InfoWorks ICM雨洪模型在山地海绵城市建设的应用和实践
Info-works ICM模型在排水防涝规划决策制定中的应用
Info-works ICM模型在排水防涝规划决策制定中的应用摘要：以Info-wroks ICM软件为模拟平台，对某排水分区现状排水系统进行了模拟。
根据模拟结果，分别分析了不同降雨强度下现状排水系统的排水能力，不同降雨强度及外河水位下城区积水/内涝原因及相应情况。
并针对现状排水系统存在的问题，提出了相应的规划改造策略。
关键词：Info works ICM模型；排水防涝规划；决策制定；应用随着城市化的逐渐推进，城市水文环境恶化，城市地表径流系数普遍提高，不透水地块面积增加导致径流量增加，城市内河调蓄能力下降，城市排水系统负荷增加，引发城市产生严重的内涝问题。
当下，洪水造成的城市内涝灾害损失越来越大，已成为阻碍城市化进程推进的制约因素。
《室外排水设计规范》（2016版）局部修订版中提出，当涉及范围的汇水区超过2平方公里时，宜考虑降雨在时空分布不均匀性和管网汇流过程，采用数学模型法计算雨水设计流量。
此外，“海绵城市”建设理念中也提出了雨洪精确化管理的要求。
上述要求的实现，需要利用模型软件进行具体的量化分析。
因此，利用水文模型对排水防涝规划决策制定进行辅助分析，是今后完善雨洪管理体系的一种趋势。
InfoWorks ICM（Intergrated Catchment Management）模型软件作为一个动态的降雨-径流模拟模型，能够在某一单一降雨事件下对城市雨洪系统的雨型情况进行模拟分析。
在对城市排水管网进行普查的基础上，Infoworks ICM可以对城市的排水系统能力进行评估，并且直观的反映城市内部积水及内涝情况。
本文结合实际工程案例，评估现状及规划后城区径流特征及符合系统负荷情况，从而指导城市雨洪系统的规划与改造，同时也为其他城镇开展模型构建工作及城市排水防涝规划决策的制定提供技术参考。
works ICM模型软件介绍Infoworks ICM软件在排水防涝规划的应用中，主要涉及应用三个功能模型板块，分别为排水管网系统水力模型、河道系统水力模型、二维城市/流域洪涝淹没模型。
Infoworks ICM软件应用于城市山洪管理工程案例分析
2020年8月第8期城市道桥与防洪防洪排水187 D01:10.16799/ki.csdqyfh.2020.08.051Infoworks ICM软件应用于城市山洪管理工程案例分析刘磊1,冯颖莹"，党诗怡#,张佳奇$,郑书航$,杨帅$,孙成超$（1.郑州高新供水有，河450001； 2.市水投资控股有，河南郑州450000；3.市区水，市301900；4•中国市政工程设有，市300381）摘要：某城市高铁站区建设范围受到东侧暴雨山洪水影响，在工程建设过程中，需有效的对山洪水进行疏导和排放，确保高铁站区的安全运行。
利用新建高铁站和周边道路改建的契机，排洪箱涵随路敷设，将山洪水排入项目区西侧8km的收纳河道。
工程实施过程中，6洪流量资料较为缺乏，如何确定山洪流量和运用相关工程设施对山洪水进行消能和安全排放是该项目需要解决的主要。
的雨量排洪箱涵的能，该工程实施过程中，利用Infoworks ICM 软件模拟分析山洪不标水过程确定山洪的流量，运用消能施山洪的能和势能，保障排洪箱涵设施的安全运行。
对市的山洪工程具有。
关键词：Infoworks ICM;排洪箱涵；消能施中图分类号：TV872文献标志码：B文章编号：1009-7716（2020）08-0187-050引言山洪是中中影响，上的叫中，，，雨分为不，分区暴雨中山洪［2］。
暴雨山洪及其次生对人们生命和财产安全造成了巨大的损失。
暴雨山洪往往有突性，水量中，流速大、冲刷破坏力强，水流中挟带泥沙甚至石块等［3-5］。
在市的山洪规划中，近期宜工程施和非工程措施相结合为，远期植物种植施为叫文将以某市高铁站区山洪排岀工程为案例作为分析，介绍山洪的相关策略和S1工程概述和规模该工程体高铁站区正好位山洪通道下游，现状泄洪通道已经形成冲沟，现状周边区为农田。
项目实施完毕后，冲沟下游农田为高铁新。
高铁站区及新建设将受到东侧暴雨山洪的威胁。
该项目结合高铁新干道建设，采取排洪箱涵工程施将山洪收转输，运至西侧8km外的末端水体和河道收纳。
海绵城市中雨水模块施工技术的应用及研究
海绵城市中雨水模块施工技术的应用及研究摘要：我国在2012年4月对"海绵城市"的概念首次提出，2015年4月2日正式将16个城市作为海绵城市建设试点后，近几年海绵城市相继在各个城市推广建设。
海绵城市是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的"弹性"，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水释放并加以利用。
其中雨水模块是海绵城市的核心，它的施工技术好坏直接影响海绵城市雨水系统是否正常运行，本文将对雨水模块施工技术做相应研究，希望为同行提供参考，能够让海绵城市的建设走进我国各个城市。
关键字：海绵城市、雨水模块、施工技术1雨水模块简介及工艺流程雨水模块有预处理系统（截污挂篮、弃流装置）、雨水蓄水系统（模块蓄水池、玻璃钢清水箱）、净化处理系统（地埋一体机）、雨水供水系统（雨水供水泵）、雨水控制系统（多功能控制柜）。
雨水处理系统施工中先设置一座雨水收集池，用于雨水的储存、处理和绿化浇洒，再在蓄水池后端增加雨水地埋一体机，对水质进行进一步处理，保障净化出水达到用水水质要求。
雨水收集工艺流程：2流程说明2.1预处理系统2.1.1截污挂篮装置截污挂篮装置为PE成品材料制作，内置不锈钢过滤网和不锈钢提篮，内置过滤网径为2mm的过滤网可以拦截较大垃圾和树叶。
提篮设提手，可将篮子中的沉淀砂砾和过滤产生的垃圾清理，有效保护后期装置的正常工作。
2.1.2弃流过滤装置由于降雨过程中，初期的雨水冲刷屋面和路面，其中夹杂着大量的粉尘和泥沙，水质较差，应对其进行弃留处理，弃留雨水直接排入市政雨水管网，对后期较为清澈的雨水进行收集储存后经适当的处理回用，以减少处理工序和降低运行费用等。
弃留要求可通过雨水弃留过滤装置实现，雨水弃留过滤装置依靠重力作用实现对初期雨水的弃留，雨水将首先通过低位敞口的排污管排放掉。
在雨水增大后，打在挡板上的压力增大，位于排污管上端的浮球在水流压力的作用下将排污管关闭，桶中液位升高，雨水通过水平的过滤网进行过滤后流向出水口，进行收集。
基于InfoWorks ICM模型的武汉市C城区排涝能力与渍水风险评估
第34期2020年12月No.34December ，2020基于InfoWorks ICM 模型的武汉市C 城区排涝能力与渍水风险评估摘要：为评估武汉市C 城区排涝能力与渍水风险，文章以实测数据为基础，采用InfoWorks ICM 软件建立了囊括整体汇水范围且包含河网及管线在内的一维、二维耦合水文水动力模型，并以《武汉市排水防涝系统规划设计标准》中的渍水评价标准为依据进行系统评估。
结果表明：C 城区管径超过800mm 的雨水管道中，约有30%的管道重现期不足1年一遇；在20年一遇及50年一遇的设计降雨条件下，渍水高风险区域分别占该主城区总面积的1.52%和2.08%，且均集中在沿江片与沿河片。
关键词：InfoWorks ICM ；水文水动力模型；排涝能力；渍水风险中图分类号：TU992文献标志码：A 江苏科技信息Jiangsu Science &Technology Information张文博，毛毅，杨超（武汉市政工程设计研究院有限责任公司，湖北武汉430021）作者简介：张文博（1992—），男，湖北武汉人，工程师，硕士；研究方向：给排水。
引言随着近年来武汉经济快速发展以及城市化进程的进一步加速，城市下垫面的硬化比例也不可避免地持续上升，同时叠加愈发频繁的极端降雨气候，导致城区内涝风险日益增加。
因此，借助快速发展的计算机技术，在实际降雨造成的灾害发生之前，对城区的排涝能力及渍水风险进行评估分析并以此为依据制定切实有效的应对方案便具有显著的意义。
雨洪模拟研究始于20世纪四五十年代的西方发达国家［1］，经过半个多世纪的发展演进，目前已诞生了几款较为成熟的城市雨洪模型软件，如英国Wallingford 公司的InfoWorks ICM 、丹麦DHI 的MIKE 以及美国环保署（EPA ）研发的开源模型SWMM ［2］。
其中，InfoWorks ICM 作为一款较好地整合了管网河道一维水力模型与城市地表二维洪涝模型的雨洪模型软件［3］，尤为学者所青睐，同时也获得了广泛的应用。
基于Infoworks_ICM_模型在内涝风险评估和海绵减控效果中的应用
Advances in Environmental Protection 环境保护前沿, 2023, 13(3), 655-662 Published Online June 2023 in Hans. https:///journal/aep https:///10.12677/aep.2023.133081基于Infoworks ICM 模型在内涝风险评估和 海绵减控效果中的应用卢文宝同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司，上海收稿日期：2023年5月17日；录用日期：2023年6月18日；发布日期：2023年6月28日摘 要以中部城市A 市海绵专项规划为例，介绍了基于Infoworks ICM 模型在排水管网负荷评价、内涝风险评估以及海绵城市规划中的应用。
新技术的应用为排水管网优化设计提供新的设计思路，制定了内涝风险多要素的综合评价体系，量化了海绵减控效果的分析。
分析结果，优化方案管网在满足设计要求P = 2a 重现期下能够适当超负荷压力运行，充分发挥管网排水潜能；多因素的综合评价体系划定了研究区域内涝风险等级和范围；通过组合LID 海绵措施在不同降雨强度下径流总量控制率达到67%~78%，对冲刷污染物SS 的控制率为64.2%，较无LID 措施开发情况下显著提高。
