SWMM在城市排水管网系统的应用研究.pdf

科技与质量 Science and technology and quality 159质量管理 【文章摘要】 随着城市化的不断加剧与极端暴 雨频发， 加之我国排水系统标准偏低， 因此城市内涝现象日益频发， 给城市 的发展以及人民的生产生活带来了极 大不便， 故本文以西安市北片未央区 内未央湖公园及附近区域作为研究对 象， 并通过 ArcGIS 基本的空间分析和数 据处理功能以及模型手册获得 SWMM 模型前期基本数据和基本参数， 基于 SWMM 模拟了研究区域内现状排水管 网系统在不同重现期设计暴雨情形下 的内涝情形， 并分析原因， 提出工程改 善措施并对其改善结果做量化分析， 从而提高研究区域内排水管网系统的 排水能力， 减少城市内涝灾害。 【关键词】 城市内涝； 城市雨洪模型； 工程改善； SWMM ； ArcGIS ； 0 引言 由于城市不断扩张， 致使我国城市道 路硬化率逐渐提高， 城市下垫面不透水面 积增加， 造成城区暴雨产、 汇流流量大大 增加， 导致城市内涝现象不断发生。 2010 年住建部关于国内 351 个城市 防洪排涝能力调研结果反映， 在 08-10 年 这 3 年期间， 全国经调查共 218 座城市 发生严重洪涝灾害。 全国有 137 个城市 发生多于 3 次以上的涝灾， 占城市总数 的 39.0%。196 座城市中涝灾积水深度大 于 0.15 米， 严重影响城市交通， 且其中高 达 166 个城市涝水深度大于 0.5 米， 为城 市总数的 47.3%，172 座城市涝水囤积时 间大于半小时， 占城市总数的 49.0%， 更有 57 座城市涝水囤积时间超过 12 小时， 占 城市总数的 16.2%。 基于上述调研， 得知城 市洪涝灾害大大影响人民正常的生产生 活， 对我国经济发展造成不可逆转的重大 损失。 理应不断探求城市洪涝机理， 并利用 先进的技术进行城市内涝灾害模拟， 分析 涝点状况， 为城市排水系统建设提供高效 的支持， 为完善城市内涝机制提供帮助， 对城市防洪排涝减灾有着重大意义， 有效 减少城市内涝灾害给社会带来的经济损 失。 因此本文通过文献全面地整理国内 外雨洪模型， 全方位探讨 SWMM 雨洪模 型原理以及建模方法， 建立基于 SWMM SWMM 在城市排水管网 系统的应用研究 符博渊 西安理工大学 陕西西安 710061 的研究区域城市雨洪模型， 模拟研究区域 内排水管网内涝状况， 进而通过科学有效 的技术手段， 提出缓解城市内涝灾害的方 法， 有效降低城市洪涝灾害。 1 SWMM 原理及建模方法 所谓 SWMM 模型， 系暴雨洪水管理 模型， 是美国环境保护署开发的一个基于 水力学的城市降雨径流模拟模型。 首次 问世于 1971 年， 该模型在城市排水系统 设计中被广泛应用。SWMM 模型不仅对 单一暴雨事件进行降雨径流模拟， 而且可 以对连续降雨而产生的降雨径流进行动 态模拟。SWMM 建模步骤主要可分为六 步 ： 创建新项目工程、 绘制研究对象、 设置 研究对象属性参数、 执行运行模拟、 运行 模拟结果、 模拟结果查看。 2 基于 SWMM 研究区域雨洪模型的 建立 本论文研究区域位于西安市北片区 未央区 , 东起灞河 , 南至北三环 , 西至 包茂高速 , 北至渭河。 规划总用地面积 18.76。 研究区域内陇海线由西向东 贯穿。 研究区域内地块现状以建设用地为 主， 少量农田为辅。 由于西安市平均高程 为 400 米， 本研究区域平均高程低于西安 市平均高程， 根据西安市历史洪涝资料， 其北片区为易涝区域， 下图为通过 ArcGIS 提取研究区 DEM 高程数据 ： 图 3-1 研究区高程图 得到研究区域每块地块用地性质。 