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目 錄 1 總則 2 術(shù)語(yǔ)及符號(hào) 2.1 術(shù)語(yǔ) 2.2 符號(hào) 3 模型主要功能及建模步驟 3.1 模型主要功能 3.2 建模步驟 4 模型模擬方法選取 4.1 水文計(jì)算方法與模型 4.1.1 產(chǎn)流模型 4.1.2 匯流模型 4.2 水力學(xué)模型 4.2.1 排水管網(wǎng)模型 4.2.2 二維地表淹沒(méi)模型 4.2.3 河道模型 4.3 面源水質(zhì)模型 4.3.1 地表污染物累積模型 4.3.2 地表污染物沖刷模型 4.3.3 街道清掃模擬 4.4 海綿設(shè)施模型 4.4.1 LID低影響開(kāi)發(fā)的模擬 4.4.2 生物滯留設(shè)施模擬 4.4.3 綠色屋頂模擬 4.4.4 透水鋪裝模擬 4.4.5 植草溝模擬 4.4.6 模型軟件比選 5 模型構(gòu)建 5.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集 5.1.1 地理數(shù)據(jù) 5.1.2 管網(wǎng)數(shù)據(jù) 5.1.3 海綿設(shè)施數(shù)據(jù) 5.1.4 氣象數(shù)據(jù) 5.1.5 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) 5.2 產(chǎn)匯流模型 5.3 海綿設(shè)施模型 5.4 排水管網(wǎng)模型 5.5 地表淹沒(méi)模型 5.6 河道模型 6 模型參數(shù)率定與驗(yàn)證 6.1 一般規(guī)定 6.2 率定與驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn) 7 模型本地化參數(shù) 7.1 水文產(chǎn)匯流模型參數(shù) 7.2 設(shè)計(jì)降雨 7.3 年平均蒸發(fā)量 7.4 水質(zhì)模型參數(shù) 7.5 海綿設(shè)施參數(shù) 7.6 水力學(xué)模型參數(shù) 8 模型應(yīng)用 8.1 海綿城市評(píng)價(jià)目標(biāo)計(jì)算 8.1.1 年徑流總量控制率目標(biāo)計(jì)算 8.1.2 內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí) 8.1.3 徑流污染控制率目標(biāo)計(jì)算 8.2 年徑流總量控制率預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià) 8.2.1 預(yù)測(cè)方法 8.2.2 預(yù)測(cè)范圍 8.2.3 模擬工況 8.2.4 指標(biāo)評(píng)價(jià) 8.3 內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià) 8.3.1 預(yù)測(cè)方法 8.3.2 預(yù)測(cè)范圍 8.3.3 模擬工況 8.3.4 指標(biāo)評(píng)價(jià) 8.4 年雨水污染徑流去除率預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià) 8.4.1 預(yù)測(cè)方法 8.4.2 預(yù)測(cè)范圍 8.4.3 模擬工況 8.4.4 指標(biāo)評(píng)價(jià) 9 模型更新維護(hù) 附錄 應(yīng)用實(shí)例 1 SWMM水文水質(zhì)模型 1.1 EPA SWMM模型介紹 1.2 SWMM水文模型的構(gòu)建 1.3 SWMM水質(zhì)模型的構(gòu)建 1.4 SWMM 海綿設(shè)施模型的構(gòu)建 1.5 28個(gè)匯水分區(qū)模型建立 2 InfoWorks ICM城市內(nèi)澇模擬 2.1 InfoWorks ICM城市內(nèi)澇模擬 2.2 InfoWorks ICM二維城市/流域洪澇淹沒(méi)模型 2.3 Infoworks ICM內(nèi)澇模型的構(gòu)建 3 模型率定 3.1 水文模型率定 3.2 水質(zhì)模型率定 4 模型驗(yàn)證 4.1 水文模型驗(yàn)證 4.2 水質(zhì)模型驗(yàn)證 1 總則1.1 為貫徹落實(shí)生態(tài)文明建設(shè)和綠色發(fā)展理念，全面推進(jìn)重慶兩江新區(qū)海綿城市建設(shè)，根據(jù)國(guó)家和重慶的相關(guān)法律、法規(guī)及相關(guān)規(guī)劃，結(jié)合實(shí)際情況，編制本導(dǎo)則。 1.2 本導(dǎo)則適用范圍為重慶兩江新區(qū)直管區(qū)。 1.3 本導(dǎo)則用于指導(dǎo)海綿城市建設(shè)模型的選型、構(gòu)建、應(yīng)用，率定及驗(yàn)證等。 1.4 海綿城市建設(shè)相關(guān)模型文件除滿(mǎn)足本導(dǎo)則的要求，尚應(yīng)符合國(guó)家和重慶市現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范、規(guī)定的要求及兩江新區(qū)各項(xiàng)管理規(guī)定。 2 術(shù)語(yǔ)及符號(hào)2.1 術(shù)語(yǔ)低影響開(kāi)發(fā) 指在場(chǎng)地開(kāi)發(fā)過(guò)程中采用源頭、分散式措施維持場(chǎng)地開(kāi)發(fā)前的水文特征，也稱(chēng)為低影響設(shè)計(jì)或低影響城市設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。低影響開(kāi)發(fā)在城市開(kāi)發(fā)建設(shè)過(guò)程中，通過(guò)生態(tài)化措施，盡可能維持城市開(kāi)發(fā)建設(shè)前后水文特征不變，有效緩解不透水面積增加造成的徑流總量、徑流峰值與徑流污染的增加等對(duì)環(huán)境造成的不利影響。 