关键词Infoworks ICM ，内涝风险评估，海绵规划Application of Information on Waterlogging Risk Assessment and Sponge Reduction andControl Effect Based on Infoworks ICM ModelWenbao LuTongji Architectural Design (Group) Co., Ltd., ShanghaiReceived: May 17th , 2023; accepted: Jun. 18th , 2023; published: Jun. 28th , 2023卢文宝AbstractTaking the sponge special planning of City A in the central city as an example, the application of the Infoworks ICM model in drainage pipe network load evaluation, waterlogging risk assessment and sponge city planning is introduced. The application of new technology provides new design ideas for the optimal design of drainage network, establishes a comprehensive evaluation system of multiple factors of waterlogging risk, and quantifies the analysis of sponge reduction and con-trol effect. Simulation analysis results show that the pipeline network of the optimized scheme can operate at appropriate overload pressure under the recurrence period of P = 2a to meet the de-sign requirements, and give full play to the drainage potential of the pipeline network; the mul-ti-factor comprehensive evaluation system delineates the risk level and scope of waterlogging in the study area; Through the combination of LID sponge measures, the total runoff control rate under different rainfall intensities reaches 67% to 78%, and the control rate of the scouring pol-lutant SS is 64.2%, which is significantly improved compared with the development without LID measures.KeywordsInfoworks ICM, Waterlogging Risk Assessment, Sponge PlanningCopyright © 2023 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). /licenses/by/4.0/1. 引言随着科学技术的发展，在规划设计当中模拟仿真技术手段的使用愈加成为趋势，在内涝风险评估和海绵城市规划设计当中尤其如此。
infoworks icm在城市排水系统雨水管网改造中的应用
动量平衡方程，对于节点写出水量平衡方程，采用动 力波求解完整 的 圣 · 维 南 方 程，可 以 考 虑 管 渠 的 蓄 变、汇水、入口及出口损失、逆流和有压流动。
１ 研究区域概况
以宁德市 主 城 区 为 研 究 区 域，范 围 为 北 至 西 陂 塘水闸，南至铁基湾，东至福宁南路、金马南路、东湖 塘 ２５孔闸，西至鹤峰南路，总面积约 ４５３ｋｍ２。
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２０２０年 第 ３期 （第 ４８卷）
Байду номын сангаас
黑 龙 江 水 利 科 技 ＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＨｙｄｒａｕｌｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｎｏ３２０２０ （ＴｏｔａｌＮｏ４８）
根据统计结果分析，宁德市主城区建筑密度高， 建筑、路面等不透水地面占 的 比 例 较 大，硬 化 地 表 （房屋、道 路 和 不 渗 水 广 场 ）面 积 约 占 总 面 积 的 ３１７％。为构建 模 型，进 一 步 对 宁 德 市 主 城 区 下 垫 面类型进行矢量化，矢量化结果见图 ２和图 ３。
草地
类型 房屋 道路
裸土
水体
地面 地面
基于宁德 市 主 城 区 现 状 地 形 图，研 究 区 域 内 下 垫面划分为以下八种：道路、裸土、草地、林地、房屋、 水体、透水地面、不透水地面。宁德市主城区不同下 垫面类型所占比率见图 １。
图 １ 宁德市主城区下垫面分布图
［收稿日期］２０２０－０２－０６ ［作者简介］游畅（１９８５－），男，湖北黄冈人，工程师，研究方向为水文水资源工程，水利河道设计。
２０２０年 第 ３期 （第 ４８卷）
黑 龙 江 水 利 科 技 ＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＨｙｄｒａｕｌｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
海绵城市模型选择及重难点分析
海绵城市模型选择及重难点分析发布时间：2022-11-08T06:18:11.557Z 来源：《中国建设信息化》2022年7月第13期作者：周涛[导读] 近年来随着海绵城市建设的不断推进，全国各地积累了大量海绵城市建设的经验，但仍存在因竖向设计、设施选择不合理等情况导致海绵城市未起到应有效果的问题。
周涛华蓝设计（集团）有限公司广西南宁 530000摘要：近年来随着海绵城市建设的不断推进，全国各地积累了大量海绵城市建设的经验，但仍存在因竖向设计、设施选择不合理等情况导致海绵城市未起到应有效果的问题。
因此为了进一步提升海绵城市方案设计的科学合理性，各地市提出要求在海绵城市方案设计过程中应通过建立模型模拟的方式，进一步检验及校核海绵城市设计的合理可行性，因此本文就如何进行海绵城市模型软件的选择及模型建立过程中应注意的问题进行研究，为开展海绵城市方案设计模型建立提供经验参考。
关键词：海绵城市，模型，评估1引言随着城镇化的发展，城市建设进一步完善，人民生活水平也得到进一步提高，而伴随着城市发展的还有日益严重的城市病问题，人民在享受城市发展带来的便利的同时，渐渐失去了对城市原本的青山绿水的回忆。
探索人与自然和谐共处，构建可持续发展城市，是当下我国迫切需要解决的问题，而海绵城市建设作为尊重自然，改善城市水循环过程的一种新型的雨洪管理模式得到了前所未有的重视。
2015年确定首批海绵城市试点城市至今，各试点城市积极开展海绵城市建设，各类工程项目都在如火如荼的进行中[1-3]，而如何判断项目海绵城市的建设效果，现阶段我国主要采用的评价方法主要以实地效果监测。
通过实地的调查，观察设施的建设情况，积水深度，植被生长情况、土壤质地、并通过人工降雨等手段检验低影响开发设施的入渗率等进行判断，而通过以上实地效果监测的方式，属于事后评价阶段，通过评价对方案进行调整会造成不断返工的资源浪费，同时降低了海绵城市理念在社会的认同感，因此如何在设计阶段就做好科学分析和设计，使海绵城市真正发挥它应有的效果是关键，而近年越来越多的地市提出了在海绵城市方案设计过程中，应建立项目的海绵城市建设模型，通过模型模拟分析手段，对设计方案效果进行预判，从而提高方案设计的落地性及可行性。
InfoWorks ICM排水管网模型在实际中的应用
InfoWorks ICM排水管网模型在实际中的应用赵琬玉【摘要】采用InfoWorks ICM排水管网模拟软件,建立排水管网模型,通过对内涝风险的模拟,对现有排水设施进行内涝风险评估,综合分析排水系统排水能力及抵御内涝风险的能力.【期刊名称】《辽宁大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(042)002【总页数】5页(P118-122)【关键词】InfoWorks ICM排水管网模型;内涝风险评估【作者】赵琬玉【作者单位】本溪市规划设计研究院,辽宁本溪117022【正文语种】中文【中图分类】O291)InfoWorks ICM排水管网模型概况Infoworks-ICM模型是由英国Wallingford软件公司(前身为英国水力研究院)开发的排水系统模型.Infoworks-ICM可应用于城市排水系统的现状评估、改造规划和新建城市化排水系统的设计与规划等各方面.相比于以推理公式法等理论和工程经验为基础设计排水系统，排水模型具有不受条件限制，数值分析速度和效率高，耗时少，通用性等优势.能够高效地改善城市排水和污染控制的设计、建设与管理2)InfoWorks ICM排水管网模型基本原理城市排水管网模型主要可以分为水文模型、水力模型和综合模型三大类.水文模型主要采用黑箱或者灰箱模式模拟降雨的产流和汇流过程；水力模型则主要采用微观物理定律(如连续性方程和动量方程等)模拟坡面和管网中雨污水的流动，尤其是流速、流量等水力要素值的变化情况.综合模型则是水文模型和水力模型相结合并进行综合运用，包括对雨污水中污染物的排放和传输规律的模拟等.总体而言目前国际上研究较多，应用较为广泛的综合性模型主要是InfoWorks，SWMM和MIKE三类模型.其中在城市排水管网的模拟方面，InfoWorks功能最为齐全，应用也最为广泛.Infoworks ICM软件采用分布式模型模拟降雨-径流，即对集水区进行详细的空间划分，根据地形、土地用途、表面产流特征等要素将其分为子集水区，每个子集水区都进有一系列相应的参数进行定义和表征.Infoworks ICM管流水力模块提供两种水力计算模式供选择：完全解算法(Full Saint Venant solution)和压力流算法(Pressurised pipe model solution).对于明渠流，包括未充满水的管道流，Infoworks ICM的水力计算引擎采用完全求解圣?维南方程组的方式进行模拟，并用Preissmann 4-point scheme隐性法求解；对于明渠超负荷的模拟则采用Preissmann Slot方法，能够仿真各种复杂的水力状况.对于一些特定的压力管道，则可以选择压力流算法求解.总体而言，完全解算法应用更为普遍.圣?