其 中包括医疗用地， 公共绿地， 防护绿地， 教 育科研用地， 居住用地， 文化娱乐用地， 市 政用地， 生态绿地， 商业用地， 行政用地， 体育用地以及仓储用地。 下图所示为研究 区域示意图 ： 图 3-2 研究区域用地性质图 2.1 研究区现状排水管网系统概化 本文研究区域内的管网数据为现状 管网实测资料， 由于在研究区域内现状排 水系统分布比较稀少 , 部分子汇水区域旁 并没有铺设排水管道 , 因此现状排水管网 系统属性为 ： 研究区域内共 4 个雨水排放 口， 即研究区域内北边有一个雨水排放口 排入雨水处理厂， 东边由南向北分别设置 3 个雨水排放口排入灞河河道。 研究区域 为独立排水区域， 因此研究区域内现状雨 水管网概化结果为 ： 节点 55 个 （包括 4 个 排水口） ， 现状排水管道 51 条。 下图利用 GIS 技术对现状排水管网进行概化， 如图 所示 ： 图 3-3 研究区域内现状排水管网系统概 化图 2.2 研究区子汇水划分 SWMM 模型中所谓子汇水区排水管 网节点所收纳产生地表径流所在区域。 科技与质量 Science and technology and quality 160质量管理 SWMM 模型规定一个子汇水区域有且仅 有一个排水节点， 本文结合研究区地形图 借助 ArcGIS 空间分析与数据处理功能对 研究区域进行子汇水区域的划分。 同时利 用 ArcGIS 中几何计算工具计算每一个子 汇水的面积大小和其特征宽度。 所谓子汇 水区特征宽度为子汇水区最远点到集水 收纳点的距离。 如下图所示为研究区子汇水划分区 域 ： 图 3-4 研究区子汇水区域图 2.3 子汇水区不透水面积率确定 通过 GIS 与 Intersect 工具将子汇水 区所在的面要素与土地利用要素图层进 行计算可以得出子汇水区不透水面积率 , 结果如下图所示。 其中研究区域地表被硬 化程度比较高， 其中子汇水区最小不透水 率 5%， 子汇水区最大不透水为 85%， 子汇 水区平均坡度 66%， 因此属于城市化程度 相对比较高的片区。 下图为通过 GIS 计算得到子汇水区 不透水面积率， 如图 2.4 模型参数率定 模型校验基本路线为 : 首先运用芝加 哥过程线方法分别模拟出不同重现期相 同降雨短历时和雨峰系数的降雨过程。 将 模拟得出的降雨过程输入初始的 SWMM 模型里， 其次入渗模型采用霍顿模型， 管 网汇流模型釆用动力波法 , 使子汇水区坡 面流均排入排水节点。 运用刚提出的不同 重现期中居中重现期降雨工况模拟结果， 并进行模型参数预校准工作， 在利用合成 降雨中高重现期降雨与低重现期降雨过 程对预校准的 SWMM 模型参数校准其稳 健性， 如果模拟出的结果满足经验值或者 满足城市综合径流系数范围， 那么模型参 数即选择合理。 （1）SWMM 模型参数校准 本论文确定性参数的选取基于西安 市排水专项规划和西安市 08-20 总规 和 GIS 技术的提取与计算， 而获取经验参数 的方法是根据已有文献资料或 SWMM 模 型手册中的已有的经验值选定。 在建模和 模型分析过程中， 一定要对模型选择的经 验参数进行多次反复的调整和校验， 以提 高模型精准度。 本论文采用刘兴坡于 2009 年提出的 基于综合径流系数的城市雨洪模型参数 率定的方法。 本方法其基本原理是 ： 将径 流系数作为 SWMM 模型参数校准最终目 标函数 , 通过城市雨水管网设计中所采 用的综合径流系数与 SWMM 模型模拟得 到的径流系数模拟值进行比较 , 以便对 SWMM 模型中主要的参数进行率定。 下表 经过查阅城市排水手册， 得出城市综合径 流系数的经验值。 