年徑流總量控制率 根據(jù)多年日降雨統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析計(jì)算，通過(guò)自然和人工強(qiáng)化的滲透、貯存、蒸發(fā)等方式，場(chǎng)地內(nèi)累計(jì)全年得到控制（不外排）的雨量占全年總降雨量的百分比。 典型氣象年 以近30年的月平均值為依據(jù)，從近10年的資料中選取一年各月接近30年的平均值作為典型氣象年。 設(shè)計(jì)暴雨雨型 設(shè)計(jì)暴雨的降雨過(guò)程（降雨強(qiáng)度隨時(shí)間的分配）稱(chēng)為設(shè)計(jì)暴雨時(shí)程分配雨型；設(shè)計(jì)暴雨在流域范圍內(nèi)的面分布圖形稱(chēng)為設(shè)計(jì)暴雨面分布雨型；兩者統(tǒng)稱(chēng)設(shè)計(jì)暴雨雨型。 產(chǎn)流模型 又稱(chēng)產(chǎn)流模式，指降雨經(jīng)過(guò)損失階段而產(chǎn)生徑流過(guò)程的數(shù)學(xué)模型。 匯流模型 描述由降水到形成流域出口斷面徑流過(guò)程的流域匯流演算的模型。 匯水分區(qū) 又稱(chēng)作集水區(qū)域、集水盆地、流域盆地，是指地表徑流或其他物質(zhì)匯聚到一共同的出水口的過(guò)程中所流經(jīng)的地表區(qū)域，它是一個(gè)封閉的區(qū)域。出水口是指水流離開(kāi)匯水區(qū)的點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)是匯水區(qū)邊界上的最低點(diǎn)。通常一條河流的匯水區(qū)沒(méi)有其他的地表徑流流入且只有惟一的一個(gè)出水點(diǎn)。 排水分區(qū) 是指考慮排水地區(qū)的地形、水系、水文地質(zhì)、容泄區(qū)水位和行政區(qū)劃等因素，把一個(gè)地區(qū)劃分成若干個(gè)不同排水方式排水區(qū)的工作。 納什效率系數(shù) 用以驗(yàn)證水文模型模擬結(jié)果與實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果的匹配程度。NSE取值為負(fù)無(wú)窮至1，接近1，表示模式質(zhì)量好，模型可信度高；接近0，表示模擬結(jié)果接近觀測(cè)值的平均值水平，即總體結(jié)果可信，但過(guò)程模擬誤差大；遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于0，則模型是不可信的。 最佳流域管理措施 對(duì)流域水文、土壤侵蝕、生態(tài)及養(yǎng)分循環(huán)等自然過(guò)程產(chǎn)生有益于環(huán)境，以及保護(hù)流域水環(huán)境免受農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)導(dǎo)致的污染的一系列措施。 可持續(xù)排水系統(tǒng) 利用自然的方式排除雨水而不是僅僅靠管渠來(lái)排水，旨在從排水系統(tǒng)上減少城市內(nèi)澇發(fā)生的可能性，同時(shí)提高雨水地表水的利用率，兼顧減少河流污染。 合流制排水系統(tǒng) 將生活污水、工業(yè)廢水和雨水混合在一個(gè)管渠內(nèi)排除的系統(tǒng)。 參數(shù)率定 根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)推定模型參數(shù)或選擇最優(yōu)參數(shù)，使得模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)最接近的過(guò)程。 模型驗(yàn)證 選擇獨(dú)立于參數(shù)率定選用的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，評(píng)估模型準(zhǔn)確性的過(guò)程。 2.2 符號(hào)本導(dǎo)則使用的主要符號(hào)的意義與單位見(jiàn)下表2.1。 表 2.1 符號(hào)列表
3 模型主要功能及建模步驟 3.1 模型主要功能 （1）方案比選 在海綿城市專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃編制、系統(tǒng)化方案設(shè)計(jì)等過(guò)程中進(jìn)行方案比選。在規(guī)劃編制中要選擇適宜水質(zhì)、水量模擬模型開(kāi)展建設(shè)試點(diǎn)區(qū)域地表徑流及管網(wǎng)排水能力現(xiàn)狀分析，包括內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)模擬、管網(wǎng)現(xiàn)狀能力評(píng)估、泵站及調(diào)蓄等設(shè)施規(guī)模優(yōu)化等；在系統(tǒng)化方案設(shè)計(jì)中要對(duì)設(shè)施種類(lèi)選擇、設(shè)施參數(shù)確定、不同設(shè)施布設(shè)情景模擬及方案比選等，不同整治方案對(duì)城市內(nèi)澇防治、河湖水體水環(huán)境改善效果的模擬和比選。 （2）設(shè)施運(yùn)行維護(hù) 在海綿設(shè)施的運(yùn)行維護(hù)階段，需在實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集和對(duì)參數(shù)不斷率定驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際水質(zhì)、水量監(jiān)測(cè)結(jié)果，對(duì)海綿設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)、區(qū)域地表徑流、排水管網(wǎng)及城市河湖水體狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，指導(dǎo)城市海綿設(shè)施的日常運(yùn)行、檢修和維護(hù)。 （3）設(shè)施效果評(píng)估 在效果評(píng)估階段，要選擇適宜模型進(jìn)行模擬評(píng)估，主要包括城市內(nèi)澇防治達(dá)標(biāo)情況、合流制溢流頻次、年徑流總量控制率等重要指標(biāo)的達(dá)標(biāo)情況等，其他指標(biāo)應(yīng)結(jié)合監(jiān)測(cè)進(jìn)行評(píng)估。 3.2 建模步驟海綿城市建設(shè)所需的的水文水力模型構(gòu)建的步驟一般為： （1）確定模型軟件； （2）收集建模數(shù)據(jù)； （3）模型構(gòu)建； （4）模型率定； （5）模型驗(yàn)證； （6）工況設(shè)置計(jì)算； （7）評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算。 4 模型模擬方法選取4.1 水文計(jì)算方法與模型4.1.1 產(chǎn)流模型（1）產(chǎn)流模型可采用SCS模型、Clark Unit Hydrograph，Snyder Unit Hydrograph 等，推薦采用SCS徑流曲線模型，其中SCS徑流曲線模型根據(jù)一個(gè)描述降雨與徑流關(guān)系的綜合參數(shù)CN進(jìn)行入滲計(jì)算，反映的是流域下墊面單元的產(chǎn)流能力以及前期土壤含水量對(duì)產(chǎn)流的影響，對(duì)大流域的產(chǎn)匯流計(jì)算較為適合，SCS方法和模型由美國(guó)土壤保持學(xué)會(huì)（Soil Conservation Society）于1960年發(fā)布，并且在美國(guó)大部分地區(qū)得到應(yīng)用。同時(shí)具有參數(shù)少，容易計(jì)算等特點(diǎn)。鑒于重慶屬于山地城市且流域面積較大，推薦使用SCS模型。 （2）產(chǎn)流初損模型應(yīng)包含以下內(nèi)容： 1）無(wú)洼蓄量的不透水地表產(chǎn)流量：無(wú)洼蓄量的不透水地表的降雨損失是雨期蒸發(fā)； 2）有洼蓄量的不透水地表產(chǎn)流量：有洼蓄量的不透水地表上的降雨損失主要是洼蓄量； 3）透水地表產(chǎn)流量：透水地表的降雨損失主要包括洼蓄和下滲。下滲是表示降雨入滲到地表不飽和土壤帶的過(guò)程。 （3）下滲模型可選用曲線數(shù)模型。根據(jù)悅來(lái)新城模型經(jīng)驗(yàn)，推薦重慶兩江新區(qū)采用Green--Ampt模型或Horton模型。 Green--Ampt模型考慮飽和及未飽和土壤帶的界面，假設(shè)降雨的入滲使土壤下墊面由不飽和變?yōu)轱柡偷倪^(guò)程，將下滲過(guò)程分為飽和及未飽和兩個(gè)階段予以計(jì)算。主要參數(shù)有初損（Initial loss ，mm）不飽和率（Moisture Deficit,）, 吸水度（Suction, mm）,導(dǎo)水率（Conductivity,mm/hr） 不透水率（Impervious, %）。 Horton模型描述的是下滲率隨降雨時(shí)間的變化關(guān)系，不包括飽和及未飽和帶土壤的下墊面情況。 4.1.2 匯流模型匯流模型可選取Modified Puls，Muskingum, Muskingum-cunge, Kinematic Wave, 非線性水庫(kù)等。推薦采用非線性水庫(kù)。 地表徑流用非線性水庫(kù)模型來(lái)模擬產(chǎn)生于三種不同的地面類(lèi)型，如下圖4.1所示： 圖 4.1排水子流域的非線性水庫(kù)模型示意圖 其中的連續(xù)方程： 用曼寧公式計(jì)算出流量: 通過(guò)上述兩個(gè)公式聯(lián)立，對(duì)其中的未知數(shù)Q、d采用有限差分法進(jìn)行求解，平均出流由時(shí)間始末的水深平均值近似算出。用Newton-Raphson迭代法求解時(shí)段末的水深，采用曼寧公式計(jì)算出時(shí)段末瞬時(shí)出流量。 4.2 水力學(xué)模型水力學(xué)計(jì)算的方法和模型軟件的通用性較高，但是絕大多數(shù)應(yīng)用地區(qū)的水力學(xué)計(jì)算由于地勢(shì)坡度比較緩，多以緩流計(jì)算為主，有些軟件不具備急流計(jì)算方法。對(duì)于山地，由于坡度大，無(wú)論是管網(wǎng)還是明渠流，均會(huì)有急流出現(xiàn)、緩流和急流交替出現(xiàn)，在應(yīng)用這些模型軟件時(shí)候，要注意選用急流計(jì)算方法, 邊界輸入條件，時(shí)間步長(zhǎng)取值，注意模型的發(fā)散與收斂，保證計(jì)算結(jié)果的合理與準(zhǔn)確。 4.2.1 排水管網(wǎng)模型排水管網(wǎng)模型可以完整模擬管道、明渠以及各種排水構(gòu)筑物的水力學(xué)狀態(tài)。水力計(jì)算采用完全求解的圣維南方程模擬管道明渠流，對(duì)于明渠超負(fù)荷的模擬采用Preissmann Slot方法。 4.2.2 二維地表淹沒(méi)模型二維地表淹沒(méi)模型應(yīng)根據(jù)地形高程數(shù)據(jù)建立，建立過(guò)程中應(yīng)考慮以下因素：（1）道路，建筑物等對(duì)水流的引導(dǎo)和阻擋作用； （2）地面上不同類(lèi)型地塊的糙率對(duì)流速的影響，如道路，草地等； （3）地面的下滲作用； （4）根據(jù)關(guān)注程度設(shè)定不同精度的網(wǎng)格； （5）湖泊，河道等的水位邊界，模擬出洪水在地面上行進(jìn)的過(guò)程。 4.2.3 河道模型也叫明渠流水力學(xué)模型，根據(jù)流域的水量和河流信息推算水面線和洪水淹沒(méi)范圍。水力學(xué)模型需要河道、河網(wǎng)、橋梁、斷面資料、河床糙率系數(shù)等參數(shù)。 