流域水文—区域排水模型支持下滨水城市洪涝风险评估
2022-03-21石成亮李水娟
石成亮,孙 翔,2,3,李水娟
(1.深圳市水务规划设计院股份有限公司,广东 深圳 518000;2.哈尔滨工业大学 环境学院,哈尔滨 150090;3. 南方科技大学 环境科学与工程学院,广东 深圳 518055)
随着城市化扩张的加速,我国的滨水城市往往受到暴雨及水位顶托的双重的影响,不能及时排除城市积水,导致城市排水系统的无法正常运行,面临洪涝双重风险[1]。根据国家各部委及相关规范文件,数学模型法是现阶段确定雨水设计流量,并校核内涝防治设计重现期下地面的积水深度等要素的重要手段[2]。
在流域洪水尺度相关研究中,除概化的蓄满产流/超渗产流、单位线法等传统方法外,20世纪后期水文模型、水动力模型得到广泛应用。 水文模型均是流域洪水预报和风险评估的重要手段,典型的我国有新安江流域模型、陕北模型、流溪河模型,国外有Tank、Hec-RAS以及Mike 11模型等;而城市排水评估近年在传统的经验公式方法上也有长足进步,SWMM、Infoworks ICM和MIKE Urban等采用有限差分、有限体积法的水动力模型逐渐成为各城市评估排水防涝方案的重要工具[3]。
考虑单独应用水文模型和水动力模型均难以处理城市排水、洪水组合的问题[4],早期Hsu等假设水流从管网向地面为单向过程,将SWMM水动力模型与地表二维模型耦合[5];随着研究深入,Seyoum将SWMM与二维地表耦合实现双向水流交换;通过耦合模型研究流域水文-城市排水的方法走向“多维度多过程”的方向[6]。在模型的率定验证过程中,基于我国大多数城市相关河道、内涝观测的基础数据尤其是水文资料缺失严重,不足以提供完整边界条件和率定基础的情况,也不在拘泥于水文站的监测数据,而把现场调查、新闻报道等多渠道的到的管道运行情况、地表淹没深度纳入数据集。……