表 3.1 城市综合径流系数经验值 以下为对研究区域模型参数校准 : 通过上文对研究区概化得知 : 研究区 属于城市化比较高的地区 , 道路硬化面积 较大 , 平均不透水面积率约为 65.9%, 研 究区面积 18.76, 子汇水区平均坡度 1.69%。 因此选用芝加哥降雨过程线模型 合成居中重现期 P=2a， 雨峰系数 r=0.35， 降雨历时 t=180min 合成降雨作为模拟降 雨过程输入。 根据子汇水区实际情况， 将透水区 曼宁系数、 不透水区曼宁系数、 透水区洼 蓄量、 不透水区洼蓄量、 衰减系数、 采用 入渗模型中最小入渗率、入 渗模型中最大入渗率作为最终校准模型 参数。 通过 SWMM 模型模拟计算得出的 径流系数， 与上文列表综合径流系数经验 值进行对比， 逐步对 SWMM 模型反复迭 代调整 , 最终得到 SWMM 模型参数校准 的解。 其最终模型参数调试结果为 ： 透水区曼宁系数取 0.02, 不透水区 曼宁系数取 0.01， 子汇水区透水区洼蓄 量取, 子汇水区不透水区洼蓄量取 , 入渗衰减系数取, 最大入渗 率取, 最小入渗率取 , 此时 SWMM 模拟径流系数为 0.57, 满足 上述列表要求。 模型参数验证 ： 运用刚提出的不同重 现期中居中重现期降雨工况模拟结果， 并 进行模型参数预校准工作， 在利用合成降 雨中高重现期降雨与低重现期降雨过程 对预校准的 SWMM 模型参数校准其稳健 性， 因此本文选用重现期分别为 1a,5a,10a, 雨峰系数 r=0.35, 重现期 t=180min 这三种 合成降雨对 SWMM 模型进行稳健性验证。 通过模拟结果发现 , 三场降雨过程的径流 系数模拟值分别为 0.52,0.64,0.71, 均满足 综合径流系数要求。 3 基于 SWMM 的模拟结果分析 图 4.1 排水口 ND35 水深变化图 表 4.1 不同设计降雨重现期情形下研究区 地表径流模拟 图 3-5 子汇水区不透水面积率图 科技与质量 Science and technology and quality 161质量管理 3.1 不同设计降雨重现期情景模拟分 析 因此针对研究区域内现状排水管网 模拟不同重现期分别 1a,2a,5a,10a 降雨历 时 t=180min， 雨峰系数 r=0.35 的合成降雨 情景下的研究区洪涝情形。 3.1.1 地表径流模拟 首先模拟研究区域内在不同重现期 设计暴雨情形下地表径流情形， 地表径流 模拟结果可以反映研究区域不透水面积 率大小对地表径流的影响 , SWMM 模型 模拟结果为 ： 报告中列出了研究区各个子 汇水区总入渗量、 地表径流量以及径流系 数等结果。 显然 , 我们可以看出设计暴雨重现期 的不断增加 , 降雨量 , 地面入渗量 , 地表径 流量以及径流系数也都随之增加。 这主要 原因是研究区内的不透水面积比例较大， 造成降雨的下渗量和地表洼蓄量减少， 促 使水流在地表的汇流加剧， 这也充分体现 随着城市硬化路面的不断增加以及城市不 断扩张， 是导致城市内涝的主要原因。 3.1.2 出水口状态模拟 对现状排水管网系统而言， 出水口 一共有 4 个， 分别位于研究区域东边由 南相北分布 3 个， 排水雨水至灞河， 还有 一个排水口位于研究区域北侧， 将雨水 直接排入幸福渠。 其出水口编号分别为 ND35,ND28,ND51,ND55, 下 面 模 拟 1a， 2a，5a，10a， 四种重现期情形下出水口状 态。 首先模拟 1a 设计暴雨情形下排水口 ND35 遭遇最大水深状态， 如图 4.1 所示 ： 由图我们可以看出， 横坐标为时间 （单位小时） ， 纵坐标为出水口 ND35 水深， 图中显示出水口 ND35 遭遇最大水深为 0.48m， 由于出水口管径为 2m， 故排水口 ND35 没有出现淹没状态。 