基于城市雨洪模型的市政排水與水利排澇標(biāo)準(zhǔn)銜接研究

黃國如,王 欣

(1.華南理工大學(xué)土木與交通學(xué)院,廣東 廣州 510640;2.華南理工大學(xué)亞熱帶建筑科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 廣州 510640)

基于城市雨洪模型的市政排水與水利排澇標(biāo)準(zhǔn)銜接研究

黃國如1,2,王 欣1

(1.華南理工大學(xué)土木與交通學(xué)院,廣東 廣州 510640;2.華南理工大學(xué)亞熱帶建筑科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 廣州 510640)

針對(duì)目前存在的市政排水與水利排澇兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的銜接仍無規(guī)范統(tǒng)一方法的問題,以廣州市東濠涌流域?yàn)檠芯繀^(qū)域,采用城市綜合流域排水模型InfoWorks ICM建立東濠涌流域管道、河道及地面二維耦合模型,分析計(jì)算市政排水1年一遇與水利排澇5年一遇以及市政排水1年一遇與水利排澇10年一遇兩種情況下的標(biāo)準(zhǔn)銜接關(guān)系,為城市排水防澇規(guī)劃設(shè)計(jì)提供技術(shù)支撐。結(jié)果表明：1年一遇市政排水標(biāo)準(zhǔn)與10年一遇水利排澇標(biāo)準(zhǔn)的組合能夠滿足流域澇水順利排除的要求,但管道排水口底高程距河底高程的距離過短也會(huì)對(duì)管道的水位頂托產(chǎn)生一定影響,故建議城市排水管網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)應(yīng)至少保證排水口底高程高于河道底高程0.5 m以上。

市政排水;水利排澇;標(biāo)準(zhǔn)銜接;城市雨洪模型;廣州市

城市內(nèi)澇是指因強(qiáng)降水或持續(xù)性降水超出城市的排水能力而導(dǎo)致城市積水災(zāi)害的現(xiàn)象[1]。對(duì)于近年來頻頻發(fā)生的城市內(nèi)澇災(zāi)害,人們?cè)噲D通過提高城市管道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及重新制定暴雨強(qiáng)度公式等措施來解決。實(shí)際上,一個(gè)更為突出的問題是市政排水與水利排澇之間存在標(biāo)準(zhǔn)銜接問題[2]。市政排水是指利用市政管網(wǎng)匯集較小面積的雨水并最終排入干、支流河道,主管部門為城建部門;水利排澇則是在農(nóng)田排澇計(jì)算的基礎(chǔ)上發(fā)展而來,主要是排除由市政管渠及地面匯流等匯入河道產(chǎn)生的較大區(qū)域暴雨澇水,主管部門為水利部門[3]。目前,市政排水與水利排澇兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的銜接仍無規(guī)范統(tǒng)一的方法,因而研究城市排水標(biāo)準(zhǔn)與排澇標(biāo)準(zhǔn)的銜接關(guān)系,找出一套解決排水標(biāo)準(zhǔn)與排澇標(biāo)準(zhǔn)銜接問題的合理方法,保證設(shè)計(jì)重現(xiàn)期內(nèi)的降雨能夠順利排出，是非常必要的[4]。發(fā)達(dá)國家的城市排水體系大多為“雙排水系統(tǒng)”,即有大、小兩套系統(tǒng)。美國和澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)體系明確了小暴雨排水系統(tǒng)和大暴雨排水系統(tǒng)控制標(biāo)準(zhǔn)[5]。小排水系統(tǒng)一般針對(duì)城市常規(guī)降雨,通過雨水管道系統(tǒng)收集排放,設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期一般為2～10年一遇;大排水系統(tǒng)則主要針對(duì)城市的超常暴雨,由綠地、道路、調(diào)蓄水池及隧道等協(xié)同排除小排水系統(tǒng)無法傳輸?shù)膹搅?設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期一般為50～100年一遇。國外城市的防洪、排澇和管道標(biāo)準(zhǔn)其實(shí)是統(tǒng)一的,并不存在大、小排水系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)無法銜接統(tǒng)一的情況。

