基于SWMM-MIKE11耦合模型的桐庐县内涝风险评估
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１ ＳＷＭＭ—ＭＩＫＥ１ １耦 合 模 型
１．１ ＳＷＭＭ 水文 模型 ＳＷＭＭ水 文 模 型 是 一 个 主 要 用 于模 拟 城 市 化
地区单次或连续降雨事件 的降雨径流模型 ，它可 以
基金项 目：国家 自然科学基金 （４１４７１０１５） 作者 简介 ：栾慕 （１９９０一 ），男 ，硕士研究生 ，研究方向为城市防洪排涝 与水 资源配置 。Ｅ—ｍａｉｌ：ｓｈｅｐａｒｄｌｕａｎ＠１６３．ｃｏｒ ｎ 通信作者 ：刘俊 ，教授 ，博士生导师 。Ｅ—ｍａｉｌ： ＠ｈｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
第 ３２卷第 ２期
Ｖｏ１．３２ Ｎｏ．２
水 资 源 保 护
Ｗ ＡＴＥＲ ＲＥＳ０ＵＲＣＥＳ ＰＲＯＴＥＣＴ１０Ｎ
ＤＯＩ：１０．３８８０／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４—６９３３．２０１６．０２．０１２
２０１６年 ３月
Ｍ ａｒ． ２０１６
基于 ＳＷＭＭ—ＭＩＫＥ１ １耦合模型 的桐庐县 内涝风险评估
价 值 。 关 键词 ：ＳＷＭＭ模 型 ；ＭＩＫＥ１１模 型 ；城 市 内涝 ；风 险评 估 ；桐 庐 县 中图分 类号 ：ＴＶ１２２ 文献标 志码 ：Ａ 文章 编 号 ：１００４—６９３３（２０１６）０２—００５７—０５
Ｒｉｓｋ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ ｗａｔｅｒｌｏｇｇｉｎｇ ｉｎ Ｔｏｎｇｌｕ Ｃｏｕｎｔｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＳＷ Ｍ Ｍ ．Ｍ ＩＫ Ｅ １ １ ｃｏｕｐｌｅｄ ｍ ｏｄｅｌ
栾 慕 ，袁 文秀 ，刘 俊 ，周雁潭 ，库勒江 ·多斯江
（１．河海大学水文水资源学院 ，江苏 南京 ２１００９８；２．江苏省水利工程规划办公室 ，江苏 南京 ２１００２９）
摘要 ：通过构建 ＳＷＭＭ—ＭＩＫＥ１１耦合模 型评 估现有 管网系统排水 能力，预测桐庐县遭遇 ５年 、１０ 年 、２０年 一遏暴 雨 时的城 市 内涝情 况 并依 此绘 制 内涝 风 险 图。 结果 表 明 ：桐 庐县 发 生城 市 内涝 的 风 险较 高 ；ＳＷＭＭ—ＭＩＫＥ１１耦 合模 型在 桐庐 县具 有 良好 的适 用性 ，在 城 市 内涝风 险评 估 中具有 应 用
行 降 雨 产 流 和管 网汇 流 计算 ，最 后 依 托 ＭＩＫＥ１ １软 件 构 建桐庐 县 一维 河 网模 型 ，将 各 分 区 的 管道 出流 过程 作为 一维 河 网模 型 的 人 流 过程 ，使 之成 为一 维 河 网模 型 的 流量 边 界 条件 ，实 现降 雨产 流一 管 网汇 流模型与河 网水动力模型之间的耦合 ，从 而模拟桐 庐 县 降雨径 流及 防洪 排 涝 情 况 ，并 且在 对模 拟 结 果 进 行 分析 的基 础上绘 制 桐庐 县 内涝风 险 图。
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＳＷ ＭＭ ｍｏｄｅｌ；ＭＩＫＥ１ １ ｍｏｄｅｌ；ｕｒｂａｎ ｗａｔｅｒｌｏｇｇｉｎｇ；ｒ ｉｓｋ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ；Ｔｏｎｇｌｕ Ｃｏｕｎｔｙ
wk.baidu.com