综上以此类推， 现状排水管网系统 出 水 口 ND35,ND28,ND51,ND55, 在 1a 设计暴雨情形下的状态均没有发生淹 没。 以此类推现状排水管网系统出水口 ND35,ND28,ND51,ND55 在 2a，5a，10a 设计暴雨情形下的经过查询均没有出现 淹没状态。 3.1.3 节点溢流模拟 利用 GIS 描述一年一遇设计暴雨现 状排水管网节点溢流时间与排水管网节 点溢流量 , 如图所示 ： 图 4.3 1a 设计降雨排水管网节点溢流量 图 可 知 一 年 一 遇 设 计 降 雨 情 景 下 有 31 个 节 点 出 现 溢 流 , 总 溢 流 量 为 26.165103m3, 最长溢流时间为 1.42 小 时。 一年一遇设计降雨情景下有 43 个节 点出现超载， 最大超载时间 2.41 小时。 通 过 模 拟 计 算 可 以 得 知 ：一 年 一 遇 设 计 降 雨 情 景 下 溢 流 总 量 较 大 节 点 有 6 个 , 由 大 到 小 分 别 ND32,ND14,ND23,ND36,ND30,ND15。 下文 分类介绍出现溢流量较大节点的原因。 节点 ND32 的溢流量达 3607m3。 原因 分析 ： 其一是节点 ND32 接收 7 个子汇水 区域产生的地表径流量， 分别为 SC62,SC6 0,SC56,SC57,SC59,SC61,SC63 这 7 个子汇 水区域 , 共产生径流量， 导致节点 接收的径流量过大 ； 其二由于节点 周围区域 SC59,SC64,SC65 不透水 面积较大， 平均不透水率达到, 导致 雨水下渗量较小 ； 因此综上原因可知节点 溢流量较大， 该点内涝程度较严重。 节 点的 溢 流 量 达 到 。 原 因 分 析 ： 同 样 其 一 是 节 点 ND14 接 收 6 个 子 汇 水 区 域 产 生 的 地 表 径 流 量， 这 6 个 子 汇 水 区 域 分 别 是 SC54,SC49,SC41,SC40,SC35,SC31, 共 产 生 径流量， 导致节点接收的径 流量过大 ； 其二由于节点是起始管 道的入流节点， 经查询起始管道 管径为 1000mm， 通常起始管道的管径相 对较细 ； 其三由于节点周围区域 不透水面积较大， 平均不透水 率达到 75%， 导致雨水下渗量较小 ； 因此 综上原因可知节点溢流量较大， 该 点内涝程度较严重。 节 点 ND23 的 溢 流 量 达 2740m3。 原因分析 ： 同样由于是节点 ND23 接收 2 个子汇水区域产生的径流量， 这 2 个 子汇水区域分别是 SC39,SC42, 共产生 3780m3径流量， 导致节点 ND23 接收的 径流量过大 ； 其二由于节点 ND23 是管 道 CD31 的入流节点， 经查询管道 CD31 管径为 1000mm， 相对较细 ； 其三由于节 点 ND23 周围区域 SC39,SC42 不透水面 积较大， 平均不透水率达到 70%， 导致雨 水下渗量较小 ； 因此综上原因可知节点 ND23 溢流量较大， 该点内涝程度较严重。 节点 ND36,ND30,ND15 的溢流量分别为 2375m3,2357m3,1560m3。 其原因与上述分 析类似， 这里不再赘述。 因此， 通过分析研究区域在重现期为 一年的设计暴雨情形下排水管网系统节 点溢流的溢流情况， 可以大致得出研究区 域现状排水能力较弱， 其原因为 ： 一是研 究区域现状排水管网分布稀少， 有相当多 子汇水区域径流量由于地形坡度较大以 及汇水方向同时汇流入一个节点， 这样很 容易导致节点超载甚至溢流 ； 其二是因为 部分现状排水管网管径相对较细， 不足以 承载子汇水区域产生的径流量 ； 其三是由 于研究区域的不透水面积率较大， 城市化 开发较为严重， 导致下垫面不透水面积增 大， 因此其下垫面入渗量较小。 