维南方程组的一般形式为：Q/x+A/t=qigy/x+vv/x+v/t=g(S0+Sf)-qiv/A式中：Q—流量；A—过水断面面积；qi—x方向单位长度的侧向入流量；t—时间；y—水深；S0—底坡；Sf—摩阻坡降；g—重力加速度；v—流速.3)InfoWorks ICM模型参数设置InfoWorks ICM模型需要输入的参数非常多，包括集水区用地和地形情况、检查井、管网、排放口、泵站、受纳水体以及降雨的详细信息.仅管网的信息旧需要包括长度、管型、管径、管材、坡度、流向、上下游管底标高、粗糙系数、起始端和终端空间位置等.在选择产流模型时，对渗透性表面和不渗透性表面分别考虑.对于渗透性表面，采用广泛应用于透水表面径流体积计算的新英国(可变)径流模型；对于不渗透性表面则采用Wallingford 固定径流模型进行模拟.而在选择汇流模型时，由于建模区域相对较小，划分的子集水区在1~100 hm2范围内，因此，汇流模型选择大型贡献面积径流模型，以求尽可能准确的模拟该区域的真实状况.按照住建部《城市排水(雨水)防涝综合规划编制大纲》的相关要求，模拟选择短历时(3 h)降雨，根据本溪暴雨强度公式：暴雨强度1年一遇3 h 降雨量为45.78 mm，2年一遇为54.48 mm，3年一遇为59.56 mm，5年一遇为65.97 mm.1)片区模型建立彩屯低洼区管网模型彩屯低洼区建立的管网模型如下图所示.范围西至煤铁路、彩屯沟，东至滨河南路，北至竖井路，南至彩屯沟，为彩屯区低洼区域，总面积约133.24 hm2.模型竖向地面标高范围为103.7~144.00 m，区域所处彩屯河河段的河道控制水位为102.32 m.模型共概化节点(检查井)115个，管道103条，总长度约6.02 km，其中暗渠长度为1.035 km.概化3处为自排口，1处为强排口，其中强排水泵排水能力为2.0m3/s，排水出口至太子河.2)模型模拟结果对于管网的现状排水能力，采用管网超负荷状态进行评估，分别模拟2年一遇、3年一遇和5年一遇降雨下的管网充满及流行状态.当某降雨重现期下管网满足设计条件(满管流、重力流)时，则呈现不超负荷的状态(颜色显示为蓝色)，此时认为管道满足该设计重现期所需的排水能力；如果某降雨重现期下管网呈现超负荷状态(压力流，颜色显示为粉红色)，则表明管道现状排水能力不足该设计重现期.彩屯低洼区在二年一遇降雨的情况下，彩屯低洼区管网排水能力如图1所示，根据统计结果，大部分管网无法满足一年一遇的排水能力，能够满足一年一遇排水能力要求的管道长度的仅占总管道长度的29.77%，且全部为滨河北路上的主管道.根据模拟结果，在一年一遇降雨的情况下，华阳暗渠的排水能力亦无法满足要求.在三年一遇降雨的情况下，彩屯低洼区管网排水能力如图2所示，其中滨河北路上的主管道设计汇水区域主要为道路及周边较小区域，其排水能力满足三年一遇的要求，这部分管道占模拟区域总管道长度的29.77%.1) 内涝风险划分标准及评估方法①内涝风险划分标准按照《室外排水设计规范(2014版)》要求，根据城市积水特点，结合城市区域重要性及敏感性，对城市内涝等级进行划分，如表1所示：②模型模拟边界条件设定根据《室外排水设计规范(2014年版)》，内涝评估时规划区域选择30年一遇3h短历时暴雨，雨型选择芝加哥雨型.2)内涝风险的模型评估结果根据上述内涝风险评估标准，高风险区域在图中显示为红色节点，中风险显示为深蓝色节点，低风险显示为绿色节点，无风险则显示为天蓝色节点.对3个建模区域进行评估，评估结果如下：彩屯低洼区内涝风险模拟评估结果内涝风险模拟结果如图3所示，内涝评估结果经统计后如表2所示.彩图低洼区内涝风险较高，高、中风险区域占总面积的3.15%，其中重型街及彩兴路上两条主干管内涝高风险点集中.3)内涝风险模拟结果分析通过比较模拟结果和历史内涝点，可以发现，模型的模拟结果与历史内涝点的分布情况基本吻合.例如：彩屯低洼区重型街、重型街与彩屯南路交叉口、彩兴路与彩屯二路交叉口均为内涝积水点.此外，由于实际降雨的不确定性、不均匀性，区域地势、地表状况的复杂性，以及现状管网、排放口存在一定的淤积、堵塞等不可预知的状况，个别区域的内涝模拟结果可能与实际存在一定的出入.在积水点的整治过程中，应当结合实际情况进行全范围的普查和调研，对模型模拟结果进行进一步的复核和校正.对现状内涝风险点进行分析，对那些仍存在一定量的高、中风险内涝点进行整治，采取区域整体改造、新增管网、提高局部地面标高等针对性措施，因地制宜的进行整治，降低区域的内涝风险.【相关文献】[1] 《排水工程》(上、下册)[M].北京：中国建筑工业出版社.[2] 马庆骥主编.给水排水设计手册[M].北京：中国建筑工业出版.[3] 刘敏，权瑞松，许世远主编.城市暴雨内涝灾害风险评估：理论、方法与实践[M].北京：科学出版社.[4] 上海市建设和交通委员会，中华人民共和国建设部.《室外排水设计规范》(GB50014-2006).。
基于Infoworks ICM 的规划管网能力评估——以金鞭港地区为例
第2期2020年1月No.2January ，2020江苏科技信息Jiangsu Science &Technology Information张司宇1，王景芸1，李瑞2（1.湖北工业大学土木建筑与环境学院，湖北武汉430068；2.武汉鹏森环境科技有限公司，湖北武汉430068）引言近10年来，我国许多城市与地区内涝灾害频发，根据专项调查显示，超过60%的城市发生过内涝［1］，内涝已经严重影响着人民生活与社会经济。
内涝灾害的出现，一方面是受全球变暖、极端天气频频出现的影响；另一方面是许多地区的管网标准偏低，排水能力不足。
搭建合理的水力模型对规划设计城市排涝体系进行模拟，能够检验规划管网能力并为现状管网的优化改造提供根据。
1研究区域概况与内涝分析1.1研究区域概况金鞭港区域位于武汉市江夏区大桥新区南部，面积8km 2,东部毗邻汤逊湖，整体上呈南北高、中间低的地势，高程主要分布在18~34m 。
如图1所示，金鞭港区域内雨水主要由南北两侧道路下雨水管道收集后汇入金鞭港，金鞭港为主排水通道，将水排至汤逊湖，部分区域的雨水经收集管网直接排入汤逊湖。
1.2内涝成因分析汤逊湖水位一般为18~19m ，资料显示，其历史最高水位达到21.20m ，而根据《武汉市中心城区排水防涝专项规划》记载，汤逊湖规划控制水位仅为17.65m ，规划控制最高水位仅为18.65m 。
湖泊水位一旦超过最高控制水位，必然会引起上游管道顶托，导致上游地区出现渍水。
如图2所示，大桥村一区、大堰湾、李家湾、小蜜蜂食品厂门口等地区因局部地势较低，雨水在管网超过负荷时往往不能及时排走，从而形成渍水。
图1金鞭港区位图图2内涝成因分析作者简介：张司宇（1993—），男，河南平顶山人，硕士研究生；研究方向：建筑与土木工程。
基于Infoworks ICM的规划管网能力评估——以金鞭港地区为例摘要：日益频繁的城市内涝给市民的出行带来了极大的不便，尤其是旧城区开发程度以及现状管网设计标准较低，甚至出现了逢雨必涝的现象，因此，对现状管网进行优化改造就显得尤为重要。
水力模型软件在城市排水防涝规划中的应用
水力模型软件在城市排水防涝规划中的应用作者：许丙未来源：《装饰装修天地》2018年第23期摘要：随着城市快速发展，配套排水设施规划滞后，导致部分区域雨天排水不畅，甚至积水严重。
通过水力模型软件模拟不同降雨情景，对城市现状排水设施进行评估，依据评估结果可以在排水防涝规划中更加有效地针对相关问题提出解决办法。
关键词：InfoWorks ICM；排水防涝1 城市排水防涝规划规划思路及方法（1）进行排水系统分区，合理规划排水防涝分区服务范围及涝水行泄通道；（2）根据内涝风险评估结果，确定重点研究区域；（3）利用模型软件，在相应工况下对规划管网模拟，评估排水管网规划方案实施后，主要积水区域分布及积水淹没情况；（4）根据评估分析的结果，对城市平面及竖向加以控制，优先考虑从汇水源头降低城市内涝发生的可能性；（5）根据模拟得出的积水区域及积水量，在防涝分区内规划雨水行泄通道与雨水调蓄设施；（6）整合集成规划防涝方案，利用模型验证规划方案的实施效果。
2 ICM模型简介InfoWorks ICM采用分布式模型模拟降雨-径流，基于详细的子集水区空间划分和不同产流特性的表面组成进行径流计算。
降雨-径流由三个模型部分组成：初始损失、产流和汇流。
[1]。
InfoWorks ICM集成世界广泛应用的多种模型选项，可满足不同地区用户的需要。
3 评估方法及相关参数确定3.1 评估方法基于ICM模型，借助于GIS技术，建立地形模型、降雨模型、排水模型和地面特征模型，模拟内涝在发生的情景。
根据积水深度及积水时间开展内涝风险评估，基于情景模拟内涝风险评估法能直观的、高精度地反映一定概率的致灾因子导致的灾害事件的影响范围与程度，能高精度地反映灾害风险的空间分布特征[2]。
采用不同重现期（0.25，0.5，1，2，3，5年）芝加哥降雨雨型，雨峰位置为r=0.4[3]；评价指标为管道充满度A模拟值，即A=[S-DH]式中，A—为管渠充满度；S—为水位高程（米）；D—为管渠底高程（米）；H—为管渠高度（米）。
浅析海绵城市建设背景下的雨洪管理技术手段应用
182浅析海绵城市建设背景下的雨洪管理技术手段应用孙雨北京林业大学摘要：城市化进程加快导致了土地原有的水文条件发生改变，洪涝灾害加剧、水质污染严重，传统工程手段来排水、防洪已经无法应对日益严峻的雨洪问题。
为推进我国海绵城市建设，进一步改善我国大中城市的雨洪管理情况，解决水体污染、城市内涝的问题。
首先分析了城市湿地景观在我国推进海绵城市建设中重要生态作用，并提出了针对集雨型绿地雨洪管理、改善水质策略。
实现集雨型绿地改善生态环境、提升景观效果、缓解城市内涝的作用，并达到实现区域内外排雨水净流总量控制率，消减流经客水污染物排放总量的目标，解决川中大市场雨污水、公园内河及水塘黑臭水体的目的，并营造季节性雨水景观。
将生态湿地公园改造成为兼具功能性及观赏性的城市景观。
关键词：雨洪管理；湿地公园；雨水景观；海绵城市1.研究背景由于城市化进程加快，水资源被过度开发利用，水质严重污染，加之我国的地理位置和气候条件导致我国洪涝与干旱并存，市政工程基础设施存在相当的局限性，排水能力有限，落后于城市化进程；基础设施将排水和防洪视为唯一目标，其功能也受到限制，缺乏在雨水资源利用、生态环境恢复、游憩休闲方面的作用。
与此同时，生态文明建设已经渐渐成为主流思想，随着全球一体化的发展，国外雨洪管理的概念也影响着我国生态文明建设的轨迹，通过生态手段来解决雨洪问题逐步成为主流。
1.1现行雨洪管理技术存在的诸多问题我国气候条件较为复杂，水资源短缺的问题比较普。
我国西部北部城市极度缺乏水资源，但对于可利用的雨水资源却缺乏相应的管理措施，造成干旱与内涝灾患并存的窘况。