國內(nèi)學(xué)者主要從暴雨選樣、設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期及設(shè)計(jì)排澇流量3方面研究市政排水與水利排澇間的標(biāo)準(zhǔn)銜接關(guān)系,然而現(xiàn)有的對(duì)比研究大多采用傳統(tǒng)方法進(jìn)行分析計(jì)算[2-4, 6-8],未基于管網(wǎng)與河網(wǎng)耦合模型進(jìn)行兩級(jí)排澇標(biāo)準(zhǔn)間的銜接分析。有鑒于此,本文采用城市綜合流域排水模型(InfoWorks ICM)對(duì)廣州市東濠涌流域進(jìn)行一維管網(wǎng)、一維河道及二維地表的耦合建模分析,更為真實(shí)地模擬地下排水管網(wǎng)系統(tǒng)與地表收納水體之間的相互作用。

1 研究區(qū)域概況

東濠涌流域地處廣州最古老的中心城區(qū)越秀區(qū)境內(nèi),流域內(nèi)水系主要包括麓湖、東濠涌及新河浦涌。東濠涌發(fā)源于白云山長(zhǎng)腰嶺之西,自北向南流經(jīng)鹿鳴崗、下塘村、越秀南路等地,沿途匯入六脈渠、孖魚崗涌、玉帶涌、新河浦涌來水,于江灣大酒店東邊的竺橫沙匯入珠江前航道,全流域面積12.40 km2。東濠涌上游為麓湖,麓湖控制集雨面積1.92 km2,東濠涌在麓湖以下的河長(zhǎng)為4.08 km,其中上游段(麓湖至東風(fēng)路段)為斷面規(guī)整的矩形暗渠箱,橫斷面寬5～8 m;下游段(截污閘至珠江前航道段)經(jīng)整治后為明渠河道,橫斷面寬11～31 m。新河浦涌連接?xùn)|湖和東濠涌,沿程流經(jīng)東川路、東華路、東湖路,于廣東省省委附近匯入東湖,全長(zhǎng)2.18 km,皆為明渠,橫斷面寬12～24 m。東濠涌流域水系如圖1所示。

圖1 東濠涌流域水系

2 InfoWorks ICM構(gòu)建

2.1 InfoWorks ICM簡(jiǎn)介

InfoWorks ICM能完整地將城市排水管網(wǎng)、河道一維水力模型與城市/流域二維洪澇淹沒模型結(jié)合在一起,實(shí)現(xiàn)在單個(gè)模擬引擎內(nèi)組合這些模型引擎及功能。它可以完整地模擬城市雨水循環(huán)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)模型與河道模型的整合,更為真實(shí)地模擬城市排水系統(tǒng)與地表收納水體之間的交互作用。其主要模塊包括排水管網(wǎng)水力模型(水文模塊、管道水力模塊、污水量計(jì)算模塊等)、河道水力模型、二維城市/流域洪澇淹沒模型、實(shí)時(shí)控制模塊、水質(zhì)模塊、可持續(xù)構(gòu)筑物(SUDS)模塊等[3]。

InfoWorks ICM內(nèi)置可供選擇的匯流模型包括雙線性水庫(Wallingford)模型、大型貢獻(xiàn)面積徑流模型、SPRINT徑流模型、Desbordes徑流模型、SWMM徑流模型等,采用Preissmann Slot方法進(jìn)行超負(fù)荷管道水流模擬,能夠模擬各種復(fù)雜的水力狀況;InfoWorks ICM可以模擬復(fù)雜的河網(wǎng)和滯洪區(qū),包括樹枝狀、分叉、回路河網(wǎng)以及受堤壩或防洪堤保護(hù)的滯洪區(qū),還可模擬復(fù)雜的水工結(jié)構(gòu),如泵、閘、堰等。二維城市洪澇淹沒模型作為一個(gè)精細(xì)的地面洪水演算模型,可根據(jù)地面高程模型反映道路、建筑物等對(duì)水流的引導(dǎo)和阻擋作用,反映地面上不同類型地塊，如道路、草地等，其糙率對(duì)流速的影響[9]。