近年来 ，受 全球气 候变 化 的影 响 ，暴雨 等极 端天 气事 件频 发 ，对 社会 管理 、城市运 行 和人 民群众 生产 生 活造成 了 巨大影 响 ，加 之 部分 城 市 排 水 防涝 等 基 础设施 建设 滞后 ，调 蓄雨 洪和应 急管 理能力 不足 ，出 现 了严 重 的暴 雨 内涝 灾 害 。桐 庐 县 地 处 浙 西 丘 陵 区 ，位 于 富春江 和分水 江交 汇处 ，同 时面 临着城 市 内 部涝 水 、富春江 江潮 顶 托 和 县城 东 南 部 山 洪 的三 重 威胁 。针对 桐庐 县水 安全特 点 ，笔 者 采用 ＳＷＭＭ 水 文模型和 ＭＩＫＥ１１水动力学模 型，对桐庐县降雨产 流、管 网汇流与防洪排涝过程进行仿真模拟。依据 研究区域 内水系状况与下垫面特征确定 各计算分 区 ，再通过建立 ＳＷＭＭ水文模型对各个分 区逐一进
ＬＵＡＮ Ｍｕ ，ＹＵＡＮ Ｗｅｎｘｉｕ ，ＬＩＵ Ｊｕｎ ，ＺＨＯＵ Ｙａｎｔａｎ ，Ｋｌｌｌ￣ｉａｎｇ Ｄｕｏｓｉｊｉａｎｇ （１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＨｙｄｒｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｈｏｈａｉ Ｕｎｉｖｅ￣ｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００９８，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｐｌａｎｎｉｎｇ Ｂｕｒｅａｕ ｏｆ Ｊｉａｎｇｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｎａｎｆ ｉｎｇ ２１００２９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｉｎ ｔｈｅ ｕｒｂａｎ ａｒｅａ ｏｆ Ｔｏｎｇｌｕ Ｃｏｕｎｔｙ．Ｔｈｅ ＳＷ ＭＭ —ＭＩＫＥ１ １ ｃｏｕｐｌｅｄ ｍｏｄｅｌ ｗａｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｔｏ ａｓｓｅｓｓ ｔｈｅ ｄｒａｉｎａｇｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｓｙｓｔｅｍ ，ａｎｄ ｔｈｅ ｕｒｂａｎ ｗａｔｅｒｌｏｇｇｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｃａｓｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｏｒｍｓ ｔｈａｔ ｏｃｃｕｒｒｅｄ ｅｖｅｒｙ ｆｉｖｅ ｙｅａｒｓ，ｔｅｎ ｙｅａｒｓ，ａｎｄ ｔｗｅｎｔｙ ｙｅａｒｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｗａｓ ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ． Ｏｎ ｔｈｉｓ ｂａｓｉｓ，ｗａｔｅｒｌｏｇｇｉｎｇ ｒｉｓｋ ｃｈａ￣ｓ ｗｅｒｅ ｄｒａｗｎ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅｒｅ ｉｓ ａ ｆａｉｒｌｙ ｈｉｇｈ ｒｉｓｋ ｏｆ ｗａｔｅｒｌｏｇｇｉｎｇ ｉｎ Ｔｏｎｇｌｕ Ｃｏｕｎｔｙ，ａｎｄ ｔｈｅ ＳＷ ＭＭ—ＭＩＫＥ１ １ ｃｏｕｐｌｅｄ ｍｏｄｅｌ ｈａｓ ｓｔｒｏｎｇ ａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ Ｔｏｎｇｌｕ Ｃｏｕｎｔｙ ａｎｄ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ｕｒｂａｎ ｗａｔｅｒｌｏｇｇｉｎｇ ｒ ｉｓｋ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ．
· ５７ ·
模 拟 城市 中水 质 和水量 的变化 。模 型 的模 拟 计算 过 ２．２ 研 究 区域概 化