多数城市因过于追求城市化导致硬质地面替代了自然植被，地表径流下渗困难，城市排污系统也并不完善，污水净化系统不能起到相应的作用，直接导致了雨污合流的问题，一方面地表径流得不到妥善管理和利用，另一方面污水得不到处理和排放，对于雨水的利用程度非常低。
此外，面临暴雨天气之时，城市排水系统往往无法承担这样的排水压力，更造成了城市内涝等严重问题。
基于InfoWorks ICM模型的防洪排涝系统研究
基于InfoWorks ICM模型的防洪排涝系统研究王连接（厦门市城市规划设计研究院，福建厦门361000）摘要为解决城市防洪系统与排涝系统的衔接，以厦门北高铁站为例，构建了基于InfbWorksICM模型的防洪排涝系统。
通过模拟50年一遇暴雨工况下地面内涝积水情况,并与实际积水点对比，发现该模型具有良好的精度和可靠性。
在此基础上，利用该模型模拟厦门北高铁站在不同设计暴雨重现期下的雨水管网排水能力、内涝积水深度、河道水面线。
结果表明，该模型能较好地解决防洪系统与排涝系统之间的衔接问题，通过雨水管网和防洪河道的规划布置，使得该区域能满足百年一遇的防洪及排涝标准要求。
关键词防洪排涝规划；数值模拟;InfoWorks ICM模型0引言近年来，全国各地极端暴雨天气频繁发生,给城市安全带来了较大的隐患。
为满足厦门北高铁站片区开发建设需求,准确指导片区防洪排涝建设工作,需对片区防洪排滂系统进行规划,明确外围排洪渠规模,确定排洪渠水面线,解决防洪水位与高铁站设计标高的竖向关系，综合评估高铁站的洪涝风险。
然而城市的防洪系统和排涝系统由于行业和主管部门的不一致，所采用的设计标准也不一样。
城市外来洪水和城市内涝是互相影响和制约的,洪水位过高会顶托城市涝水的排出，城市排涝能力过强又会增加河道的行洪压力，抬高河道的洪水位。
如何做好防洪系统和排涝系统的衔接，确定合理的河道规模及雨水管道布置，确保片区不受洪水及内涝的威胁，是本文主要研究的内容。
1模型应用现状及概况1.1模型应用现状香港80年代就开始使用InfoWorks模型,用于香港岛雨水管网系统的总体规划。
王诗嬪、魏忠庆、黄瑾等人利用城市排水模型,对不同降雨重现期设计降雨对现状排水系统进行了模拟研究，根据模拟结果分析了现状排水管网排水能力日。
刘志生、黄国如、马海波构建了典型汇水区域的雨水冰模型,并分析实际地面积水情况,验证模型准确性,用于评估现状排水系统的运行状况何。
程涛、董磊、汉京超利用InfoWorks模型，通过耦合一维排水管网和二维地表漫流模型，模拟出不同设计雨型下的内涝积水范围，并形成内涝风险分区图冋1。
海绵城市理念在雨洪资源利用中的实践分析123
海绵城市理念在雨洪资源利用中的实践分析摘要：海绵城市理念的提出是雨洪利用理论的创新和发展。
海绵城市的建设既能改善我国逢雨必涝的现状，又能利用雨水资源来改善城市的生态环境。
本文论述了海绵城市的概念及特征，阐述了海绵城市建设的意义，并探讨了海绵城市理念在雨洪资源利用对策。
关键词：海绵城市；雨洪；利用；对策海绵城市的建设是实现城市化和自然生态系统协调发展的有效途径，有力克服了城市化发展过程中的问题。
目前，无论城市规模的大小，建设海绵城市已经是大势所趋，其推动了新型城镇的建设，在城市化发展中贯彻落实了以人为本的思想理念。
一、海绵城市概念及特征1、概念。
海绵城市是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，也可称之为“水弹性城市”。
国际通用术语为“降低影响开发雨水系统构建”。
下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。
2、特征。
1）注重城镇化和自然环境的协调发展，在对城市地下水、自来水等进行存储、排放、使用时不是依靠传统的地下管道，而是依靠城市自然环境综合利用各种措施吸收、存储大气降水和地下水，进而缓解城市的洪涝问题；2）让城市“弹性适应”环境变化与自然灾害，海绵城市建设思路不仅注重恢复和保持城市内部的水系统，更注重原有自然生态系统的保护，重视城市系统的自我调节；3）转变了排水防涝思路，海绵城市彻底摒弃了“快排式”传统的排水模式，在城市排涝过程中始终坚持“渗、滞、蓄、净、用、排”的六字方针；4）开发前后的水文特征基本不变，海绵城市构建了一个良性的水系统。
二、海绵城市建设的意义全球气候变暖，与内涝有关的高、强、特大暴雨、飓风台风等极端气候频现；城市高楼耸立、循环不畅，城市上空的热气流无法疏散，城市热岛产生的局地气流上升有利于对气流性强降雨的发生，同时城市空气中的凝结核多，也会促进降雨，由此形成的“雨岛效应”是城市内涝的诱因之一。
另外，在城市开发过程中，大量的硬质铺装改变了原有的生态环境和水质特征，降雨不能及时渗透，形成地表径流，传统的城市排水体系难以适应强降雨形成的径流量洪峰，产生城市内涝，海绵城市建设的实质是控制径流，降低汇流是海绵城市控制的关键。
基于SWMM模型下的海绵城市开发应用
[参考文献]
[1]周玉文，赵洪宾．排水管网理论与计算[M]. 北京：中国建 筑工业出版社，2000. [2]王文亮，等．基于SWMM模型的低影响开发雨洪控制效果模
拟[J]．中国给水排水，2012，28（21）：42-44.
[作者简介] 寇殿良，硕士，高级工程师，广西壮族自治区交通规划勘察设 计研究院第二市政工程设计分院副总工程师。 卢阳阳，硕士，广西壮族自治区交通规划勘察设计研究院。 王红梅，广西壮族自治区交通规划勘察设计研究院。 刘启岚，广西壮族自治区交通规划勘察设计研究院。
的水文特征接近开发前，可以有效地缓解城市内 涝、削减城市径流污染负荷，保护和改善城市生 态环境。
2014年底，住房城乡建设部对外印发《海绵 城市建设技术指南》，根据该指南，今后城市建 设将强调优先利用植草沟、雨水花园、下凹式绿 地等措施组织排水，城镇排水防涝系统的建设理 念将发生重大转变。
3 SWMM模型介绍
1 引言
随着城市化进程的加快，城市硬化面积不断 加大，雨水径流越来越大，给城市排水管网的压 力越来越大，产生的城市内涝严重危害人们的出 行安全。随着低影响开发（以下简称“LID”）理 念从国外的引入，越来越多的LID技术开始应用 于城市开发建设，并取得了一定的效果。为了应 对城市内涝灾害，政府提出了“海绵城市”的理 念，本文运用SWMM软件模型对南宁市某小区进 行模拟，验证运用LID技术后的开发建设满足“海 绵城市”的要求。
广西城镇建设
编辑＿雷 芝 设计＿梁 元
基于SWMM模型下的海绵城市 开发应用
□ 寇殿良 卢阳阳 王红梅 刘启岚
[摘 要] 通过SWMM软件，结合实际案例对南宁市某小区的LID措施进行模拟分析，模拟的结果表明该小区采取的LID 措施有效，达到削减流量峰值的目的。 [关键词] LID；SWMM；海绵城市；排水管道 [文章编号] 1672-7045（2015）12-0130-03 [中图分类号] TU992 [文献标识码] B
利用SWMM模拟LID在宣城海绵城市示范区的雨洪控制效果2
利用SWMM模拟LID在宣城海绵城市示范区的雨洪控制效果2摘要主要利用SWMM，以其它常用于分析水利情况的软件为辅，选取宣城市海绵城市示范区为研究对象，进行不同降雨强度条件下的暴雨模拟数据处理，模拟低影响开发措施（LID）对城市雨水的控制效果。
其中，低影响开发措施以下凹式绿地和生物滞留网格为例。
结果表明，低影响开发（LID）技术可有效降低城市内涝风险。
关键词模拟雨洪控制暴雨管理模型低影响开发目前，我国城市给排水建设主要面临水资源短缺、内涝频繁发生等问题。
因此，有必要加强海绵城市的给排水建设，以改善城市居住环境，满足城市居民不断增长的供水需求，促进城市化健康发展。
建设海绵城市的措施中，重中之重的是低影响开发技术的应用。
美国环境保护署(EPA)发现，在绝大多数情况下，通过合理使用LID设施，不仅能够有效降低项目总成本，同时也有助于改善与保护水质。
所以，本研究中运用SWMM5.1、AutoCAD、ArcGIS10.1、GoogleEarth以及Excel等软件进行建模及数据处理。
1 研究内容综述1.1SWMM模型介绍SWMM是EPA开发的一个比较完善的城市暴雨水量、水质预测和管理模型，可根据降水输入和系统特性模拟完整的城市降雨径流过程，具有较好的灵活性，通用性较好，准确性较高，与其他模型相比，SWMM的模拟结果与实测值更加相近，且模拟的径流量达到峰值所需要的时间更短。
故SWMM被专业领域公认为现阶段城市地表径流研究的最佳模型。
1.2研究区域概况随着全国范围内海绵城市建设浪潮的兴起，安徽省以海绵城市建设试点城市为契机，制定多项地方建设标准。
宣城市具有良好的自然生态条件，在以往的城建工作中，就融入了低影响开发的建设理念，在多个重点建设项目中率先提出要建设透水砖、植草沟、下沉式绿地等低影响开发措施。
目前为了规范城市低影响开发雨水工程的规划、设计和实施管理，推动宣城市生态文明建设，落实海绵城市创建要求，在宣城市中心城区建立了海绵城市示范区，示范区总面积为20.54平方公里，包含两个完整的雨水分区以及以宛陵湖为主的特色生态区，可以充分发挥海绵城市建设项目源头控制的功能，同时整体连片也可以充分增强示范效果和关联性，通过对城区最大天然海绵体的保留、有限度的开发，体现了对原有生态系统的尊重。
基于InfoWorks_ICM_模型的地铁站点洪涝模拟与分析