2.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其模型數(shù)據(jù)構(gòu)建

建模所需數(shù)據(jù)包括研究區(qū)域內(nèi)的地形、排水管網(wǎng)、河道、道路及遙感影像等資料,為了得到精確完整的模型構(gòu)建數(shù)據(jù),對(duì)所獲資料進(jìn)行如下處理。

a. 對(duì)CAD數(shù)據(jù)分別進(jìn)行節(jié)點(diǎn)圖層、管線圖層、文字屬性及高程點(diǎn)等數(shù)據(jù)提取;

b. 將提取所得的節(jié)點(diǎn)、管線圖層數(shù)據(jù)及文字屬性數(shù)據(jù)分層導(dǎo)入GIS;

c. 采用GIS強(qiáng)大的空間分析功能匹配節(jié)點(diǎn)及管線的相關(guān)屬性;

d. 建立基于一定規(guī)則的節(jié)點(diǎn)、管線的拓?fù)潢P(guān)系,用SQL語句對(duì)節(jié)點(diǎn)管線的連接錯(cuò)誤進(jìn)行檢查糾錯(cuò);

e. 為了提高計(jì)算效率,本文僅對(duì)區(qū)域的排水干管進(jìn)行計(jì)算分析,故需概化管道網(wǎng)絡(luò),主要包括刪除雨水篦及其連接管線、刪除較小的支管;

f. 整理河道走向及斷面數(shù)據(jù);

g. 對(duì)高程點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行插值處理,查找高程突變,并進(jìn)行糾錯(cuò);

將處理好的管道網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)導(dǎo)入InfoWorks ICM,并進(jìn)行項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)檢查,最終得到東濠涌流域管網(wǎng)概化圖。概化后的管網(wǎng)主要包括2 997個(gè)節(jié)點(diǎn)、3 009個(gè)管道、38個(gè)出水口。

2.3 子匯水區(qū)劃分及參數(shù)設(shè)置

InfoWorks ICM采用分布式方法計(jì)算匯水區(qū)水量,即每個(gè)匯水區(qū)根據(jù)實(shí)際管網(wǎng)布置范圍劃分為一系列的子匯水區(qū),每個(gè)子匯水區(qū)再分為路面、屋面及其他等產(chǎn)流表面。計(jì)算引擎在產(chǎn)流表面的基礎(chǔ)上根據(jù)所采用的降雨徑流模型計(jì)算水量,然后每個(gè)子匯水區(qū)加和其所有產(chǎn)流表面產(chǎn)生的徑流,得到子匯水區(qū)總徑流量。每個(gè)匯水區(qū)及其內(nèi)部各產(chǎn)流表面的面積和相應(yīng)參數(shù)設(shè)置對(duì)徑流量計(jì)算具有重要影響。采用InfoWorks ICM自動(dòng)創(chuàng)建子匯水區(qū),再輔以手動(dòng)調(diào)整,最終將整個(gè)區(qū)域劃分為2 897個(gè)子匯水區(qū),其中最小、最大子匯水區(qū)面積分別為0.001 hm2、7.019 hm2。

城市由不同類型的下墊面(可滲透/不可滲透)組成,每種表面對(duì)應(yīng)的產(chǎn)匯流規(guī)律都不盡相同。參考InfoWorks ICM使用手冊(cè)及相關(guān)文獻(xiàn)[9],將東濠涌流域地形圖及遙感影像圖劃分為屋面、道路、其他3種,采用固定徑流比例模型(Fixed),參數(shù)為固定徑流系數(shù)。3種特定表面的產(chǎn)匯流參數(shù)見表1。

表1 地表產(chǎn)匯流參數(shù)

2.4 管道、河道與地面耦合

a. 管道與河道耦合。管網(wǎng)模型與河網(wǎng)模型主要通過管網(wǎng)出水口進(jìn)行耦合,主要操作是將管道出水口拖拽至河道中心線,打斷生成新的河道斷面,并設(shè)定出水口節(jié)點(diǎn)類型為獨(dú)立節(jié)點(diǎn)(break),見圖2。東濠涌管網(wǎng)中共有38個(gè)出水口,其中,29個(gè)出水口直接排入河道,9個(gè)出水口排入流域內(nèi)較小的蓄水湖。

