城市雨洪模型构建方法研究及比选

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1、广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）城市雨洪模型构建方法研究及比选许明华二〇一八年五月分类号：学校代号：11845UDC：密级：学号：2111509018广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）城市雨洪模型构建方法研究及比选许明华校内教师姓名、职称：梅胜副教授；周倩倩讲师专业名称或领域名称：土木工程学生所属学院：土木与交通工程学院论文答辩日期：2018年5月24日ADissertationSubmittedtoGuangdongUniversityofTechnologyfortheDegreeofMaster(MasterofEngineeringScience)Rese

2、archandComparisonofUrbanStormModelCandidate:XuMinghuaSupervisor:MeiSheng;ZhouQianqianMay2018FacultyofCivilandTransportationEngineeringGuangdongUniversityofTechnologyGuangzhou,Guangdong,P.R.China,510006摘要摘要近年来，受城市化和气候化的影响，城市内涝频发，严重地制约了城市和社会经济的可持续发展，已成为我国现代化建设面临的重大难题之一。随着计算机技术的兴起，城市雨洪模型应运而

3、生，暴雨洪涝模拟是城市排水设计和防洪减灾的重要技术支撑，可提高决策者对城市洪涝影响的预测、分析和管理能力，直接影响城市排水防涝的科学性和有效性，对预防与整治城市内涝灾害具有重要的实际意义。本文以中山市A区排水系统为研究对象，采用两种雨洪模型（MikeUrban、SWMM）对研究区排水能力进行评估。基于GIS水文分析、栅格计算和叠置分析等工具，提取研究区地下雨水管线、地表洼地的空域结构属性和连接水网特征；采用MikeUrban软件建立研究区一维径流、一维管流及二维水动力模型，同时运用SWMM研究地表排水模型与地下管流模型的水动力耦合方式和机制，构建该区双层耦合排水系统。详

4、尽论述了两种模型基础理论、建模过程以及模型参数选择，对模型优劣势进行对比分析，模型构建完成后，对该区多种降雨重现期下雨水管网淹没情况进行评估，同时为满足中山市城区整体排涝规划要求，在规划要求的降雨重现期下对研究区进行LID改造措施的模拟和评估。主要研究成果如下：（1）基于MikeUrban构建的一维径流、一维管流及二维水动力模型实现了对地表积水的双向流动计算，其模拟精度及稳定度很高，但其信息处理和求解时间较长。（2）基于SWMM构建的双层耦合排水模型既能实现对地表径流和淹没的拓展分析，又能保证较高的运算速度和稳定度，但模拟精度相对不足。（3）在重现期较低的情境下（2A、

5、10A），两种模型平均淹没深度差值率较小（5.37%、8.81%），具有良好的契合度；随着降雨重现期的增加（50A、100A），淹没深度差值率也逐渐增大（13.33%、16.41%）。（4）通过对两种模型的基本操作及适用范围进行对比分析，在计算配置条件充足及模拟精度要求较高情境下，宜采用二维水动力模型；在应急处理、实时评估且精度相对较低情境下，宜采用双层耦合排水模型。（5）在本研究中，对以居住区为主的城区进行内涝灾害改造时，生物滞留池与绿色屋顶组合措施可充分利用居住区的空地，具有很好的雨水处置效果。关键词：城市内涝，MikeUrban，SWMM，雨洪模型I广东工业大学硕

6、士学位论文ABSTRACTInrecentyears,duetotheinfluenceofurbanizationandclimatechange,frequenturbanaffrontshaveseverelyrestrictedthesustainabledevelopmentofcitiesandsocialeconomy,andhavebecomeoneofthemajorchallengesfacingChina’smodernization.Withtheriseofcomputertechnology,urbanrainandfloodmodelsha

7、veemerged.Stormstormfloodsimulationisanimportanttechnicalsupportforurbandrainagedesignandfloodcontrolanddisastermitigation.Itcanimprovetheforecasting,analysis,andmanagementcapabilitiesofdecisionmakersontheimpactofurbanfloodsanddirectlyaffecturbandrainage.Thescientificande