文章编号:1006 2610(2023)03 0001 06基于InfoWorks ICM 模型的地铁站点洪涝模拟与分析武慧生(太原市市政工程设计研究院,太原 030002)摘 要:以太原地铁1号线一期工程为例,构建了基于InfoWorks ICM 的地铁站点排水模型,并通过实测暴雨数据进行率定验证,保证了模型计算和结果分析的可靠性㊂结果表明:在设防标准降雨情景下,通过该模型可模拟得出太原地铁1号线各站点可能的淹没水深㊁淹没范围,全面地反应了各地铁站点防洪防涝能力,为地铁站点后续的建设和运营提供科学的技术支撑㊂关键词:InfoWorks ICM;地铁站点;排水模型;防洪防涝中图分类号:TV122;P333.2 文献标志码:A DOI :10.3969/j.issn.1006-2610.2023.03.001Simulation and Analysis of Flooding in Subway Stations based on InfoWorks ICM ModelWU Huisheng(Taiyuan Municipal Engineering Design and Research Institute ,Taiyuan 030002,China )Abstract :In this paper ,the drainage model of subway stations was constructed based on InfoWorks ICM using the phase I project of Taiyuan Metro Line 1as an example.The model was calibrated and validated using measured rainfall data to ensure the reliability of cal⁃culation and result analysis.The results show that under the standard rainfall scenario ,the model can simulate the possible submerged water depth and inundation range of each station of Taiyuan Metro Line 1,which comprehensively reflects the flood prevention and water⁃logging capacity of each subway station ,and provides scientific and technical support for the subsequent construction and operation of the subway station.Key words :InfoWorks ICM ;subway station ;drainage model ;flood and waterlogging control 收稿日期:2023-04-09 作者简介:武慧生(1991-),男,山西省晋中市人,工程师,主要从事城市防洪和河道生态治理方面的设计和研究工作.0 前 言随着中国地下轨道工程的迅速发展,其安全问题越来越受人重视㊂近些年,国内极端天气频发,暴雨强度呈现增大的趋势,并由此导致各种气象灾害㊂全国许多城市都曾发生过由暴雨导致的基坑塌陷㊁地铁站进水等事故㊂2016年7月24日,西安部分地区下起暴雨,西安地铁1㊁2号线部分车站的个别出入口临时关闭,小寨车站临时关闭,列车在该站采取越站通过[1]㊂2020年5月22日,广州局部地区出现特大暴雨,广州地铁官湖㊁新沙地铁站大量进水,13号线地铁线被迫停运排水㊂2021年7月20日,郑州特大暴雨造成 郑州地铁5号线亡人事件”[2]㊂鉴于近些年我国常发生极端暴雨及地铁受淹的情况,本文构建基于Infoworks ICM 的地铁站点防洪排涝模型,对太原地铁1号线一期工程的各个站点进行了模拟分析,分析存在较大隐患的站点,提出相应的解决方案和建议,为地铁站建设和运维过程中的防洪排涝工作提供技术支撑㊂1 基于Infoworks ICM 的地铁站点的雨洪模型构建 Infoworks ICM 是一款能完整模拟城市雨水循环系统,实现城市排水管网模型与河道模型耦合的软件[3],包含降雨径流模拟㊁管网水流模拟㊁河道水力模拟㊁城市淹没模拟等功能[4]㊂1.1 太原地铁1号线概况按照‘2015 2023年太原市城市轨道交通建设规划调整“,太原市轨道交通线网规划共8条线路,总里程266.3km;近期规划建设1㊁2㊁3号线,总里程93.35km㊂太原市地铁近期规划建设线路如图1所示㊂图1 太原市地铁近期规划建设线路太原地铁1号线是太原市开工建设的第2条线路,起点西山矿务局站,终点武宿机场站,途经万柏林区㊁迎泽区㊁小店区3个行政区,是衔接太原站㊁太原南站及太原武宿国际机场的骨干线路㊂全线长28.74km,共设置车站24座,全部为地下站㊂1.2 研究方法本次研究从太原地铁1号线一期工程各站点的地势㊁水文地质㊁雨水管网㊁河湖建设等影响因素出发,采用数学模型法,充分考虑各种影响地铁站点防洪排涝的因素,模拟并确定出各站点淹没水深及持续时间㊂指出风险等级较高,需采取处理措施的重要站点,提出针对这些高风险站点的工程与非工程对策措施㊂1.3 模型建立依据排水㊁防涝㊁防洪现状及规划,本研究将1号线的25座站点划分为9处排水子分区,在此基础上建立5处区域模型,进行排水管网与地表河道耦合模拟,评估区域的防洪排涝能力,识别风险点㊂收集1号线范围内的现状管网㊁河道㊁调蓄池及泵站等排水设施的情况,采用一维和二维模拟引擎的结合,从1∶500地形图导入区域高程数据,如图2所示,然后利用AutoCAD ㊁GIS 及其他地理数据导入区域中的各类构筑物,在此基础上采用泰森多边形结合局部调整的方式自动生成三角计算网格,而不同集水区根据土地现状及规划选取合适的综合产汇流参数,通过多次检验㊁修改,完善水力模型㊂各站点具体流域划分及参数见表1,模型(部分)如图3所示㊂图2 玉门河㊁虎峪河系统地形及管网数据图3 玉门河㊁虎峪河系统模型1.4 模型率定与验证为使模型更为真实地描述现实排水规律,本次研究采用实际的历史暴雨情况对所建立的模型进行校核,不断优化模型参数,保证模拟结果真实可靠㊂2016年7月19日,太原市遭遇暴雨袭击,降雨峰值达24.2mm /h,12h 累计降雨量105mm,24h累计降雨量131.8mm,属于大暴雨㊂距离本项目较近的柳巷北路(中校尉营~开化寺街)段最大积水深度超过60cm㊂经测试,影响本区域积水深度的敏感参数为管道当量粗糙度及淤积程度㊂故率定调整规则为:采用当量粗糙度分别为1.5mm(混凝土管材典型值)㊁3mm(粗糙混凝土及光滑砖砌)㊁15mm(脏的排水管道典型值)3种参数分别进行模拟,选取柳巷北路(中校尉营~开化寺街)段沿线4个点,测算其淹没水深及持续时间,依据太原市内涝积水点和走访调查结果,当量粗糙度3mm 更接近真实结果,模型选取管道当量粗糙度3mm 进行模拟及应用㊂2 洪涝模拟及风险分析2.1 设防标准依据‘太原市排水防涝设施建设规划“,太原市内涝防治重现期为50年一遇㊂依据‘太原市城市防洪专项规划“,太原市核心区防洪标准100年一遇㊂本次太原地铁1号线一期工程各站点及区间出露风井的防涝标准为100年一遇(P =1%),计算区域的城市内河上下游防洪标准按照100年一遇同步标准㊂表1 太原地铁1号线一期工程各站点范围及流域划分序号地铁站名排水区域建模区域建模面积/ha管网全长/km划分区域/个径流系数汇流系数其他12西山矿务局站西铭路站玉门河自排系统3456客运西站金阳路站小井峪站下元站虎峪河自排系统7迎泽桥西站滨秀园泵排系统玉门河㊁虎峪河区域253212633650.8830.02玉门河11.17km ;虎峪河8.61km;泵站2座89101112桃园路站大南门站柳巷南口站五一广场站建设北路南站康乐街泵排系统康乐街泵排区域6735614810.9020.02泵站2座;调蓄池1座1314太原站东广场站迎泽东大街站5㊁6号调蓄池系统1516朝阳街站南内环街站南沙河自排系统南沙河区域153********.8910.02南沙河3.01km;泵站1座;调蓄池2座17东太堡站窑厂㊁狄村系统18192021长风东街站学府街站省农科站太原南站马庄沟㊁许坦渠系统马庄沟㊁狄村渠㊁许坦渠区域1004.56710590.8990.02缓洪池1座;泵站1座222324中心街东站龙城大街东站武宿机场站北张渠㊁1号渠排洪系统北张渠㊁1号渠区域2485.510015930.9100.021号渠4.4km;缓洪池2座2.2 降雨模拟地铁工程防洪防涝分析重点是防治内涝及涉河防洪问题㊂防洪是防外水,防涝是治内水㊂洪涝同源,都产生于流域暴雨㊂暴雨雨型对洪涝模拟影响显著[5-6]㊂目前,我国在市政排水短历时与水利防洪长历时的设计雨型以及排水防涝标准和防洪标准方面尚无明确的统一标准㊂基于此情况,本文采用排水短历时(3h)和防洪长历时(24h)两种设计降雨雨型分别模拟强降雨和连续性降雨情况各站点的内涝情况㊂2.2.1 短历时降雨短历时降雨采用太原市市政工程设计研究院与山西省气象科学研究所共同推导发布的暴雨强度公式,即:q =1808.276(1+1.173Ig P )(t +11.994)0.826(1)式中:q 为暴雨强度,L /s㊃ha;P 为设计重现期,a;t 为降雨历时,min㊂本文取降雨历时为180min,降雨步长为5min,重现期为100年一遇,设计雨型如图4㊂图4 短历时设计雨型2.2.2 长历时降雨长历时降雨采用山西省水利厅编制的‘山西省水文计算手册“[7]推荐方法,选择流域模型法按地区综合概化的典型雨型作为长历时降雨雨型㊂本文长历时降雨计算设计历时为24h,降雨步长30min,降雨过程见图5㊂图5 长历时设计雨型地铁1号线涉及玉门河㊁虎峪河㊁南沙河等流域,故在本模型中,区域内的河道同步引入100年一遇时的入流事件,即相关河道各边界断面处100年一遇的洪水过程,洪水过程如图6所示㊂2.2.3 雨型对比短历时雨型,设计降雨历时180min,设计总降雨量为84.79mm/3h,雨峰发生在65min,峰值瞬时(平均5min)雨强为204.367mm㊂图6 洪水过程长历时雨型,设计降雨历时1440min,最大设计总降雨量为166.4mm/24h㊁103.5mm/3h,最大峰值瞬时(30min平均)雨强为110.3mm㊂短历时雨型峰值大,可以用于测算积水点最大积水深度,长历时雨型峰值小但持续时间长,总雨量大,对于调蓄池以及区域排水系统的排水能力有更大的考验㊂2.3 结果分析2.3.1 暴雨模拟结果运用上述模型进行暴雨模拟,得到地铁1号线各站点设计暴雨条件下淹没水深㊁淹没范围及淹没时长等数据㊂图7为各站点最大淹没水深成果统计,图8为(部分)站点洪涝风险图㊂图7 地铁1号线各站点淹没水深统计图8 迎泽桥西站洪涝风险2.3.2 结果分析由图7可看出,在设防标准下西山矿务局站㊁小井峪站㊁下元站㊁迎泽桥西站㊁柳巷南口站㊁朝阳街站㊁东太堡站㊁太原南站㊁中心街东站和龙城大街东站共10座站点最大设计涝水水位高于站点设计标高㊂其中西山矿务局站㊁小井峪站㊁下元站㊁迎泽桥西站㊁东太堡站㊁学府街站及太原南站风险等级较高,达到黄色㊁橙色风险等级,影响城市交通㊂由图8可看出地铁站点周边地面的淹没范围,其中部分风亭的通风孔㊁安全出入口也受到积水影响,该部分在设计时也应与地铁站设防级别相同,保证有充足的安全超高[8]㊂积水成因归纳起来主要有以下3个方面:(1)排水系统的不完善,市政排水设施未严格按照规划实施㊂在建模时该部分依据现场实际情况未完整构建雨水管网模型,导致模拟时该部分地表积水严重,代表站点为中心街东站和龙城大街东站㊂(2)地势低洼,积水点所处区域往往也是整个区域的凹地㊂相关出入口及风亭的设计高程较现状周边高程较低,造成积水,见图9,代表站点为西山矿务局站㊁小井峪站㊁东太堡站和学府街站㊂图9 东太堡站洪涝风险(3)太原两侧东㊁西山道路纵坡较大,具体地形如图10所示㊂由图10可知,大雨时雨水口收水不及,雨水径流沿路冲击而下,造成下游站点冲刷和积水,代表站点为下元站㊁迎泽桥西站和柳巷南口站等㊂图10 建设北路~滨河东路道路竖向2.4 措 