因此我们 初步得出现状排水管网能力不足的结论。 利用 GIS 描述二年一遇设计暴雨现 状排水管网节点溢流时间 , 如图所示 图 4.4 2a 设计降雨排水管网节点溢流时 间图 图4.2 1a设计降雨排水管网节点溢流时间图 科技与质量 Science and technology and quality 162质量管理 利用 GIS 描述二年一遇设计暴雨现 状排水管网节点溢流量 , 如图所示 图 4.5 2a 设计降雨排水管网节点溢流量 图 得 知 二 年 一 遇 设 计 降 雨 情 景 下 有 42 个 节 点 出 现 溢 流 , 总 溢 流 量 为 96.555103m3, 最长溢流时间为 2.13 小 时。 二年一遇设计降雨情景下有 50 个节 点出现超载， 最大超载时间 3.07 小时。 根据上述图表可知研究区域在二年 一遇设计暴雨情形模拟下， 出现更多溢 流点以及超载点， 对比分析一年一遇设 计暴雨模拟情形， 可以得知 ： 原先溢流点 较大的节点这里依然出现， 并有逐渐递 增趋势， 其原因同上。 从溢流量结果量化 对比得知 ： 2a 设计暴雨情形下节点溢流 量比 1a 设计暴雨情形下节点溢流量增加 70.39103m3， 节点最大溢流时间延长了 0.71 小时。 以此类推， 经过对研究区域现状排水 管网在设计降雨重现期为 1a,2a,5a,10a 情 形下的模拟， 可以得出现状排水管网系统 排水能力不足， 并且随着设计降雨的重现 期不断增大， 节点的溢流量与溢流时间也 不断增加， 并且还有不断新增加的溢流节 点。 3.2 基于现状排水管网系统工程改善 措施模拟 首先进行工程措施改善， 进行现状排 水管网系统内排水管径增大以及增加排水 管网分布的措施， 本文按照其规划分布， 布 置了研究区域的新规划排水管网系统。 利用 GIS 描述研究区域规划排水管 网概化图 图 4.6 规划排水管网概化图 3.2.1 规划排水管网出水口状态模拟 对规划排水管网系统进行设计重现 期分别降雨历时为 180min， 雨 峰系数的合成降雨进行模拟， 分析 经过工程改善措施后的研究区内涝情况。 对规划排水管网系统而言， 出水口 一共有 5 个， 分别位于研究区域东边由 南相北分布 4 个， 排水雨水至灞河， 还有 一个排水口位于研究区域北侧， 将雨水 直接排入幸福渠。 其出水口编号分别为 ND47,ND51,ND27,ND31,ND98 下 面 模 拟 1a,2a,5a,10a, 四种重现期情形下出水口状 态。 首先模拟 1a 设计暴雨情形下排水口 ND47 遭遇最大水深状态， 如图所示 ： 由图我们可以看出， 图中显示排水口 ND47 水深随时间变化图， 由于出水口管 径为 2.6m， 出水口内最大水深 0.46m， 故 排水口 ND47 没有出现淹没状态。 以此类推， 规划排水管网系统出水 口 ND47,ND51,ND27,ND31,ND98, 在 1a 设 计暴雨情形下的状态均没有发生淹没。 以此类推规划排水管网系统出水口在 2a,5a,10a 设计暴雨情形下的经过查询均 没有出现淹没状态。 3.2.2 规划排水管网节点溢流模拟 首先模拟一年一遇的设计暴雨情形 下新规划的排水管网系统内是否还会出 现溢流状况 ： 经过模拟之后， 原先现状排水管网系 统在设计降雨情形下出现的溢流点均 未出现溢流， 并且原先现状排水管网系统 内在设计降雨情形下出现的较大溢流 点 如 ND32,ND14,ND23,ND36,ND30,ND15 在新规划排水管网系统内同样均没有出 现溢流。 