4.3 面源水質(zhì)模型徑流子系統(tǒng)對(duì)水質(zhì)的模擬包括地表污染物累積模型及沖刷模型，主要是針對(duì)SS。目前的模擬方法如下： 4.3.1 地表污染物累積模型子流域中的地表累積污染物的存在形式以塵埃、顆粒物的累積為主。通過(guò)線性或非線性累積形式來(lái)模擬地表污染物增長(zhǎng)過(guò)程，其累積曲線和對(duì)應(yīng)方程如圖4.2所示。 圖 4.2污染物累積曲線圖 累積方程包括以下三種： （1） 指數(shù)函數(shù)：污染物的累積量和累積時(shí)間呈現(xiàn)比例關(guān)系； 污染物的累積量和累積時(shí)間呈現(xiàn)比例關(guān)系: 式中，C1是最大累積量；C2是累積速率常數(shù)。 （2）冪函數(shù)：污染物的累積量和累積時(shí)間呈現(xiàn)冪函數(shù)關(guān)系，累積到最大程度就不再累積； （3）飽和函數(shù)：即米切里斯——門(mén)頓函數(shù)，污染物累積與時(shí)間呈現(xiàn)飽和函數(shù)關(guān)系。 可結(jié)合當(dāng)?shù)孛嬖次廴矩?fù)荷研究結(jié)果，確定模型采用的累積方程。 4.3.2 地表污染物沖刷模型地表污染物沖刷過(guò)程描述的是一個(gè)在徑流期中地表被侵蝕，污染物在溶解的過(guò)程?？捎貌煌膯挝挥?jì)量方式來(lái)模擬污染物的沖刷，比如細(xì)菌總數(shù)、濁度(單位為NTU)等。包括三種沖刷模擬的方法。 （1）流量特性沖刷曲線 此曲線假設(shè)認(rèn)為污染物的沖刷模型與其地表累積總量之間相互獨(dú)立，沖刷量和徑流率之間只存在簡(jiǎn)單的函數(shù)關(guān)系。 （2）場(chǎng)次降雨平均濃度 它是流量特性沖刷曲線的一種特殊情況： （3）指數(shù)方程 污染物的沖刷量和地表的殘留量成正比，和徑流量成指數(shù)函數(shù)關(guān)系。 式中，Pp是t時(shí)刻剩余地表污染因子的量，kg/hm2；r是t時(shí)刻子流域單位面積的徑流率，mm/h；n是徑流率指數(shù)；Rc是沖刷系數(shù)；Poff是t時(shí)刻污染物的沖刷量，kg/s。 同樣地，Rc和n的取值與污染物種類(lèi)有關(guān)。當(dāng)?shù)乇砦廴疚锏氖Ｓ嗔渴?時(shí)，表示沖刷停止。 4.3.3 街道清掃模擬街道清掃會(huì)受到地表類(lèi)型的限制，而且是階段性減少地表累積量。 4.4 海綿設(shè)施模型4.4.1 LID低影響開(kāi)發(fā)的模擬一般在模型中設(shè)置低影響開(kāi)發(fā)模塊，模擬常見(jiàn)的生物滯留、滲透鋪裝、滲透溝渠、雨水儲(chǔ)蓄池、植被淺溝等五種分散的雨水處置技術(shù)，通過(guò)對(duì)調(diào)蓄、滲透及蒸發(fā)等水文過(guò)程的模擬，結(jié)合模型的水力模塊和水質(zhì)模塊，實(shí)現(xiàn)LID技術(shù)措施對(duì)場(chǎng)地徑流量、峰值流量及徑流污染控制效果的模擬。其它LID措施如過(guò)濾帶、下凹式綠地、綠色屋頂?shù)燃夹g(shù)都可以經(jīng)參數(shù)變換等相應(yīng)處理后進(jìn)行模擬。 4.4.2 生物滯留設(shè)施模擬4.4.3 綠色屋頂模擬4.4.4 透水鋪裝模擬4.4.5 植草溝模擬4.4.6 模型軟件比選海綿城市建設(shè)中需要的模型一般為水文計(jì)算的產(chǎn)匯流模型、水質(zhì)模型、海綿設(shè)施模型、水力學(xué)計(jì)算模型等。在住建部提出的試點(diǎn)城市模型應(yīng)用要求中，實(shí)際工作中可采用模型進(jìn)行模擬，目前常用的模型和軟件如下；（1）在城市地表徑流模擬方面有美國(guó)EPA SWMM（共享）、美國(guó)陸軍工程師團(tuán)開(kāi)發(fā)的HEC-系列（共享），澳大利亞XPSWMM（商業(yè)）， 丹麥水力系統(tǒng)MIKE系列軟件（商業(yè)）、英國(guó)Infoworks ICM（商業(yè)）、國(guó)內(nèi)基于SWMM模型開(kāi)發(fā)的DigitalWater、鴻業(yè)SWMM等模型；（2）在城市河湖水體模擬方面有美國(guó)EPA的EFDC（共享）、QUAL2K（共享）和WASP（共享）、丹麥水力系統(tǒng)MIKE系列軟件（商業(yè)）、英國(guó)Infoworks ICM（商業(yè)）、以及荷蘭的Delft3D（商業(yè)）等模型，全國(guó)還有每個(gè)省市當(dāng)?shù)氐乃模W(xué)，水質(zhì)計(jì)算方法，經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算模型等。 根據(jù)重慶兩江新區(qū)海綿城市建設(shè)的基礎(chǔ)條件和應(yīng)用需求，應(yīng)遵循先易后難的原則，循序漸進(jìn)地選擇和構(gòu)建有關(guān)的模型和軟件；應(yīng)用層次主要包括規(guī)劃設(shè)計(jì)、狀態(tài)評(píng)估與運(yùn)行調(diào)度、水質(zhì)模擬等，不同簡(jiǎn)化程度（最小管徑）的管網(wǎng)模型應(yīng)滿(mǎn)足不同層面的應(yīng)用需求。針對(duì)不同的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和應(yīng)用需求，建立不同簡(jiǎn)化程度、不同精度等級(jí)的管網(wǎng)模型。有條件的可一步到位建設(shè)一個(gè)高精度的模型，可同時(shí)滿(mǎn)足規(guī)劃設(shè)計(jì)、狀態(tài)評(píng)估、運(yùn)行調(diào)度和水質(zhì)模擬等應(yīng)用需求。 5 模型構(gòu)建 5.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集5.1.1 地理數(shù)據(jù)所有高程信息須在一個(gè)統(tǒng)一高程系統(tǒng)內(nèi)。 （1）數(shù)字高程數(shù)據(jù)：一般模型要求的精度不低于5m*5m，建設(shè)后高程數(shù)據(jù)可以按照設(shè)計(jì)施工圖在原有地形基礎(chǔ)上修改。 （2）土地利用類(lèi)型：按照匯水分區(qū)，統(tǒng)計(jì)所有土地利用類(lèi)型和面積。 （3）河道高程數(shù)據(jù)：如果需要建立河道水力模型，需要提供河道高程數(shù)據(jù)和岸線平面信息。 （4）構(gòu)筑物平面信息：包括構(gòu)筑物位置、占地面積和高程信息，建設(shè)后的構(gòu)筑物平面信息由設(shè)計(jì)施工圖或者規(guī)劃設(shè)計(jì)圖提供。 5.1.2 管網(wǎng)數(shù)據(jù)管網(wǎng)高程數(shù)據(jù)需與5.1.1地理數(shù)據(jù)使用統(tǒng)一高程系統(tǒng)。 （1）排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)：包括檢查井的編號(hào)、形狀、尺寸、井底標(biāo)高，管道的編號(hào)、上下游檢查井編號(hào)、上下游管底標(biāo)高、管徑、寬度、糙率和檢查井局部損失等數(shù)據(jù)。 （2）附屬構(gòu)建物信息：如果規(guī)劃區(qū)內(nèi)有附屬構(gòu)建物，需要提供閘門(mén)/孔口/堰的上下游檢查井編號(hào)和口底高程。 （3）管道實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)：排水管道有無(wú)破損、淤積、沉積物等，管網(wǎng)中的泵站、閘門(mén)等的運(yùn)行工況或調(diào)度規(guī)則（若有）。 （4）其它：若為合流制系統(tǒng)，需要補(bǔ)充收集各排水分區(qū)的人口、排水當(dāng)量等信息。 5.1.3 海綿設(shè)施數(shù)據(jù)（1）海綿設(shè)施種類(lèi)：模型中預(yù)定義設(shè)施，或其它通過(guò)改變參數(shù)可以模擬的設(shè)施。 （2）海綿設(shè)施布局：海綿設(shè)施的位置、數(shù)量和單個(gè)設(shè)施規(guī)模。 （3）海綿設(shè)施設(shè)計(jì)參數(shù)：包括海綿設(shè)施的介質(zhì)層厚度、入滲系數(shù)、污染物濃度去除效率、各縱向結(jié)構(gòu)深度。 5.1.4 氣象數(shù)據(jù)（1）長(zhǎng)歷時(shí)降雨時(shí)序資料 由規(guī)劃片區(qū)的氣象站提供多年連續(xù)分鐘級(jí)別的降雨數(shù)據(jù)。如條件允許和有記錄數(shù)據(jù)，提供典型年步長(zhǎng)不超過(guò)5分鐘的全年連續(xù)降雨數(shù)據(jù)。 （2）年蒸發(fā)量數(shù)據(jù) 由規(guī)劃片區(qū)的氣象站提供月均蒸發(fā)量或者年蒸發(fā)量數(shù)據(jù)。 （3）設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度 參照《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50014-2006，2016版)，設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度由暴雨強(qiáng)度公式計(jì)算得出： 公式中參數(shù)A1、b 、c、n需要以當(dāng)?shù)亟涤曩Y料進(jìn)行擬合，可采用皮爾遜III型、耿貝爾曲線和指數(shù)分布曲線對(duì)暴雨強(qiáng)度總公式進(jìn)行修正。 （4）設(shè)計(jì)暴雨雨型 2小時(shí)及以下歷時(shí)設(shè)計(jì)暴雨過(guò)程，可根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50014-2006，2016版)的推薦，選用芝加哥雨型法推求，或根據(jù)7.2.2節(jié)選用設(shè)計(jì)降雨雨型。2小時(shí)以上的設(shè)計(jì)暴雨應(yīng)根據(jù)7.2.2節(jié)選用設(shè)計(jì)降雨雨型。 5.1.5 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（1）管網(wǎng)監(jiān)測(cè)：總排口的連續(xù)水量與水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，用于模型率定與驗(yàn)證。排水管連續(xù)檢查井的水位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，用于排水管網(wǎng)水力模型率定。對(duì)于合流制系統(tǒng)，需要在污水管與雨水管混接處的水量與水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，用于檢驗(yàn)污水排水量。 （2）海綿設(shè)施監(jiān)測(cè)：在降雨事件過(guò)程中，監(jiān)測(cè)海綿設(shè)施入流及出流徑流流量過(guò)程線，評(píng)估海綿設(shè)施對(duì)徑流的削減量。 5.2 產(chǎn)匯流模型根據(jù)土地利用類(lèi)型和地表排水系統(tǒng)，把一個(gè)整體的流域劃分為若干個(gè)排水子流域，然后根據(jù)各子流域的概況特征模擬各自不同的徑流過(guò)程，采用流量演算方法將各子流域的出流歸結(jié)在一起，根據(jù)各子流域的概況特征設(shè)置參數(shù)模擬各自不同的徑流過(guò)程。 5.3 海綿設(shè)施模型在評(píng)估海綿設(shè)施影響時(shí)，需要將海綿設(shè)施的位置、面積和種類(lèi)等設(shè)計(jì)參數(shù)輸入到各個(gè)排水子流域中。