在滿流情況，占總管渠數(shù)的25%。管道出現(xiàn)滿管的時(shí)間較短，管段滿流時(shí)間超過60 min的只有C16和C19。發(fā)生滿流的管道其上游節(jié)點(diǎn)都發(fā)生不同程度的積水，以致發(fā)生內(nèi)澇，且管道長時(shí)間處于高負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行容易發(fā)生破損。通過分析發(fā)現(xiàn)，子匯水區(qū)硬化率過高、管徑較小是移民村內(nèi)管道長時(shí)間滿管的主要原因。

3.2 不同暴雨重現(xiàn)期下內(nèi)澇模擬分析

隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加速，一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的城鎮(zhèn)原有的農(nóng)田、溝渠逐漸被建筑物取代。在這一過程中城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)的建設(shè)滯后，大部分排水管道的設(shè)計(jì)排水能力偏低。以廣州市中心城區(qū)為例，1年一遇標(biāo)準(zhǔn)的排水管網(wǎng)占總量的83%，達(dá)到2年一遇標(biāo)準(zhǔn)的僅有9%，部分地區(qū)排水管網(wǎng)的重現(xiàn)期僅為0.5 a[18]。為提高我國城鎮(zhèn)抗內(nèi)澇的風(fēng)險(xiǎn)，國家標(biāo)準(zhǔn)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50014-2011明確提出城鎮(zhèn)排水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期應(yīng)采用1～3 a，重要干道、重要地區(qū)或短期積水即能引起較嚴(yán)重后果的地區(qū)應(yīng)采用3～5 a。但是，隨著全球氣候的惡化，出現(xiàn)5年一遇、10年一遇甚至是50年一遇暴雨的概率逐年上升，廣州地區(qū)在一年內(nèi)甚至?xí)啻卧馐苓@些大暴雨的襲擊。因此，本研究以1、3、5、10和50 a設(shè)計(jì)暴雨來模擬本移民村遭受內(nèi)澇的情形，以探尋不同暴雨重現(xiàn)期雨量下內(nèi)澇點(diǎn)數(shù)量、積水程度和管網(wǎng)負(fù)荷。

表5 不同暴雨重現(xiàn)期內(nèi)澇模擬結(jié)果對(duì)比Tab.5 Simulating results under different rainfall intensity

由表5可以看出，入滲雨量占總雨量的比率較小在3.3%～5.8%，這主要是因?yàn)橐泼翊逯械乇碛不瘦^高，各子匯水區(qū)的地表硬化率為50%～95%，以致雨水通過地表下滲量較少。在不同暴雨重現(xiàn)期下，雨水的入滲量介于4.3～4.6 mm之間，雨水的地表蓄積量介于2.8～4.1 mm之間，相差不大。暴雨量的增大雖然可以使匯水區(qū)停留時(shí)間較長，但由于地表入滲率、滲透系數(shù)和地表蓄水狀況一定的情況下，入滲量和蓄積量對(duì)降雨強(qiáng)度的敏感性較小，雨水的入滲量和地表蓄積量相對(duì)較為穩(wěn)定。因此，通過改變地表硬化率和地表?xiàng)l件可以起到消減地表徑流量和洪峰的目的。

在暴雨重現(xiàn)期為1 a的情況下，移民村積水點(diǎn)為10個(gè)，滿流管道6條；3 a和5 a暴雨重現(xiàn)期下，積水點(diǎn)14個(gè)，滿流管道7條；10 a重現(xiàn)期下，積水點(diǎn)15個(gè)，滿流管道8條；50 a暴雨重現(xiàn)期下，積水點(diǎn)17個(gè)，滿流管道8條。該移民村，由于管道規(guī)劃不合理、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低及地表因素等，管道系統(tǒng)功能不能充分發(fā)揮，內(nèi)澇情況比較嚴(yán)重?？梢钥闯觯S著暴雨量的增加，移民村的積水點(diǎn)和滿流管道不斷增加，1 a暴雨重現(xiàn)期到3 a和5 a暴雨重現(xiàn)期積水節(jié)點(diǎn)數(shù)發(fā)生突越，而從5 a重現(xiàn)期到10 a重現(xiàn)期，從10 a重現(xiàn)期到50 a雖然暴雨量有急劇增加，并未引起積水節(jié)點(diǎn)數(shù)和滿流管道數(shù)發(fā)生突越。因此，未來該村排水管道改造綜合考慮成本，采用3～5 a重現(xiàn)期較為合理。