由此， 在设计降雨重现期的模拟情 形下， 新规划排水管网内没有节点出现溢 流情况。 利用 GIS 描述二年一遇设计暴雨规 划排水管网节点溢流时间与溢流量如图 ： 图 4.8 2a 设计降雨排水管网节点溢流时 间图 由图表可知， 新规划排水管网系统在 设计降雨情形下仍出现溢流， 对比现状 排水管网在设计降雨情形出现的溢流 量 ： 现状排水管网在设计降雨情形出 现的溢流量为 96.555103m3。 新规划排水 管网系统在设计降雨情形下出现得溢 流量为 24103m3， 溢流量减少 76%。 原先现状排水管网系统在设计降 雨情形出现的较大溢流量节点 ND32， 在 新规划排水管网系统中编号为节点 ND28, 从原先的溢流量 9325m3减为 0m3； 原先 现状排水管网系统在设计降雨情形出 现的较大溢流量节点 ND36， 在新规划排 图 4.7 排水口 ND47 水深变化图 科技与质量 Science and technology and quality 163质量管理 水管网系统中编号为节点 ND32, 从原先 的溢流量 9121m3减为 1092m3； 原先现 状排水管网系统在设计降雨情形出现 的较大溢流量节点 ND14， 在新规划排水 管网系统中编号为节点 ND14, 从原先的 溢流量 7885m3减为 0m3； 原先现状排水 管网系统在设计降雨情形出现的较大 溢流量节点 ND23， 在新规划排水管网系 统中编号为节点 ND22, 从原先的溢流量 6855m3减为 182m3； 原先现状排水管网系 统在设计降雨情形出现的较大溢流量 节点 ND9, 在新规划排水管网系统中编号 为节点 ND9， 从原先的溢流量 5671m3减 为 0m3。 综上分析， 新规划排水管网系统在设 计降雨情形下的溢流量比原先现状排水 管网在设计降雨情形下的溢流量减少， 节 点最大溢流时间减少 36%。 原先内涝程度 严重的节点在新规划的排水管网系统中 大大降低， 因此我们不难看出原先排水系 统在进行工程改善后， 减低内涝程度的效 果很明显。 当然， 新规划排水管网系统在设计降 雨为重现期的模拟下仍出现溢流， 我们在 对溢流量较大的节点进行分析时， 其原因 一 ： 该节点接收子汇水区域产生的较大地 表径流量， 其原因二 ： 该节点周围区域不 透水面积较大， 导致雨水下渗量小 ； 故以 上可以解释新规划排水管网系统在设计 降雨为重现期仍存在溢流量的原因。 列表分析新规划排水管网系统与现 状排水管网系统在不同重现期设计降雨 模拟情形下总溢流量与节点最大溢流时 间对比， 如下表所示 ： 综上所述， 对比了新规划排水管网 系统与现状排水管网系统在设计暴雨重 现期分别为 1a,2a,5a,10a 情形下的节点溢 流状况， 不难得出结论为 ： 新规划排水管 网系统的排水能力比现状排水管网系统 的排水能力有较大提高， 对于研究区域的 内涝控制有明显量化帮助， 使得研究区域 的内涝程度有明显降低。 但是同样我们看 到， 随着暴雨重现期的不断增大， 随着城 市化进程的不断增快， 不论是现状排水管 网系统还是规划排水系统内的溢流节点 与溢流量也随之变大， 城区暴雨内涝灾害 风险也大大提升， 因此建议相关部门应该 提高城市防洪排涝标准， 减少由于城市内 涝灾害带给人民群众的日常生产生活的 经济损失。 4 结论 本文以西安市未央区内未央湖公园 及附近区域为独立排水区域， 选用 SWMM 即暴雨洪水管理模型作为研究的计算机 软件， 利用 ArcGIS 技术以及 SWMM 模型 手册提取该模型所需要的前期基础数据， 建立基于 SWMM 的研究区域雨洪模型 , 模拟研究区域在不同重现期设计降雨情 形下的内涝积水情景 , 评估研究区现状排 水能力， 提出工程改造措施从改善结果量 化分析得出两种改善措施均可提高现状 排水管网排水能力， 有效降低研究区域内 洪涝风险灾害。 