圖2 InfoWorks ICM管道與河道耦合示意圖

b. 管道與二維地面耦合。管道與二維地面耦合只需將2D區(qū)間內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的洪水類型設(shè)定為2D即可。

c. 河道與二維地面耦合。一維河道建立后,先創(chuàng)建河道邊界,河道邊界在2D網(wǎng)格化時(shí)起到空白區(qū)功能,使河道內(nèi)部不生成網(wǎng)格,網(wǎng)格沿著河道邊界生成。之后將2D區(qū)間和一維河道進(jìn)行關(guān)聯(lián),建立溢流連接,即可使得一維河道與二維地面網(wǎng)格之間能夠產(chǎn)生水量交互計(jì)算。河道與二維地面耦合示意見圖3。

圖3 河道與二維地面的耦合示意圖

2.5 設(shè)計(jì)降雨過程

設(shè)計(jì)暴雨采用廣州市暴雨強(qiáng)度公式生成：

(1)

式中:q為暴雨強(qiáng)度,L/(s·hm2);P為暴雨重現(xiàn)期,a;t為匯流歷時(shí),min。

考慮到河道有一定的滯蓄作用,降雨歷時(shí)選180 min,雨峰系數(shù)取為r=0.4,即暴雨強(qiáng)度峰值出現(xiàn)在降雨開始后72 min。采用芝加哥雨型,以3 min為一記錄間隔,推導(dǎo)出降雨歷時(shí)為3 h的廣州市暴雨強(qiáng)度過程線。

3 結(jié)果及分析

3.1 管道模擬

對(duì)東濠涌流域現(xiàn)狀管道,設(shè)定出水口為自由出流,利用InfoWorks ICM進(jìn)行1年一遇和2年一遇設(shè)計(jì)降雨過程的管道過水能力模擬。管道的負(fù)荷狀態(tài)是指管道內(nèi)水流的充滿程度,InfoWorks ICM用超負(fù)荷狀態(tài)S來反映管道的負(fù)荷狀態(tài),其表示的含義見表2。統(tǒng)計(jì)研究區(qū)排水節(jié)點(diǎn)溢流及管道超負(fù)荷情況,結(jié)果見表3。

表2 超負(fù)荷狀態(tài)取值含義

由表3可知,現(xiàn)狀1年一遇和2年一遇最大節(jié)點(diǎn)溢流量分別為2 547.6 m3和2 889.5 m3,溢流時(shí)長(zhǎng)分別為2.10 h和2.43 h,澇點(diǎn)個(gè)數(shù)分別為650和773,滿流率均超過50%,分別為62.6%和65.2%?？傮w來說,隨著降雨重現(xiàn)期增加,最大節(jié)點(diǎn)溢流量、澇點(diǎn)個(gè)數(shù)和最長(zhǎng)溢流時(shí)間亦增加,在1年一遇和2年一遇低重現(xiàn)期暴雨條件下,東濠涌流域的排水管網(wǎng)存在較為嚴(yán)重的節(jié)點(diǎn)溢流和管道超負(fù)荷情況,可見東濠涌流域大片管網(wǎng)過流能力不足1年一遇設(shè)計(jì)暴雨標(biāo)準(zhǔn)。

表3 不同重現(xiàn)期暴雨條件下節(jié)點(diǎn)溢流和通道滿流情況統(tǒng)計(jì)

注:滿流率=滿流管道數(shù)量/排水管道總量×100%。

為了滿足本文關(guān)于市政排水與水利排澇標(biāo)準(zhǔn)銜接研究需要,對(duì)東濠涌流域不足1年一遇過流能力的管道進(jìn)行改造,使之滿足1年一遇的過流能力需求。對(duì)改造后的管網(wǎng)重新進(jìn)行1年一遇和2年一遇過流能力模擬,結(jié)果見表3。由表3可知,東濠涌流域現(xiàn)狀管網(wǎng)經(jīng)改造后,1年一遇和2年一遇最大節(jié)點(diǎn)溢流量分別為186.8 m3和390.8 m3,溢流時(shí)長(zhǎng)分別為0.43 h和0.6 h,澇點(diǎn)個(gè)數(shù)分別為14和160,滿流率減少至50.4%和59.4%,基本滿足1年一遇設(shè)計(jì)降雨不淹,即認(rèn)為改造后的管網(wǎng)基本滿足1年一遇過流要求。

