基于swmm的清华校园雨洪管理研究

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1、基于SWMM的清华校园雨洪管理研究(申请清华大学工学硕士学位论文)培养单位：水利水电工程系学科：水利工程研究生：盛浩指导教师:胡宏昌助理研究员二○一七年五月ResearchonStormwaterManagementofTsinghuaUniversityBasedonSWMMThesisSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofMasterofScienceinHydraulicEngineeringbyShengHaoThesisSupervisor:Resea

2、rchAssociate:HuHongchangMay,2017摘要摘要二十一世纪以来，我国城市化进程逐渐加快，在带动经济持续增长、促进社会全面进步的同时，也带来了严重的洪涝灾害。城市化使得城市地区不透水面积增加，最终导致径流系数增大，洪峰流量大，行洪时间短，洪水过程线峰高坡陡。本文通过SWMM模型在清华校园的应用，分析不同强度的降雨对清华校园内涝的影响，探索现代雨洪理念下城市内涝问题的合理解决方案。SWMM模型是一款能够满足城市雨洪管理和环境治理双方面要求的数学物理分布式城市雨洪模型。根据清华校园的地形和排水管网等数据建立校园SWMM模型，通过实测的积水深度数据、主要积水点的调

3、研数据等对模型的模拟结果进行准确度验证。根据模型的模拟结果，分析不同降雨条件下清华校园内河道、道路、管道的出流过程和积水状况。校园出流量随着降雨量的增大而增大，但增幅有所减小，说明有更多的降雨被滞留在校园中，最终导致了内涝的发生。在校园所有积水点中，最大的10个积水点的累计积水量之和占积水总量的44.0%，说明校园内涝问题可以通过对主要积水点的治理得到明显改善。本文结合主要积水点处的下垫面条件和上下游环境，分析积水的具体成因，充分利用道路和管道的泄流能力和可渗透地面的下渗能力，给出合理的改造建议。建立模型模拟改造后的积水状况，发现各积水点的累计积水量明显减小，有些位置甚至不再发生

4、积水，说明改造建议对减轻校园内涝效果明显。自2012年以来，我国将生态文明发展作为国家战略，提出了海绵城市理念并编制了《海绵城市建设技术指南》，通过源头段、传输段、排放段联合治理，降低城市地区产流量。降雨条件下流域的产汇流过程是动态的，因此调蓄设施的调蓄能力也应该是动态的，不仅要考虑总量控制，还要兼顾过程控制。但在当前实际工程操作中，过度强调了源头段治理，使得源头段改造效果欠佳，当前的源头治理措施在小降雨事件下可能会对河道生态产生负面影响，在强降雨条件下削减洪峰的效果不足。针对源头治理措施，本文提出了兼顾过程控制的改造方法，建立模型模拟对比了改造前后的调蓄效果。模拟结果显示，改造

5、后的源头治理措施既消除了对河道生态的负面影响，又提高了对洪峰的削减能力。关键词：雨洪管理；海绵城市；清华园；SWMMIAbstractAbstractSincethe21stcentury,China'surbanizationprocesshasgraduallyaccelerated.Urbanizationdrivedsustainedeconomicgrowth,promotedsocialprogress,butalsobroughtseriousflooding.Urbanizationmakesurbanimpermeableareaincreased,eventu

6、allyleadstoanincreaseinrunoffcoefficient,anincreaseofthepeakflowandanadvancetimeoffloodpeak.ThroughtheapplicationofSWMMmodelinTsinghuaUniversity,thispaperanalyzedtheimpactofrainfallontheTsinghuaUniversitywaterlogging,andthenexploredthereasonablesolutionofurbanwaterloggingproblemunderthebackgr

7、oundofmodernstormwatermanagementconcept.TheSWMMmodelisamathematicalphysicsdistributedmodel,whichcanmeettherequirementsofurbanstormwatermanagementandenvironmentalmanagement.Accordingtothedataofterrain,drainagenetworkandsoon,webuilttheSWMMmodel