主要研究成果如下 ： （1） 根据 SWMM 模型建模步骤， 并结 合西安市排水专项规划， 采用模型子汇水 区域划分， 模型参数设定及校准方法， 辅 助 GIS 技术的强大基础数据提取与计算 功能， 建立研究区域排水管网模型， 模型 概化结果为 ： 研究区域内现状排水管道 51 条、 排水节点 55 个、 排水口 4 个、 研究 区划分为 78 个子汇水区、 研究区平均不 透水面积率 66%。 （2） 对于研究区域 , 采用综合径流系 数法进行模型参数率定， 将径流系数作为 参数校准的目标函数， 选用芝加哥降雨过 程线模型合成居中重现期 P=2a， 雨峰系数 r=0.35， 降雨历时 t=180min 合成降雨作为 模拟降雨过程输入， 校准结果 ： 透水区曼宁系数取 0.02, 不透水区 曼宁系数取 0.01， 子汇水区透水区洼蓄 量取 5.5mm, 子汇水区不透水区洼蓄量取 2.5mm, 入渗衰减系数取 3h-1, 最大入渗率 取 70.7mm/h, 最小入渗率取 4.35mm/h, 此时 SWMM 模拟径流系数为 0.57, 满足要求。 （3） 通过不同重现期设计暴雨模拟现 状排水管网排水情形， 得出结论为 ： 现状 排水系统在 1a、2a、5a、10a 四种设计重 现期降雨模拟条件下其节点总溢流流量 分别为 ： 26.165103m3、96.565103 m3、 226.293103 m3、364.229103 m3。随 着 设计暴雨重现期不断增加， 研究区现状排 水管网系统产生的溢流量以及溢流时间 随之增加， 说明现状排水管网排水能力不 足， 原因为 ： 管网布设稀少、 管径较细、 排 水管网节点排水压力大以及研究区不透 水面积率高。 （4） 基于现状排水管网系统排水能力 不足的原因， 通过对现状排水管网系统的 工程改善， 通过模拟经过改善措施以后的 排水系统内涝情况， 工程改善后现状排水 系统在 1a、2a、5a、10a 四种设计重现期 降雨模拟条件下其节点总溢流流量分别 减少 100%、76%、32%、22% 证实工程 改善可有效减少排水管网节点溢流量与 溢流时间。 【参考文献】 1 黄泽钧 . 关于城市内涝灾害问题 与对策的思考 J. 水科学与工程技 术 ,2012(1):7-10. 2 王玉成 , 耿延博 , 王婷等 . 城市 化对水文要素影响分析 J. 东北水 利水电 , 2008, 26(6):16-17. 3Peterson E W,Wicks C M.Assessing the importance of conduit geometry and physicalparameters in karst systems using the storm water management modelJ.Journal ofhydrology, 2006, 329(1): 294-305. 4 刘俊 . 城市雨洪模型研究 J. 河 海大学学报 : 自然科学版 ,1997, 25(6):20-24. 5 赵雅娟 . 深圳市罗湖小区排水系 统模型研究 D; 中山大学 , 2001. 6 刘兴坡 . 基于径流系数的城市降 雨径流模型参数校准方法 J. 给水 排水 ,2009,(11):213-217. 7 王 建 龙 , 车 伍 , 易 红 星 . 基 于 低影响开发的城市雨洪控制与利 用方法 J. 中国给水排水 ,2009, 25(14): 6-9. 表 4.2 现状排水管网节点与规划排水管网节点溢流情况对比 图 4.9 2a 设计降雨排水管网节点溢流量图