3.2 河道模擬

東濠涌流域以東濠涌作為主排澇渠,澇水通過閘泵聯(lián)排的方式排入珠江。由于珠江為感潮河段,水位受潮汐影響,加上閘泵聯(lián)排的運(yùn)行方式未知,導(dǎo)致建模驗(yàn)證市政排水與水利排澇銜接關(guān)系的影響因素過多；因此假定東濠涌河道出口僅采用泵排方式,用河網(wǎng)水動(dòng)力模型分別計(jì)算東濠涌流域現(xiàn)狀河道在水利排澇5年一遇、10年一遇設(shè)計(jì)暴雨下河道出口的泵排流量。

分別采用綜合單位線法及推理公式法推求東濠涌流域5年一遇及10年一遇設(shè)計(jì)洪水過程線,經(jīng)分析對(duì)比后,采用綜合單位線法所得流量過程線作為東濠涌河網(wǎng)水動(dòng)力模型的上游邊界條件,以河道出口的泵站抽排流量過程作為下游邊界條件,設(shè)定預(yù)排水深至0.5 m,當(dāng)計(jì)算河道最高水面線低于沿程河堤高程時(shí),即認(rèn)為設(shè)定的泵排流量滿足設(shè)計(jì)重現(xiàn)期要求。

經(jīng)模型分析計(jì)算,當(dāng)東濠涌河道出口泵排流量為55 m3/s時(shí),計(jì)算所得最高水面線滿足5年一遇水利排澇設(shè)計(jì)要求;當(dāng)東濠涌河道出口泵排流量為72 m3/s時(shí),計(jì)算所得最高水面線滿足10年一遇水利排澇設(shè)計(jì)要求。

3.3 管道、河道與地面耦合模擬

3.3.1 市政1年一遇與水利5年一遇

對(duì)構(gòu)建完成的管道、河道及二維地面模型,以市政排水1年一遇設(shè)計(jì)降雨過程作為降雨輸入,河道出口設(shè)置滿足水利5年一遇排澇要求的55m3/s的泵站抽排流量,設(shè)定當(dāng)河道出口處水位高于5.5m時(shí)泵站開啟,模擬得到地面積水情況和管道超負(fù)荷狀態(tài),結(jié)果分別見表4和表5。

表4 地面積水情況統(tǒng)計(jì)

表5 管道超負(fù)荷狀態(tài)統(tǒng)計(jì)(設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為1年)

由表4可見,雖然市政排水1年一遇與水利排澇5年一遇組合已滿足1年一遇過流能力,但由于河道水位頂托,管道下游不少節(jié)點(diǎn)仍會(huì)出現(xiàn)一定程度溢流,其中淹沒水深達(dá)到0.1～0.3 m的淹沒點(diǎn)數(shù)最多,有294個(gè),淹沒面積為4.50 hm2;大于1m的淹沒點(diǎn)數(shù)最少,有8個(gè),淹沒面積為0.08 hm2。

由表5可知,管網(wǎng)系統(tǒng)半載以下運(yùn)行的管道比例為11.5%,半載至八成滿運(yùn)行的為14.4%,八成滿至滿載運(yùn)行的為7.6%,滿載運(yùn)行的為66.5%,其中由于下游管道頂托造成滿載運(yùn)行的為52.7%,由于管道自身過流能力不足造成滿載運(yùn)行的為13.8%,造成管道滿流的原因主要是河道水位頂托導(dǎo)致管道雨水無法順利排出,經(jīng)模擬計(jì)算可以得出5年一遇水利排澇標(biāo)準(zhǔn)無法滿足市政管網(wǎng)1年一遇排水要求。