施2.4.1 工程措施工程措施分为施工期与运行期两部分㊂在施工期地铁站点面对的主要洪涝问题是基坑积水㊂结合模拟结果,本文对地铁站点在施工期的洪涝安全提出如下措施:(1)保证施工期工地抽排能力满足需求;(2)对于外部区域的积水,应根据站点设防等级采取相应的隔绝阻断措施,如沙袋围堰㊁防冲墙等;(3)出入口应设置于地势较高的区域,并避免正对外部区域地表径流来水方向㊂合理设置截洪沟和集水池㊂在运行期地铁站点是一个相对独立的空间,外围来水只能通过出入口和排风井等流入站点内部㊂本文对地铁站点在运行期的洪涝安全提出如下措施:(1)站点各出入口㊁风亭等应结合模拟结果进行设置,必要时进行局部抬高;(2)地铁站点在运行期应考虑周边排水系统的改造情况,合理调整排水泵规模及运行方式;(3)考虑到太原市的地势及流域特点[9],建议从传统被动的水力学防洪理念(如加强防淹门设计,提高防洪标准等)转向到生态主动的水文学防洪理念[10-11](如海绵城市及雨水利用)㊂2.4.2 非工程措施工程措施是基础,非工程措施是保证,两者相互依托㊁补充[12]㊂合理的非工程措施可以充分调配各种相关因素共同发挥作用,平衡安全性和经济性之间的影响㊂本文提出以下建议:(1)成立常设专门机构 地铁防汛总指挥部,完善预防体制;(2)加强日常巡检,尤其是汛期前要增加防汛物资㊁设备等的巡视检查次数,确保排水泵站及相关设备运转正常㊂结合模拟的易涝区域及重点区域设置在线监测装置㊂2.4.3 应急措施针对超标雨洪水,应建立防涝应急预案,做到 一站一点一方案”,多部门统一协调㊁联动应急㊂3 结 语本文针对太原地铁1号线一期工程各站点面对的防洪防涝问题进行了仔细的调研和分析,然后基于InfoWorks ICM 构建了各地铁站点的排水模型,计算得出了在设防标准暴雨情况下路面的积水范围和深度,对各站点的洪涝风险进行了评定,最后对出现的问题提出了对策建议㊂这些成果对太原地铁1号线一期工程各站点的设计和施工提供了科学的技术支撑,对城市地铁防洪防涝的研究领域起到一定的借鉴作用㊂参考文献:[1] 程龙,王盼,詹存.小寨区域海绵城市数值模拟研究[J].西北水电,2018(03):79-84.[2] 党挺.关于预防地铁洪涝问题的研究[J].大众标准化,2023(06):111-113.[3] 莫世川,谢坤,陈华,等.城市厂网河一体化模拟与调度研究进展[J].中国农村水利水电,2022(10):42-46,50.[4] 黄国如,王欣,黄维.基于InfoWorks ICM 模型的城市暴雨内涝模拟[J].水电能源科学,2017,35(02):66-70,60.[5] 侯精明,郭凯华,王志力,等.设计暴雨雨型对城市内涝影响数值模拟[J].水科学进展,2017,28(06):820-828.[6] 韩浩,侯精明,金钊.新型流域雨洪过程模拟方法研究[J].西北水电,2022(05):41-46.[7] 山西省水利厅.山西省水文计算手册[M].郑州:黄河水利出版社,2011.[8] 吕翠美,杜发兴,董晓华.地铁站点防洪排涝风险评价研究[J].地下空间与工程学报,2013,9(01):190-196.[9] 武慧生,张海.基于海绵城市理念的城市生态防洪体系探究[J].山西水利科技,2020(04):1-6,13.[10] 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基于InfoWorks_ICM模型的山地城市老旧建筑小区海绵化改造方案设计及评估
第36卷第5期Vol．36No．5水㊀资㊀源㊀保㊀护Water Resources Protection2020年9月Sep.2020㊀㊀作者简介:袁绍春(1984 ),男,副教授,博士,主要从事城市雨洪管理㊁废水处理及资源化研究㊂E-mail:yuansc@DOI :10．3880/j.issn．10046933．2020．05．007基于InfoWorks_ICM 模型的山地城市老旧建筑小区海绵化改造方案设计及评估袁绍春1,2,王怀鋆 1,2,吕㊀波2,刘㊀杰2(1.重庆交通大学水利水运工程教育部重点实验室,重庆㊀400074;2.重庆市海绵城市建设工程技术研究中心,重庆㊀400020)摘要:为解决山地城市老旧建筑小区内涝积水问题,以重庆市万州区某老旧建筑小区海绵化改造为例,基于InfoWorks_ICM 模型,提出一套海绵化改造方案和效能评估的方法㊂采用万州区典型年实测5min 降水数据序列对改造前后的年径流总量控制率和年径流SS 污染负荷削减率进行模拟分析,采用芝加哥雨型2h 设计暴雨过程线分别对改造前后1年一遇㊁3年一遇㊁5年一遇㊁10年一遇㊁30年一遇㊁50年一遇暴雨过程进行内涝积水风险模拟分析,结果表明,改造方案满足规划指标要求,能够显著改善小区内涝积水问题㊂关键词:山地城市;老旧建筑小区;海绵化改造;InfoWorks_ICM 模型;内涝积水风险;雨洪模型中图分类号:TV121+．11;TU992㊀㊀文献标志码:A㊀㊀文章编号:10046933(2020)05004307Design and evaluation of sponge city reconstruction scheme for old building district in mountainous city based on InfoWorks_ICM model ʊYUAN Shaochun 1,2,WANG Huaijun 1,2,LYU Bo 2,LIU Jie 2(1.Key Laboratory of Hydraulic and Waterway Engineering of the Ministry of Education ,Chongqing Jiaotong University ,Chongqing 400074,China ;2.Engineering Research Center for Sponge City Construction of Chongqing ,Chongqing 400020,China )Abstract :To solve the problem of waterlogging and ponding in the old building district of Mountainous City,taking the sponge city reconstruction of an old building district in Wanzhou District of Chongqing City as an example,a sponge city reconstruction scheme and efficiency evaluation method based on Infoworks_ICM model was proposed.The 5-minute rainfall data series measured in typical years in Wanzhou District of Chongqing City were used to simulate and analyze the total annual runoff control rate and the reduction rate of SS pollution load before and after the reconstruction.The risk of waterlogging and ponding during the rainstorm process of 1a,3a,5a,10a,30a and 50a before and after the modification is simulated and analyzed by using 2-hour long rainstorm process line of the K.C method.The results showed that the reconstruction scheme met the requirements of planning indexes and can significantly improve the situation of waterlogging and ponding in the old building district.Key words :mountainous city;old building district;sponge city reconstruction;InfoWorks_ICM model;risk of waterlogging and ponding;rain-flood model㊀㊀在海绵城市系统构建过程中,雨洪模型已成为不可或缺的设计优化和效果评估工具[1]㊂InfoWorks_ICM 模型的应用更是日趋广泛,它在单个模拟引擎里整合了城市一维(1D)排水管网模型和城市流域二维(2D)洪涝淹没分析模型,相对其他模型而言,其建模便捷㊁精度更高㊂王锋[2]借助ICM 模型对深圳市南坪快速路海绵改造项目进行量化评价,发现改造方案能较好地达到海绵城市建设的目标效果㊂孙晓光[3]利用ICM 模型对娄底水洋新区海绵城市规划进行评估,指出建立雨水排水模型评估目标地块内海绵化改造效果具有现实意义,可为项目决策提供依据㊂马旭[4]基于ICM 模型建立了北京市马草河流域精细化雨洪模型,量化模拟马草河流域内涝情况,发现海绵改造能有效控制流域内涝问题㊂黄子千等[5]基于ICM 模型研究了不同重现期和雨峰位置的设计降雨对济南市少年路积水的影响,验证了模拟积水过程和深度与区域水位站的实际观测情况较为吻合,模型具有良好的精度和可靠性㊂㊃34㊃上述基于InfoWorks_ICM模型的海绵城市建设研究主要集中于中㊁东部的城市,且偏重流域范围的海绵城市建设雨洪过程的整体模拟,鲜有对西部山地城市建筑小区,尤其是单个地块老旧建筑小区海绵化改造方案及效果评估的模拟研究㊂山地城市建筑小区是西部地区城镇人居环境的重要组成部分[6],是城市建设与经济发展的主要载体㊂建筑小区用地一般占城市建设用地的40%,其产生的雨水径流约占城市径流总量的50%[7]㊂老旧建筑小区通常面临硬化率高㊁排水标准低㊁用地紧张等问题㊂对老旧建筑小区进行海绵化改造㊁提高雨水径流控制率是海绵城市建设的重要内容之一[8-9]㊂山地城市地形独特,对暴雨响应更为强烈,海绵城市建设具有特殊性㊂本文聚焦山地城市老旧建筑小区,以重庆市万州区海绵试点区内某老旧建筑小区海绵化改造为例,通过现状分析,按照因地制宜的原则,开展海绵化改造方案研究㊂结合InfoWorks_ICM模型模拟改造前后典型年降雨情景下小区径流变化过程,模拟不同重现期设计暴雨强度下改造前后内涝积水情况,并对改造效果进行评估,以期为山地城市老旧建筑小区海绵化改造提供借鉴㊂1㊀山地城市老旧建筑小区海绵化改造特点山地城市建筑小区具有地势陡㊁坡度大㊁硬化程度高㊁土层薄㊁土壤渗透能力差㊁暴雨产流迅速㊁冲刷效应明显㊁小雨易积水㊁大雨易内涝等特征㊂同时,因老旧小区建设年代久远,普遍存在环境条件差㊁配套设施落后㊁排水系统设计暴雨重现期不足1a㊁管网溢流频繁㊁外排雨水污染负荷高等现象㊂山地城市老旧小区海绵化改造本底条件差,地形与空间限制多,布置大型多样的组合LID设施㊁构建流域尺度的海绵排水系统难度大㊂通过布置多数量的小体量LID设施,因地制宜地布置小型梯级LID设施,把小区地表铺装更新㊁景观绿化升级打造与小区雨水径流的源头控制有机结合起来,形成小区尺度的山地城市立体空间海绵系统㊂2㊀改造方案设计2．