分流制排水系统中水力模型对运行方案的优化

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1、2016年02月第O2期城市道桥与防洪防洪排水119DOI：10．16799~．cnki．csdqy~．2016．02．032分流制排水系统中水力模型对运行方案的优化高磊，朱弋，潘炜，黄坚萍，王辉，张留堞(上海市城市排水有限公司排水设计研究分公司，上海市20~90)摘要：为更好发挥排水设施的防汛减灾效益，运用排水系统水力模型科学评估了上海中心城区分流制系统长桥区域排水系统的防汛安全现状调控方案。通过分析1a一遇、2a一遇和3a一遇设计降雨时该地区积水点的积水面积、积水深度、退水时间，结合降雨过程强度、泵站运行等相关要素，提出该地区排水系统优化方案，并模拟分析优化调控后的防汛效果。关键

2、词：水力模型；排水系统；积水模拟；优化中图分类号：TU992．03文献标志码：A文章编号：1009—7716(2016)02—0119—04陇、长桥、植物园和罗秀，均为分流制排水系统。研0引言究区域内共包含3座泵站，即梅陇、长桥和罗秀，3现代化城市由于开发程度高、建筑密度大、以座泵站设计降雨重现期均为P=I。及地下空间的大幅开发，对城市排水系统的抗风1．1模型建立险能力提出了新的要求l1l。随着计算机技术的蓬勃(1)管网模型：根据所掌握的最新排水数据管发展，以及同时期排水模式由强排式向生态式的理系统、GIS数据库资料和排水设施竣工资料，对转变，城市排水对暴雨雨水的管理变得越来越细示范

3、区管道、检查井、泵站等排水设施要素进行了致，对径流过程的模拟和预测也提出了更精确的收集、梳理及分析。应用In．WorksCS软件建立管要求。网模型，梳理并校核了长桥地区2600余根雨水管自20世纪60年代起，水力模型以其低廉的运道、3座泵站、16台水泵，并在此数据基础上进行行成本和庞大的计算能力承担起降雨事件的分建模。研究人员校验并检查了GIS数据中未连接析、模拟、预测工作。时至今日，水力模型的应用早的孤立管网，管道上下游连接关系、管道纵断面数已成为城市防汛指挥科学可靠、行之有效的方法据异常、管道相关属性异常等，对存疑的数据进行之一，在排水管道设计优化、已建排水设施评估、了现场勘测、

4、修正完善等复核工作，见图1。排水系统运行优化等方面，水力模型都起到了不可替代的作用。上海在排水系统水力模型研究方面已有多年的研究基础。本文将介绍利用In．WorksCS软件对上海市中心的分流制系统长桥地区进行的动态水力模型模拟，在此基础上提出一项非工程排水系统调控优化方案，并评估了其在减少积水面积、积水深度和退水时间等方面的优化效果。图1研究区域管线圈1概述与建模(2)集水区划分：根据研究范围内各地块地形本次水力模型模拟研究区域东至黄浦江、西信息分析，对各个区域的功能和红线范围进行集沿虹梅路，南到淀浦河，北抵张家塘港，面积约为水区划分，并且根据市政雨水管道的接人点位置、780hm。研

5、究区域包含4个排水系统，分别为梅管径等信息将各集水区与市政雨水管道连接。为了进行地面径流模拟，对管网进水流量过程线进收稿日期：2015—10—28基金项目：上海市城市建设投资总公司科研项目(2012)《上海市行模拟计算，研究人员依据不同集水区内屋顶、道重点区域排水防汛实时预警系统研究》路、绿化等下垫面的分布比例，对各集水区内的径作者简介：高磊(1983一)，女，上海人，工程师，从事环境科学、城市排水方面研究工作。流表面和径流表面参数进行设定。120防洪排水城市道桥与防洪2016年02月第O2期(3)水力数学模型：根据研究区域排水系统的值与实测值问偏差满足允许误差要求。确定参数用地性质

6、和特点，对InfoWorksCS软件提供的产后，再对历史降雨数据进行验证，以保证模型的应汇流数学模型进行比较，最终确定对不同研究区用精度和实用价值。域选用了一致的水力数学模型：不透水表面的产(1)模型率定验证资料：确定模型参数后，以流模型采用固定径流系数模型(FixedPRMode1)；SCADA数据作为模型的率定验证数据基础，以5min透水表面的产流模型采用霍顿渗透模型(Horton为数据频率，选取集水池水位、降雨强度、开泵情InfiltrationMode1)；汇流模型采用SWMM模型(非况等数据，辅以地区的积水历史信息和现场采访线性水库法)，管道计算模型采用圣·维南方程组。信息

7、，进行模型的率定与验证。(4)管道储量调蓄：由于管网模型未完全涵盖(2)率定验证成果：率定验证以梅陇、长桥、罗雨水箅、连接支管和社区内部雨水管道，若不考虑秀三座防汛泵站的总体排放量作为率定水量的指这部分管道及井深具有的储水容量调蓄，则会高标。以降雨日实际降雨过程、基础旱流作为输人条估管道超载，洪灾的发生频率，不能真正反映排水件。通过调整模型参数，使模型反映系统实际特系统的储量。研究采用InfoWorksCS的WaPUG性。率定结果系统水量总体误差在一9．9