對(duì)于模型中未提供的海綿設(shè)施種類(lèi)可以經(jīng)參數(shù)變換等相應(yīng)處理后進(jìn)行模擬。 海綿設(shè)施在場(chǎng)地中的布置方式主要有兩種: （1）場(chǎng)地層面 將設(shè)施設(shè)置為一個(gè)獨(dú)立的子集水區(qū)，用子匯水區(qū)的屬性參數(shù)來(lái)表達(dá)設(shè)施或?qū)⒍x好的設(shè)施在子匯水區(qū)范圍內(nèi)并滿(mǎn)覆蓋，此方式使場(chǎng)地內(nèi)雨水處置路徑可視化，適用于小地塊的集成技術(shù)及水質(zhì)控制效果模擬，例如對(duì)過(guò)濾帶與匯流路徑打斷技術(shù)的模擬等。 （2）子集水區(qū)層面 將預(yù)先定義好的設(shè)施直接應(yīng)用到子集水區(qū)內(nèi)。此方式無(wú)法明確指定設(shè)施的服務(wù)區(qū)域及處置路徑，適合較大區(qū)域的海綿設(shè)施模擬。 對(duì)于城鎮(zhèn)海綿城市建設(shè)項(xiàng)目適合采用子集水區(qū)層面的LID設(shè)施模擬，具體的模型輸入?yún)?shù)將在第七章敘述。 5.4 排水管網(wǎng)模型排水管網(wǎng)模型主要是由兩部分組成：水文模型，根據(jù)降雨資料計(jì)算表面徑流水量，又叫降雨-徑流模型。排水管網(wǎng)水力學(xué)模型，根據(jù)收集到的資料將排水管網(wǎng)相關(guān)信息，包括檢查井的編號(hào)、形狀、尺寸、井底標(biāo)高等，管渠編號(hào)、上下游管底標(biāo)高、尺寸、糙率等，及其他排水構(gòu)筑物（泵站、堰、閘門(mén)、調(diào)蓄池）的數(shù)據(jù)錄入模型，并檢查錄入信息的準(zhǔn)確性，模擬水流在管道的流動(dòng)、淹沒(méi)。 根據(jù)不同的設(shè)計(jì)雨強(qiáng)和雨型，模擬城市內(nèi)澇、積水的情況，利用模型對(duì)項(xiàng)目區(qū)域的排水狀況進(jìn)行分析，特別是對(duì)重點(diǎn)積水區(qū)域積水產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析。并對(duì)排水管網(wǎng)的排水能力及內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，為決策者提供科學(xué)支持，提高對(duì)城市洪水災(zāi)害應(yīng)急實(shí)際的預(yù)見(jiàn)性。 5.5 地表淹沒(méi)模型地表淹沒(méi)模型首先引入地面高程模型，然后剛根據(jù)GIS、AutoCAD或其他地理數(shù)據(jù)直接引入城市中的各類(lèi)建筑物及其他阻礙，也可以直接根據(jù)地形背景手工繪制建筑物等。在此基礎(chǔ)上模型軟件自動(dòng)生成三角計(jì)算網(wǎng)格，網(wǎng)格生成器通過(guò)最大三角面積和最小三角形來(lái)控制分辨率。對(duì)網(wǎng)格的不同部分可以有所不同，從而使得在關(guān)鍵區(qū)域周?chē)３质褂酶叻直媛?，而在比較平坦，特征不太明顯、不太重要的區(qū)域使用較低的分辨率。 網(wǎng)格生成器也可包括空間物體（建筑物）、波浪線與墻體在內(nèi)，從而進(jìn)一步定義重要水力特征，并可以使用多邊形劃定范圍來(lái)指定粗糙度分區(qū)。這些線和多邊形可以從背景圖層、外部文件或1D網(wǎng)絡(luò)特性中導(dǎo)入。 模型軟件通過(guò)計(jì)算出各三角網(wǎng)格內(nèi)的積水深度及流速，最終得到地面積水的積水深度及積水漫溢的路徑及流速。 5.6 河道模型河道（明渠）水動(dòng)力模型根據(jù)研究目的和內(nèi)容可以選擇一維水動(dòng)力模型或二維水動(dòng)力模型。城鎮(zhèn)河道一般采用一維水動(dòng)力模型，城市周邊河流（城市外河）視河流屬性與規(guī)?？蛇x一維水動(dòng)力模型或二維水動(dòng)力模型。當(dāng)洪水超過(guò)河道堤防高程并在城鎮(zhèn)內(nèi)演進(jìn)時(shí)，應(yīng)采用河道一維及平面二維數(shù)學(xué)模型耦合的方法進(jìn)行計(jì)算。一維水動(dòng)力模型采用Saint-Venant方程組作為河道非恒定流控制方程，主要包括節(jié)點(diǎn)-河道模型、單元?jiǎng)澐帜Ｐ鸵约叭诤蟽烧邇?yōu)點(diǎn)的混合模型。節(jié)點(diǎn)-河道模型中的分級(jí)聯(lián)解法是目前求解河網(wǎng)水動(dòng)力最主要的方法。二維水動(dòng)力模型采用二維淺水方程求解河道水力參數(shù)，根據(jù)河網(wǎng)拓?fù)涞碾x散方式主要包括有限差分法、有限元法和有限體積法。 6 模型參數(shù)率定與驗(yàn)證6.1 一般規(guī)定參數(shù)率定和模型驗(yàn)證應(yīng)采用獨(dú)立的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。 參數(shù)率定和模型驗(yàn)證數(shù)據(jù)可來(lái)自地表徑流和排水管網(wǎng)的水量、水質(zhì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，也可來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)流量、液位等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。 