1㊀现状条件改造小区为老旧建筑小区,位于重庆市万州区,总建设用地面积13973．67m2㊂区域多年平均降水量1184mm,年降水量波动小,最大降水量集中在夏季(6 8月),雨峰靠前㊁雨型急促㊁降雨历时较短,约占全年降水量的43%㊂小区整体地势南高北低㊁西高东低;最高点高程204．46m㊁最低点高程198．18m㊂地形分3个台级,地面高程由西向东逐级递减,各台级平均高程分别为203．42m㊁201．13m㊁199．66m,地面坡度3．5%~7．0%㊂现状下垫面包括硬质屋面㊁硬质铺装㊁绿地,分别占比35．79%㊁52．85%㊁11．36%,综合径流系数0．848㊂现状雨水通过管径200~300mm的雨水管和部分断面尺寸200mmˑ350mm的雨水沟排入市政雨水管网,最终排至龙宝河㊂2．2㊀问题分析小区主要存在以下4点问题:①下垫面硬化率高,坡度陡,暴雨地表径流量大,小区东侧存在较大内涝积水风险;②雨水系统过流能力不足,排水不畅,井管溢流现象频发;③小区绿地及开敞空间局促,绿地率仅11．36%,大型渗透性LID设施不适用;④小区现状屋面承重㊁排水条件差,不宜采用绿色屋顶㊂2．3㊀改造方案根据‘万州区城市规划区海绵城市专项规划(2016 2020年)“,通过指标分解,确定该小区海绵化改造指标:实现年径流总量控制率53．15%,年径流污染物去除率(以SS计)39．86%㊂改造以降低小区雨水径流外排总量,削减暴雨峰值流量,减少老城区合流制管网溢流频次,缓解管网排水压力,解决内涝㊁积水等问题和改善小区环境为导向,融入海绵元素,以生态化改造代替传统的大拆大建,将海绵化改造与小区有机更新㊁功能提升相结合[7,10-11]㊂2．3．1㊀雨水管控分区和地面高程分级在自然汇水分区基础上,结合雨水系统㊁建设用地和道路布局,将小区划分为12个雨水管控分区(图1),用于海绵指标分解及雨水分区控制㊂结合山地城市建筑小区地形情况,将小区划分为4个高程系(图2),A高程系代表屋面高程㊁B高程系代表平均高程203．42m地块㊁C高程系代表平均高程201．13mm地块㊁D高程系代表平均高程199．66m 地块,用于LID设施布局指引,实现分层级雨水源头控制,尽可能削减分区间大高差地形造成的客水影响㊂图1㊀雨水管控分区Fig.1㊀Service zone of rainwater control㊃44㊃图2㊀地面高程分级Fig.2㊀Ground elevation classification2．3．2㊀设施布置研究表明,在海绵城市建设中采用多种措施结合㊁注重竖向设计的方式比大量建设单一设施更为有效[12]㊂结合小区现有建设条件,本方案在小区A 高程系,布置11座小型雨水花台㊁5座现状花台原位改造为雨水花台;B 高程系人行道改为透水砖铺装㊁北侧绿地增设1座雨水花园处理路面雨水;C 高程系布置3条生物滞留带对停车坝雨水进行控制;D 高程系主车道路面改造为透水沥青削弱地表径流(图3)㊂通过分区㊁分层级进行LID 设施布置,实现雨水源头滞蓄和净化㊂各分区具体LID 设施设计见表1㊂表1㊀LID 设施设计Table 1㊀LID facility design雨水管控分区LID 设施LID 设施面积/m 2服务面积/m 2改造项目S1B1~B11雨水花台22．001060．13空地S21号雨水花台1号透水砖103．13186．05707．81186．05花台人行道S31号生物滞留带42．72543．50空地S42号雨水花台36．22461．73花台S53号雨水花台3号透水砖37．68218．21693．19218．21花台人行道S64号雨水花台4号透水砖63．57281．59617．14281．59花台人行道S72号生物滞留带56．04564．22空地S85号雨水花台25．78449．7989花台S93号生物滞留带42．00509．73空地S10雨水花园透水砖74．36149．651276．00149．65绿地人行道S11透水沥青路面899．08899．08车行道S12无3㊀改造方案效能评估模型3．1㊀模型建立InfoWorks_ICM 模型整合了1D 排水系统和2D地面高程模型,1D 用于评估管网过流能力㊁提供溢流位置及溢流水量,2D 用来模拟地面积水的深度㊁流速和流向㊂1D 系统的节点出现溢流工况时,模型图3㊀LID 设施平面布置Fig.3㊀LID facility layout启动堰流公式,将节点溢出水流与2D 地面网格化高程模型进行关联,实现1D /2D 耦合计算㊂3．1．1㊀LID 设施模型LID 设施模型的建立是通过对各子集水区的属性及其对应的参数表格设置实现的,把海绵化改造方案确定的LID 设施类型与模型中创建的子集水区对应,对LID 设施面积及其服务面积进行赋值,再对各子集水区的产流表面类型㊁比例进行设置㊂子集水区产流表面分不透水表面㊁透水表面和绿地3种类型,不透水表面产流模型采用固定径流系数模型(fixed PR model),透水表面和绿地产流模型采用霍顿渗透模型(Horton infiltration model);汇流模型采用SWMM 模型(非线性水库法)㊂管道计算采用圣维南方程组㊂3．1．2㊀1D 排水模型小区实测雨水系统的井编号㊁井坐标㊁井底高程㊁地面高程㊁管段编号㊁管径㊁上下游管底标高等属性数据,经ArcGIS 软件处理成shp 格式后,导入InfoWorks_ICM 模型,在模型中,把研究区域排水系㊃54㊃统概化为12个子集水区,36条雨水管道,37座雨水井㊂3．1．3㊀2D 积水模型小区实测地形高程数据在ArcGIS 软件中筛选㊁插值处理后,导入ICM 模型,生成地面高程模型(TIN 模型),创建2D 模拟区间,屋面设为空白区,对模拟区间进行网格化(图4),生成1136个网格三角形,216个网格元素(最大网格元素面积100m 2,最小25m 2)㊂再将模型网络中节点的洪水类型由Stored 设为 2D ,实现1D /2D 耦合㊂图4㊀地面高程网格化Fig.4㊀Gridding of ground elevation3．2㊀模型参数的选择及率定模型参数的选择主要依据模型手册及相关文献[13-15]㊂因缺乏模型率定所需的实测数据,模型参数率定选用基于径流系数的城市降雨径流模型参数校准方法㊂刘兴坡[16]对此方法进行过研究,证明其能够达到模型参数率定要求㊂采用万州区20132015年实测降雨数据,模拟小区降雨及径流情况,获得径流系数模拟值,模拟结果见表2㊂表2㊀小区模拟径流总量及综合径流系数Table 2㊀Total simulated runoff and comprehensiverunoff coefficient of the area年份降水量/mm 降水总量/m 3模拟径流总量/m 3径流系数模拟值20131029．314383．4411736．790．81620141452．120291．6516638．150．82020151448．720244．1316647．210．822模拟结果表明,小区径流系数模拟平均值为0．819,与按分类下垫面面积加权平均求得的经验综合径流系数值0．848接近,表明模型参数取值较符合小区实际情况㊂具体参数取值如下:LID 设施模型构建中,雨水花台㊁生物滞留带和雨水花园的护壁高度设置为200mm;设施表面粗糙度(曼宁n 值)0．05;设施表面坡度分别取0．02㊁0．03㊁0．015㊂产汇流和设施土壤模型参数取值见表3~5㊂表3㊀ICM 产流表面参数取值Table 3㊀ICM runoff surface parameters产流表面表面类型产流模型SCS 深度/m Horton 初渗率/(mm㊃h -1)Horton 稳渗率/(mm㊃h -1)Horton 衰减率/h -1Horton 恢复率/h -1不透水路面不透水fixed 0．005屋面不透水fixed 0．005透水铺装透水Horton 22．000．4205．300绿地透水Horton23．006．7004．21096．0096．00表4㊀ICM 汇流模型参数取值Table 4㊀Parameter value of ICM concentration model汇流表面表面类型汇流模型汇流类型汇流参数径流类型初损类型初期损失值/m 不透水路面不透水SWMM Abs 0．010fixed Abs 0．000071屋面不透水SWMM Abs 0．015fixed Abs 0．000071透水铺装透水SWMM Abs 0．030Horton Abs 0．0025绿地透水SWMMAbs0．200HortonAbs0．0025表5㊀LID 设施土壤参数取值Table 5㊀Soil parameter value of lid facilities土壤类别孔隙度含水率萎蔫含水量毛细吸力/mm蓄水层厚度/mm蓄水层孔隙率渗透率/(mm㊃h -1)入流系数/(mm㊃h -1)沙壤土0．4630．2320．11688．93000．5362．03．3㊀设计降雨曲线雨型主要用于反映暴雨强度随时间的变化过程,雨型不同,得到的降雨径流结果也有很大差异㊂凯弗(Keifer)和丘(Chu)基于暴雨强度公式提出芝加哥雨型(简称K.C 法),短历时雨洪模拟一般采用K.C 法2h 设计暴雨雨型[17-18]㊂本研究选用万州区典型年2009年(单年年降雨总量㊁累计降雨频率曲线与多年的相近程度均较高,且与多年年均降水量相对误差较小的年份)实测5min 降雨数据序列合成典型年降雨曲线(图5),对小区改造前后年径流总量控制率和年径流污染去除率进行模拟评估㊂采用K.C 法,基于万州区2017年修订暴雨强度公式,综合雨峰位置系数r 取0．35,合成1年一遇㊁3年一㊃64㊃遇㊁5年一遇㊁10年一遇㊁30年一遇㊁50年一遇2h 暴雨过程线(图6),对小区改造前后内涝积水风险进行模拟评估㊂图5㊀典型年实测5min 降雨曲线Fig.5㊀5min rainfall curve measured in typicalyears图6㊀设计2h 历时K.C 雨型曲线Fig.6㊀Design of 2h duration K.C rain pattern curve4㊀模拟结果与效能评估4．