3.3.2 市政1年一遇與水利10年一遇

對(duì)構(gòu)建完成的管道、河道及二維地面模型,以市政排水1年一遇設(shè)計(jì)降雨過程作為降雨輸入,河道出口設(shè)置滿足水利10年一遇排澇要求的72 m3/s的泵站抽排流量,設(shè)定當(dāng)河道出口處水位高于5.5 m時(shí)泵站開啟,模擬得到地面積水情況,結(jié)果見表4。由表4可知,在管網(wǎng)滿足1年一遇過流能力的情況下,與滿足10年一遇過流能力的河道連接,雖然仍有部分區(qū)域出現(xiàn)積水狀況,但相比于市政1年一遇和水利5年一遇標(biāo)準(zhǔn)的組合，淹沒點(diǎn)數(shù)和淹沒面積明顯減少,整個(gè)流域的澇水基本能夠正常排放,即認(rèn)為10年一遇水利排澇標(biāo)準(zhǔn)滿足市政排水1年一遇要求。

3.3.3 出水口高程對(duì)管道與河道的銜接關(guān)系影響

統(tǒng)計(jì)分析各管道出水口底高程距河底高程的距離,發(fā)現(xiàn)兩種標(biāo)準(zhǔn)組合情況中發(fā)生溢流的管道出水口底高程距河底高程的距離都低于0.3 m,其中在1年一遇市政排水與10年一遇水利排澇的標(biāo)準(zhǔn)組合情況下仍出現(xiàn)溢流的管道,其管道出水口底高程等于河底高程?？梢?除卻兩種標(biāo)準(zhǔn)間的不適應(yīng)會(huì)帶來流域的排水不暢以外,管道出水口底高程距河底高程的距離也會(huì)導(dǎo)致管網(wǎng)排水不暢。這主要是因?yàn)?在整個(gè)排澇過程中,河道內(nèi)水深多高于0.5 m,若管道出水口高程設(shè)置在距河底高程較近處,會(huì)導(dǎo)致該管道長(zhǎng)時(shí)間處于河道水位頂托狀態(tài)使排水不暢,因而,建議新規(guī)劃的管網(wǎng)應(yīng)保證管道出水口底高程高于河道底高程至少0.5 m,以保證管道澇水能順利排至河道。

4 結(jié) 論

利用InfoWorks ICM構(gòu)建了東濠涌流域管道、河道及地面二維的耦合模型,分析市政排水與水利排澇標(biāo)準(zhǔn)兩者之間的銜接關(guān)系。經(jīng)模擬計(jì)算得出5年一遇水利排澇標(biāo)準(zhǔn)無法滿足市政管網(wǎng)1年一遇排水要求,而市政排水1年一遇與水利排澇10年一遇的標(biāo)準(zhǔn)組合能夠協(xié)同排除城市流域澇水。市政排水與水利排澇是否能夠協(xié)同排除流域澇水不僅與兩標(biāo)準(zhǔn)的組合情況有關(guān),還與市政排水管道出水口底高程距河底高程的距離有關(guān),若管道出水口距河底高程的距離過短,會(huì)導(dǎo)致管道長(zhǎng)時(shí)間處于水位頂托狀態(tài),造成排水不暢。建議在城市排水管網(wǎng)規(guī)劃中,應(yīng)保證管道出水口底高程高于河底高程至少0.5 m,以確保管道澇水能順利排至河道。

[1] 車伍,楊正,趙楊, 等. 中國城市內(nèi)澇防治與大小排水系統(tǒng)分析[J].中國給水排水, 2013,29(16):13-19.(CHE Wu, YANG Zheng, ZHAO Yang, et al. Analysis of urban flooding control and major and minor drainage systems in China [J]. China Water & Wastewater, 2013,29(16):13-19.(in Chinese))

[2] 陸廷春. 南京市六合區(qū)市政排水與水利排澇設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期銜接關(guān)系[J]. 水利與建筑工程學(xué)報(bào),2012,10(6):191-194. (LU Tingchun. Study on connection relationship between return period of municipal drainage system and waterlogged drainage system in Liuhe district of Nanjing City[J]. Journal of Water Resources and Architectural Engineering, 2012,10(6):191-194. (in Chinese))

[3] 曾嬌嬌. 市政排水與水利排澇標(biāo)準(zhǔn)銜接研究[D]. 廣州：華南理工大學(xué),2015.