3.3 基于模型的內(nèi)澇控制對(duì)策

經(jīng)不同暴雨重現(xiàn)期模擬和實(shí)際暴雨考察，移民村內(nèi)澇點(diǎn)多發(fā)生在了子匯水區(qū)入口節(jié)點(diǎn)和管線下游節(jié)點(diǎn)處。這主要是由于地表入水口數(shù)量不足，或是由于排水管道能力不足，以致積水不能及時(shí)排出，形成內(nèi)澇。

因該移民村建筑相對(duì)較為密集，且建筑物基礎(chǔ)較淺，不適合大規(guī)模進(jìn)行管道開挖更換。另，移民村大部分地表都已硬化，采用增加地表滲透和蓄積的措施不現(xiàn)實(shí)。因此，該移民村的內(nèi)澇整治方案的制訂與優(yōu)化時(shí)，在暴雨重現(xiàn)期3 a的條件下，采用SWMM模型，進(jìn)行管徑的設(shè)定和優(yōu)化。選擇出現(xiàn)積水點(diǎn)(J9-O3)最多的一條管線作為研究對(duì)象，模擬擴(kuò)大下游管徑進(jìn)行移民村內(nèi)澇防治。優(yōu)化方案為：將J9-O3管線中下游C15和C22管徑擴(kuò)大到600 mm，將中間管段C2、C3、C15和C14管徑擴(kuò)大到500 mm，管段C4管徑保持不變。由圖5可以看出，該管線優(yōu)化前有多條管段出現(xiàn)滿載，積水點(diǎn)有6個(gè)，經(jīng)優(yōu)化后該管線所有管段未出現(xiàn)滿載情況，積水點(diǎn)也全部消失。并且發(fā)現(xiàn)，在5 a暴雨重現(xiàn)期下也未出現(xiàn)積水點(diǎn)，如圖6所示；雖然在10 a暴雨重現(xiàn)期下，該管線上節(jié)點(diǎn)J18出現(xiàn)積水現(xiàn)象，但其積水時(shí)間小于5 min；在50 a年重現(xiàn)期下，節(jié)點(diǎn)J5、J12、J17和J18出現(xiàn)積水，但最長積水時(shí)間小于10 min，并且該暴雨量下該管網(wǎng)并未出現(xiàn)滿載情況，這主要由于在大暴雨情況下，管道進(jìn)水口數(shù)量不足是導(dǎo)致積水的重要原因。因此，該優(yōu)化方案不但可以用于防治3 a一遇的暴雨重現(xiàn)期，也可以抵制5～50年一遇暴雨的侵襲。

4 結(jié) 語

本文以廣州市暴雨強(qiáng)度公式為基礎(chǔ)，采用芝加哥雨型將1～50 a重現(xiàn)期暴雨進(jìn)行過程分布，建立了廣州市不同暴雨等級(jí)下的設(shè)計(jì)暴雨過程線，較為準(zhǔn)確地反映了該地區(qū)的降雨過程。采用SWMM模型對(duì)研究的移民村管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行概化，模擬在實(shí)際降雨過程和設(shè)計(jì)暴雨下本區(qū)域的內(nèi)澇概況。通過特征入水口的流量監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)模擬徑流量與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能較好地吻合，其Nash-Sutcliffe效率系數(shù)為0.75，表明SWMM模型可準(zhǔn)確地運(yùn)用到本移民村的內(nèi)澇模擬。通過節(jié)點(diǎn)積水和管道承載力的模擬發(fā)現(xiàn)J8、J19和J21為澇水重點(diǎn)控制區(qū)，該區(qū)域硬化率較高，下游管道管徑較小是主要的內(nèi)澇成因。通過比較3～50 a重現(xiàn)期暴雨下節(jié)點(diǎn)積水和管道滿載的情況，發(fā)現(xiàn)3～5 a重現(xiàn)期暴雨下積水節(jié)點(diǎn)數(shù)14個(gè)、管道滿載數(shù)8條，是本地區(qū)需要重點(diǎn)應(yīng)對(duì)的暴雨量。通過內(nèi)澇原因的分析，結(jié)合本地區(qū)地理和經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀，采用3 a重現(xiàn)期暴雨量制定了加大下游管段的內(nèi)澇控制方案，通過模擬優(yōu)化，下游管道采用DN600排水管，中間管道采用DN500排水管，該方案可消除所研究管線上的所有積水點(diǎn)。進(jìn)一步模擬發(fā)現(xiàn)，本方案不但能夠控制3 a重現(xiàn)期暴雨的內(nèi)澇，也可以抵御5～50 a重現(xiàn)期暴雨的侵襲。

圖6 不同暴雨重現(xiàn)期下優(yōu)化后的管網(wǎng)在徑流量最大時(shí)刻的充滿度情況Fig.6 The depth ratios of sections before and under the optimization under different rainfall intensity

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