1㊀改造指标评估在基于InfoWorks_ICM 软件建立的小区海绵系统模型网络中,采用万州区典型年5min 降雨曲线,进行一年的连续降雨模拟,评估全年雨水径流㊁蒸发㊁下渗等情况㊂模拟结果表明:改造后小区典型年峰值降雨径流量削减明显(图7);小区年降水量16544．83m 3,改造前年径流总量13384．7m 3,改造后年径流总量6358．7m 3;改造后年径流总量控制率图7㊀典型年峰值降雨径流模拟过程Fig.7㊀Simulation process of typicalannual peak rainfall runoff由改造前的19．10%提升至61．57%,满足规划指标(图8)㊂(a)改造前(b)改造后图8㊀改造前后典型年径流模拟结果对比Fig.8㊀Comparison of simulation results of typical annual runoff before and after reconstructionSS 和COD 是地表径流中主要污染物,且SS 通常与COD㊁氮㊁磷等指标具有一定相关性,本设计采用SS 作为径流污染物控制指标[19-20]㊂根据LID 设施对SS 的平均去除率和对应的年径流总量控制率的乘积计算年径流污染物负荷削减率㊂参考‘海绵城市建设技术指南 低影响开发雨水系统构建(试行)“,透水沥青SS 去除率范围80%~90%,本方案取80%;雨水花园㊁雨水花台和生物滞留带属于复杂型生物滞留设施,SS 去除率范围70%~95%,本方案取85%;普通屋面和硬质铺装SS 去除忽略不计;绿地SS 去除率取73%[21]㊂计算结果表明,改造后年径流污染物负荷削减率由改造前的7．12%提升至49．69%,满足规划指标㊂4．2㊀不同重现期下内涝积水评估在基于InfoWorks_ICM 软件构建的1D/2D 耦合模型,以设计1年一遇㊁3年一遇㊁5年一遇㊁10年一遇㊁30年一遇㊁50年一遇2h 历时K.C 降雨过程线作为降雨事件,对小区改造前后内涝积水情况进行模拟和评估㊂4．2．1㊀海绵化改造前1年一遇降雨强度下,小区雨水系统过流能力严重不足,一半以上的雨水管道处于超负荷状态,2㊃74㊃座雨水井发生溢流,溢流深度0~0．1m,小区东南侧出现小面积内涝积水,积水深度小于0．2m;3年一遇㊁5年一遇降雨强度下,处于超负荷状态的雨水管道比例上升至2/3,共4座雨水井发生溢流,溢流深度介于0．1~0．2m,东南侧内涝积水面积大幅增加,大部分积水深度超过0．2m;10年一遇㊁30年一遇㊁50年一遇降雨强度下,处于超负荷状态的雨水管道比例达到3/4,小区东侧的雨水井几乎全部发生不同程度溢流,东南侧内涝积水面积急剧增加,大部分点位积水深度超过0．3m(图9(a)~(f))㊂(a)1年一遇降雨模拟(改造前)㊀㊀(b)3年一遇降雨模拟(改造前)㊀㊀(c)5年一遇降雨模拟(改造前)(d)10年一遇降雨模拟(改造前)㊀㊀(e)30年一遇降雨模拟(改造前)㊀㊀(f)50年一遇降雨模拟(改造前)(g)1年一遇降雨模拟(改造后)㊀㊀(h)3年一遇降雨模拟(改造后)㊀㊀(i)5年一遇降雨模拟(改造后)(j)10年一遇降雨模拟(改造后)㊀㊀(k)30年一遇降雨模拟(改造后)㊀㊀(l)50年一遇降雨模拟(改造后)图9㊀海绵改造前后内涝积水模拟结果Fig.9㊀Simulation results of waterlogging and ponding before and after sponge reconstruction4．2．2㊀海绵化改造后1年一遇降雨强度下,小区约1/4雨水管道仍存在超负荷状态,但程度较改造前明显减弱,溢流和内涝积水现象未见发生;3年一遇降雨强度下,雨水管道超负荷状态略有增加,仅1座雨水井开始出现轻微溢流,小区地面未出现内涝积水现象;5年一遇降雨强度下,仍仅有1座雨水井发生溢流,小区地面开始出现小面积内涝积水现象,局部最大积水深度0．2m;10年一遇降雨强度下,小区发生溢流的雨水井增加至2座,地面内涝积水现象变化不大;30年㊃84㊃一遇㊁50年一遇降雨强度下,小区雨水管道超负荷状态有所增加,小区发生溢流的雨水井增加至3座,但最大溢流深度均未超过0．1m,地面内涝积水现象增加较为明显,局部最大内涝积水深度超过0．3m(图9(g)~(l))㊂5㊀结㊀论a.改造后小区年径流总量控制率和年径流SS 负荷削减率均达到规划指标要求㊂b.改造后小区内涝积水现象改善显著,低暴雨重现期雨水减控效果尤为明显㊂内涝积水暴雨重现期由改造前不足1年一遇提高至5年一遇,大于5年一遇暴雨重现期小区仍会发生轻微内涝积水,但内涝积水面积已大幅缩减至改造前的1/5以下,暴雨重现期与内涝积水程度具有显著相关性㊂c.基于InfoWorks_ICM构建的1D/2D耦合小区排水模型能够准确地模拟山地城市老旧建筑小区全年雨水径流㊁蒸发㊁下渗等过程,并对改造后不同设计暴雨重现期下内涝积水情况进行直观有效的评估㊂参考文献:[1]黄绵松,杨少雄,齐文超,等.固原海绵城市内涝削减效果数值模拟[J].水资源保护,2019,35(5):13-18.(HUANG Miansong,YANG Shaoxiong,QI Wenchao,etal.Numerical simulation of urban waterlogging reductioneffect in Guyuan sponge city[J].Water ResourcesProtection,2019,35(5):13-18.(in Chinese)) [2]王锋.基于雨洪模型的海绵城市评价方法的研究[D].北京:清华大学,2017.[3]孔晓光.基于InfoWorks_ICM模型娄底水洋新区海绵城市规划评估研究[D].长沙:湖南大学,2018. 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探讨“海绵城市”理念在山地建筑设计中的应用
探讨“海绵城市”理念在山地建筑设计中的应用摘要：作为新一代的水资源管理策略和方法，“海绵城市”逐渐成为建筑设计的未来发展趋势。
在其独特的生态意义和先进管理理念的基础上，“海绵城市”建筑能够适应各种环境变化和自然灾害。
在新时代、新形势的建筑需求下，“海绵城市”更应该在地形复杂、地质特殊的山地建筑中应用。
山地建筑具有设计空间广、环境景观多样、生态多元化等特点，在山地建筑设计中应用“海绵城市”理念能够为其发展提供有利条件，使山地建筑更能贴合自身生态特点，有效解决雨水洪涝问题，降低自然灾害造成的经济损失和负面影响，也在一定程度上改善城市生态环境。
本文以“海绵城市”理念为基础，对目前山地建筑设计中应用“海绵城市”理念进行分析和探讨，对山地建设的设计提出相关参考。
关键词：海绵城市；山地建设；生态环境；应用策略1、引言随着我国经济社会的不断发展，建筑行业在新形势的有力助推中飞速进步。
其中，为了达到低碳城市、智慧城市、生态城市的发展要求，“海绵城市”建筑理念应运而生。
“海绵城市”理念是促进绿色建筑水平发展、提高建筑行业创新水平的重要体现。
其建筑材料具有抗压耐磨、应用性强、渗水防滑等多种特征，另外，外形简易美观、舒适易操作等优势为城市发展提供了必需条件。
山地建筑区域的地势相对高起，表面起伏大，设计施工难度较高。
将“海绵城市”的理念应用于山地建筑中，不仅能够使建筑与自然景观相协调，而且提高建筑的雨洪管理能力，从而提升建筑城市化水平，促进城市经济发展。
2、“海绵城市”理念城市化水平地提高对建筑设计的功能提出了更高的要求。
在建筑设计过程中不仅保护区域水文特征，还要注重生态环境的改善，这就体现出“海绵城市”的重要性和必要性。
在面对雨水洪涝灾害时，城市还要具备应对和处理的能力。
“海绵城市”建筑理念能够使城市表现出良好的“环境弹性”，在灾害来临时能有效吸收、贮存、净化和下渗雨水，在需要时进行释放和利用，这样的良性循环不仅提高了城市应对灾害的能力，而且提高了资源的利用效率。
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InfoWorks ICM雨洪模型在山地海绵城市建设的应用和实践
中国快速的城市化进程引发了诸多问题:水污染、内涝灾害频发和水生态系统被破坏等。
在此背景下,“海绵城市”的概念应运而生。
海绵城市不仅能适应环境变化还能应对自然的灾害,它的建设应该统筹低影响开发雨水系统、城市雨水管渠系统及超标雨水径流排放系统。
论文以重庆市悦来新城为研究区域,借助InfoWorks ICM软件,建立研究区域的雨洪模型。
通过一维管网模型评估雨水管道排水能力,提出山地城市雨水管网改进措施;通过二维洪涝淹没模型做出内涝风险评估,分析山地城市内涝成因;通过LID设
施水文模块做出LID评估。
主要的研究内容和成果如下:梳理国外先进的城市雨洪管理的现状和国内海绵城市的发展历程。
介绍雨洪模型的框架结构,包括水文模型和水力模型。
论文所运用到的水文模型包括产流模型和汇流模型,水力模型包括一维水动力模型和二维水动力模型。
通过分析四种暴雨雨型的推求方法,选定芝加哥雨型法,求出渝北区降雨历
时为180min,重现期为1年、2年、3年、5年、10年、50年和100年的设计暴雨。
在InfoWorks ICM中建立了悦来生态城的雨洪模型,通过一维管网模型评估雨水管道排水能力。
主要的评价指标是溢流节点和超负荷管段。
结果显示了对新建区域的雨水管渠系统进行雨水管道排水能力评估的必要性。
提出山地城市雨水管网优化措施是优化雨水排水分区和优化管径,并在模型中进行了验证。
为研究区域的雨水管网建设提供了优化建议。
调研发现了重庆市主城区的49个内涝点,并按照发生的地点分为了四类:普通市政道路、立交或匝道、滨江路和居住小区。
分析了部分典型内涝地点的成因,
并提出相应的改造方案。
分析得出山地城市内涝的成因是:地形高差大并存在局部凹点、城市排水系统存在问题(雨水管道排水能力不足、雨水管网系统收水能力不足、雨水管网系统堵塞、部分地区仍存在雨污合流和雨水排水分区不合理)、雨水源头减排措施少和排水设施的信息化水平低。
通过InfoWorks ICM中的二维洪涝淹没模型,模拟分析悦来新城在10年、50年和100年重现期下的积水分布情况,发现研究区域中出现内涝情况的地方较为分散,多位于局部地势低洼的道路上。
提出山地城市内涝风险评估指标包括积水程度指标和影响对象指标。
做出悦来新城在50年一遇设计暴雨下的内涝风险评估。
运用InfoWorks ICM中的LID设施水文模块,模拟悦来国博片区LID改造中的生物滞留池和蓄水池改造效果。
结果显示LID设施对径流量的减小有实质性效果,并且有利于雨水资源的利用。