１．１ ＳＷＭＭ 水文 模型 ＳＷＭＭ水 文 模 型 是 一 个 主 要 用 于模 拟 城 市 化
地区单次或连续降雨事件 的降雨径流模型 ，它可 以
基金项 目：国家 自然科学基金 （４１４７１０１５） 作者 简介 ：栾慕 （１９９０一 ），男 ，硕士研究生 ，研究方向为城市防洪排涝 与水 资源配置 。Ｅ—ｍａｉｌ：ｓｈｅｐａｒｄｌｕａｎ＠１６３．ｃｏｒ ｎ 通信作者 ：刘俊 ，教授 ，博士生导师 。Ｅ—ｍａｉｌ： ＠ｈｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
第 ３２卷第 ２期
Ｖｏ１．３２ Ｎｏ．２
水 资 源 保 护
Ｗ ＡＴＥＲ ＲＥＳ０ＵＲＣＥＳ ＰＲＯＴＥＣＴ１０Ｎ
ＤＯＩ：１０．３８８０／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４—６９３３．２０１６．０２．０１２
２０１６年 ３月
Ｍ ａｒ． ２０１６
基于 ＳＷＭＭ—ＭＩＫＥ１ １耦合模型 的桐庐县 内涝风险评估
价 值 。 关 键词 ：ＳＷＭＭ模 型 ；ＭＩＫＥ１１模 型 ；城 市 内涝 ；风 险评 估 ；桐 庐 县 中图分 类号 ：ＴＶ１２２ 文献标 志码 ：Ａ 文章 编 号 ：１００４—６９３３（２０１６）０２—００５７—０５
Ｒｉｓｋ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ ｗａｔｅｒｌｏｇｇｉｎｇ ｉｎ Ｔｏｎｇｌｕ Ｃｏｕｎｔｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＳＷ Ｍ Ｍ ．Ｍ ＩＫ Ｅ １ １ ｃｏｕｐｌｅｄ ｍ ｏｄｅｌ
栾 慕 ，袁 文秀 ，刘 俊 ，周雁潭 ，库勒江 ·多斯江
（１．河海大学水文水资源学院 ，江苏 南京 ２１００９８；２．江苏省水利工程规划办公室 ，江苏 南京 ２１００２９）
摘要 ：通过构建 ＳＷＭＭ—ＭＩＫＥ１１耦合模 型评 估现有 管网系统排水 能力，预测桐庐县遭遇 ５年 、１０ 年 、２０年 一遏暴 雨 时的城 市 内涝情 况 并依 此绘 制 内涝 风 险 图。 结果 表 明 ：桐 庐县 发 生城 市 内涝 的 风 险较 高 ；ＳＷＭＭ—ＭＩＫＥ１１耦 合模 型在 桐庐 县具 有 良好 的适 用性 ，在 城 市 内涝风 险评 估 中具有 应 用
行 降 雨 产 流 和管 网汇 流 计算 ，最 后 依 托 ＭＩＫＥ１ １软 件 构 建桐庐 县 一维 河 网模 型 ，将 各 分 区 的 管道 出流 过程 作为 一维 河 网模 型 的 人 流 过程 ，使 之成 为一 维 河 网模 型 的 流量 边 界 条件 ，实 现降 雨产 流一 管 网汇 流模型与河 网水动力模型之间的耦合 ，从 而模拟桐 庐 县 降雨径 流及 防洪 排 涝 情 况 ，并 且在 对模 拟 结 果 进 行 分析 的基 础上绘 制 桐庐 县 内涝风 险 图。
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＳＷ ＭＭ ｍｏｄｅｌ；ＭＩＫＥ１ １ ｍｏｄｅｌ；ｕｒｂａｎ ｗａｔｅｒｌｏｇｇｉｎｇ；ｒ ｉｓｋ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ；Ｔｏｎｇｌｕ Ｃｏｕｎｔｙ
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近年来 ，受 全球气 候变 化 的影 响 ，暴雨 等极 端天 气事 件频 发 ，对 社会 管理 、城市运 行 和人 民群众 生产 生 活造成 了 巨大影 响 ，加 之 部分 城 市 排 水 防涝 等 基 础设施 建设 滞后 ，调 蓄雨 洪和应 急管 理能力 不足 ，出 现 了严 重 的暴 雨 内涝 灾 害 。桐 庐 县 地 处 浙 西 丘 陵 区 ，位 于 富春江 和分水 江交 汇处 ，同 时面 临着城 市 内 部涝 水 、富春江 江潮 顶 托 和 县城 东 南 部 山 洪 的三 重 威胁 。针对 桐庐 县水 安全特 点 ，笔 者 采用 ＳＷＭＭ 水 文模型和 ＭＩＫＥ１１水动力学模 型，对桐庐县降雨产 流、管 网汇流与防洪排涝过程进行仿真模拟。依据 研究区域 内水系状况与下垫面特征确定 各计算分 区 ，再通过建立 ＳＷＭＭ水文模型对各个分 区逐一进