參數(shù)率定和模型驗(yàn)證工作的一般步驟包括： （1）首先對(duì)獲得的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選評(píng)估，選取可用作模型率定的降雨場(chǎng)次監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，排除缺失和存在明顯偏差數(shù)據(jù)； （2）采用一套或多套獨(dú)立的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)率定，通常先假定一組參數(shù)，代入模型得到計(jì)算結(jié)果，將計(jì)算結(jié)果與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，若計(jì)算值與監(jiān)測(cè)值相差在允許范圍內(nèi)，則將此參數(shù)用于模型驗(yàn)證；若計(jì)算值與實(shí)測(cè)值相差較大，則合理調(diào)整模型中參數(shù)重新計(jì)算，再次進(jìn)行比較，直到計(jì)算值與監(jiān)測(cè)值的誤差在允許范圍內(nèi)； （3）采用另外一套或者多套獨(dú)立的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行模型驗(yàn)證，將率定得出的參數(shù)代入模型中計(jì)算，比較計(jì)算值與檢測(cè)值進(jìn)行比較，若誤差在允許范圍內(nèi)，則把此時(shí)的參數(shù)作為模型的參數(shù)；若誤差不符合標(biāo)準(zhǔn)，則重復(fù)模型參數(shù)率定過(guò)程，直到率定的參數(shù)滿(mǎn)足模型驗(yàn)證要求。 由于用于參數(shù)率定和模型驗(yàn)證的降雨場(chǎng)次不同，因此應(yīng)保證數(shù)據(jù)具有一致性，即在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)涵蓋時(shí)間內(nèi)排水系統(tǒng)、海綿設(shè)施和河道等的物理特征不能有重大變化。 6.2 率定與驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行場(chǎng)次降雨的模擬時(shí)，需要選取至少四場(chǎng)典型降雨的地表徑流和排水管網(wǎng)的水量、水質(zhì)過(guò)程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行地表徑流和排水管網(wǎng)模擬，其中至少兩場(chǎng)降雨事件的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)率定，至少兩場(chǎng)降雨的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行模型驗(yàn)證； 模擬結(jié)果和測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)比匹配，需要達(dá)到以下兩條以上標(biāo)準(zhǔn)： （1）模擬結(jié)果和實(shí)測(cè)的水量和水質(zhì)過(guò)程數(shù)據(jù)（應(yīng)排除缺失或不準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的時(shí)間段）進(jìn)行比較， NSE不小于0.5。 （2）模擬結(jié)果和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的峰值出現(xiàn)事件偏差在降雨事件歷時(shí)的20%以?xún)?nèi)。 （3）模擬峰值和實(shí)測(cè)峰值的數(shù)值偏差在25%以?xún)?nèi)。 當(dāng)基于規(guī)劃數(shù)據(jù)構(gòu)建熟悉模型時(shí)，模型參數(shù)應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)劃和當(dāng)?shù)貤l件合理確定。 7 模型本地化參數(shù)7.1 水文產(chǎn)匯流模型參數(shù)（1） 典型土層及基巖滲透性能 悅來(lái)新城典型地層及滲透性如圖7.1所示，重慶兩江新區(qū)的基巖滲透性可根據(jù)地勘資料的實(shí)際情況進(jìn)行選取。
圖7.1 悅來(lái)新城典型地層滲透性大小柱狀圖 （2） CN值選取 按照山地城市的特點(diǎn)，地表產(chǎn)流模型采用SCS模型進(jìn)行模擬。該參數(shù)與當(dāng)?shù)叵聣|面類(lèi)型以及土壤結(jié)構(gòu)有關(guān)，需要通過(guò)率定或者實(shí)測(cè)實(shí)驗(yàn)確定。根據(jù)土壤特性,將土壤劃分為A、B、C、D四種類(lèi)型,根據(jù)CN值表可以查得不同土地利用條件下,不同土壤類(lèi)型的CN值。 表 7.1 NRCS水文土壤類(lèi)型定義
表 7.2不同下墊面的CN值 表 7.3不同類(lèi)型土壤的飽和導(dǎo)水率以及孔隙率參考值
兩江新區(qū)CN值的選取應(yīng)參照表7.1，7.2，7.3，新建填土區(qū)域CN值宜選用A類(lèi)，挖土區(qū)域根據(jù)實(shí)際地勘資料及圖7.1選取CN值分類(lèi)。 7.2 設(shè)計(jì)降雨（1）兩江新區(qū)地形落差較大，地形狹長(zhǎng)，最大集流時(shí)間小于1小時(shí)，按照重慶有關(guān)水文和氣象研究成果和推薦，降雨模型采用的降雨歷時(shí)為3h。 （2）兩江新區(qū)降雨雨型推薦采用渝北區(qū)降雨雨型，如圖7.2所示。
圖 7.2 渝北3小時(shí)歷時(shí)設(shè)計(jì)暴雨雨型圖 表 7.4重慶市主城區(qū)渝北站各歷時(shí)各重現(xiàn)期設(shè)計(jì)暴雨雨量（單位:mm）
7.3 年平均蒸發(fā)量根據(jù)重慶渝北氣象站1999-2009年的記錄資料，年蒸發(fā)量取值為1193 毫米。 7.4 水質(zhì)模型參數(shù)根據(jù)重慶大學(xué)的相關(guān)研究成果，SS累積模型參考取值見(jiàn)表7.5。 表 7.5不同土地利用類(lèi)型下SS的累積模擬參數(shù)