[4] 張明珠,曾嬌嬌,黃國如, 等. 市政排水與水利排澇設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期銜接關(guān)系的分析[J]. 水資源與水工程學(xué)報(bào),2015,26(1):131-135.(ZHANG Mingzhu, ZENG Jiaojiao, HUANG Guoru,et al. Analysis of cohesive relationship for return period of design rainstorm between municipal sewerage and waterlogging drainage[J]. Journal of Water Resources & Water Engineering, 2015,26(1):131-135. (in Chinese))

[5] 謝映霞. 從城市內(nèi)澇災(zāi)害頻發(fā)看排水規(guī)劃的發(fā)展趨勢(shì)[J]. 城市規(guī)劃,2013,37(2): 45-50.(XIE Yingxia. Development of drainage planning in view of frequent urban waterlogging disasters[J]. City Planning Review, 2013,37(2): 45-50. (in Chinese))

[6] 邵堯明,邵丹娜. 杭州市設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度信息技術(shù)研究[J]. 中國給水排水,2006,22(11): 55-59.(SHAO Yaoming, SHAO Danna. Study on information technology of design storm intensity in Hangzhou City[J]. China Water & Wastewater, 2006, 22(11): 55-59. (in Chinese))

[7] 周建康,朱春龍,羅國平.太湖流域小圩區(qū)設(shè)計(jì)排澇模數(shù)計(jì)算[J]. 中國給水排水,2004,20(12):64-66.(ZHOU Jiankang, ZHU Chunlong, LUO Guoping. Calculation for the designed flood drainage modulus in small lowlying region of Taihu Lake Basin[J]. China Water & Wastewater, 2004,20(12):64-66. (in Chinese))

[8] 劉俊, 俞芳琴, 張建濤, 等. 城市管道排水與河道排澇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系[J].中國給水排水, 2007, 23(2): 43-45. (LIU Jun, YU Fangqin, ZHANG Jiantao, et al. Study on relationship between design standards of pipe and river drainage[J]. China Water & Wastewater, 2007, 23(2): 43-45. (in Chinese))

[9] 黃維. 城市排水管網(wǎng)水力模擬及內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[D]. 廣州：華南理工大學(xué),2016.

Study on standard syntaxis of urban drainage between pipe and river based on urban storm flood models

HUANG Guoru1, 2, WANG Xin1

(1.SchoolofCivilEngineeringandTransportation,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640,China; 2.StateKeyLaboratoryofSubtropicalBuildingScience,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640,China)

There has been no unified method for the syntaxis of design standards of urban drainage and waterlogging drainage up to now. In order to study the standard syntaxis for two scenarios (municipal drainage of a one-year frequency storm flood with waterlogging drainage of a five-year frequency storm flood, and municipal drainage of a one-year frequency storm flood with waterlogging drainage of a ten-year frequency storm flood) in the Donghaochong Catchment, a two-dimensional urban storm flood model which couples underground drainage pipes, rivers, and surface ground was established using Infoworks ICM, providing technical support for the planning and design of urban drainage waterlogging. The results show that waterlogging will not occur in the Donghaochong Catchment with the combined standards for municipal drainage of a one-year frequency storm flood and waterlogging drainage of a ten-year frequency storm flood. However, the distance from the pipe outlet bottom to the river bottom also impacts the water level in the pipes. Therefore, it is suggested that the elevation of the pipe outlet bottom should be 0.5 meters higher than the river bottom elevation in the design of urban drainage networks.

municipal drainage; waterlogging drainage; standard syntaxis; urban storm flood model; Guangzhou City

10.3880/j.issn.1004-6933.2017.02.001

廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目(2016A020223003)；廣東省水利科技創(chuàng)新項(xiàng)目(2016-32)

黃國如(1969—),男,教授,博士生導(dǎo)師,主要從事水文水資源研究。E-mail:huanggr@scut.edu.cn

TU991

A

1004-6933(2017)02-0001-05

2016-09-13 編輯：徐 娟)