ＬＵＡＮ Ｍｕ ，ＹＵＡＮ Ｗｅｎｘｉｕ ，ＬＩＵ Ｊｕｎ ，ＺＨＯＵ Ｙａｎｔａｎ ，Ｋｌｌｌ￣ｉａｎｇ Ｄｕｏｓｉｊｉａｎｇ （１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＨｙｄｒｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｈｏｈａｉ Ｕｎｉｖｅ￣ｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００９８，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｐｌａｎｎｉｎｇ Ｂｕｒｅａｕ ｏｆ Ｊｉａｎｇｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｎａｎｆ ｉｎｇ ２１００２９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｉｎ ｔｈｅ ｕｒｂａｎ ａｒｅａ ｏｆ Ｔｏｎｇｌｕ Ｃｏｕｎｔｙ．Ｔｈｅ ＳＷ ＭＭ —ＭＩＫＥ１ １ ｃｏｕｐｌｅｄ ｍｏｄｅｌ ｗａｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｔｏ ａｓｓｅｓｓ ｔｈｅ ｄｒａｉｎａｇｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｓｙｓｔｅｍ ，ａｎｄ ｔｈｅ ｕｒｂａｎ ｗａｔｅｒｌｏｇｇｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｃａｓｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｏｒｍｓ ｔｈａｔ ｏｃｃｕｒｒｅｄ ｅｖｅｒｙ ｆｉｖｅ ｙｅａｒｓ，ｔｅｎ ｙｅａｒｓ，ａｎｄ ｔｗｅｎｔｙ ｙｅａｒｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｗａｓ ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ． Ｏｎ ｔｈｉｓ ｂａｓｉｓ，ｗａｔｅｒｌｏｇｇｉｎｇ ｒｉｓｋ ｃｈａ￣ｓ ｗｅｒｅ ｄｒａｗｎ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅｒｅ ｉｓ ａ ｆａｉｒｌｙ ｈｉｇｈ ｒｉｓｋ ｏｆ ｗａｔｅｒｌｏｇｇｉｎｇ ｉｎ Ｔｏｎｇｌｕ Ｃｏｕｎｔｙ，ａｎｄ ｔｈｅ ＳＷ ＭＭ—ＭＩＫＥ１ １ ｃｏｕｐｌｅｄ ｍｏｄｅｌ ｈａｓ ｓｔｒｏｎｇ ａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ Ｔｏｎｇｌｕ Ｃｏｕｎｔｙ ａｎｄ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ｕｒｂａｎ ｗａｔｅｒｌｏｇｇｉｎｇ ｒ ｉｓｋ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ．
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模 拟 城市 中水 质 和水量 的变化 。模 型 的模 拟 计算 过 ２．２ 研 究 区域概 化