污染物沖刷模型中的與污染物相關(guān)的系數(shù)，如沖刷系數(shù)、沖刷指數(shù)，需要進(jìn)行率定，不同利用類(lèi)型地表可以設(shè)定不同污染因子的沖刷參數(shù)。兩江新區(qū)使用的沖刷系數(shù)、沖刷指數(shù)參考取值見(jiàn)下表7.6。 表 7.6不同土地利用類(lèi)型的SS沖刷參數(shù)
7.5 海綿設(shè)施參數(shù)海綿設(shè)施相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，包括類(lèi)型，面積，表層厚度、土壤層厚度、碎石層厚度、出口等相關(guān)信息，可以根據(jù)收集到的設(shè)計(jì)資料輸入到模型中。而表層糙率、滲透系數(shù)、排水流量系數(shù)等需要根據(jù)實(shí)測(cè)資料進(jìn)行率定。 按照海綿設(shè)施的設(shè)計(jì)導(dǎo)則，設(shè)計(jì)資料，結(jié)合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，模型結(jié)果以下給出了典型海綿設(shè)施的主要參數(shù)取值范圍： 表 7.7典型生物滯留池的主要參數(shù)取值范圍
表 7.8典型綠色屋頂主要參數(shù)取值范圍
表 7.9典型滲溝主要參數(shù)取值范圍
表 7.10典型透水鋪裝主要參數(shù)取值范圍
表 7.11典型植草溝主要參數(shù)取值范圍
7.6 水力學(xué)模型參數(shù)此處水力模型包括排水管網(wǎng)模型、地表淹沒(méi)模型和河道水力模型。對(duì)于水力模型，主要影響參數(shù)為粗糙系數(shù)。底部粗糙系數(shù)與管道材質(zhì)、損耗狀況和地表類(lèi)型等相關(guān)，可以通過(guò)實(shí)際暴雨記錄資料，如降雨，實(shí)測(cè)流速、水位或者流量數(shù)據(jù)進(jìn)行率定。曼寧糙率系數(shù)取值可參考表7.12。 表 7.12封閉管道的曼寧糙度參考值
表 7.13明渠的曼寧糙度參考值
8 模型應(yīng)用8.1 海綿城市評(píng)價(jià)目標(biāo)計(jì)算8.1.1 年徑流總量控制率目標(biāo)計(jì)算在規(guī)劃區(qū)域選擇1~2個(gè)3年內(nèi)不會(huì)開(kāi)發(fā)的具有代表性的小型原始區(qū)域，測(cè)定該區(qū)域的降雨量及徑流總量，得到原始區(qū)域年徑流總量控制率，該值作為規(guī)劃區(qū)域年徑流總量控制率。 8.1.2 內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)規(guī)劃區(qū)的內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估將考慮以下兩種組合：水力要素和影響對(duì)象。水力要素主要考慮超標(biāo)降雨下積水深度、流速的組合來(lái)評(píng)估積水程度等級(jí)；影響對(duì)象主要考慮積水影響對(duì)象的防護(hù)等級(jí)。 （1）積水程度分級(jí) 規(guī)劃范圍內(nèi)的積水程度分為輕微積水、中度積水和嚴(yán)重積水3個(gè)等級(jí)。按下表8.1進(jìn)行評(píng)價(jià)。 表 8.1積水程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
注：積水程度分級(jí)評(píng)價(jià)時(shí)需考慮地面積水深度和流速兩個(gè)評(píng)價(jià)要素同時(shí)滿(mǎn)足進(jìn)行。 （2）影響對(duì)象分級(jí) 地表積水影響對(duì)象的危害程度和防護(hù)等級(jí)不同，將地表積水影響到的對(duì)象分為重要和一般兩類(lèi)，按下表8.2分級(jí)進(jìn)行評(píng)價(jià)。 表 8.2防護(hù)對(duì)象重要性分級(jí)
注：防護(hù)對(duì)象重要性分級(jí)評(píng)價(jià)時(shí)需考慮路段或地區(qū)任一評(píng)價(jià)要素滿(mǎn)足進(jìn)行。 （3）風(fēng)險(xiǎn)分級(jí) 內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)考慮“積水程度分級(jí)”和“影響對(duì)象分級(jí)”的2種組合，風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃分按下面內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)定義表進(jìn)行評(píng)價(jià)，內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)區(qū)可劃分為低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)和高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。 表 8.3內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)定義表
8.1.3 徑流污染控制率目標(biāo)計(jì)算對(duì)規(guī)劃片區(qū)的水系進(jìn)行水質(zhì)調(diào)研，取得現(xiàn)有水系的水質(zhì)本底值。對(duì)取得典型下墊面（商業(yè)用地、居住小區(qū)及公共設(shè)施）初期雨水徑流污染物本底值（TSS、COD、TN、TP等）。對(duì)比初期雨水徑流污染物本底值、《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》等級(jí)要求及現(xiàn)有水系本底值，制定徑流污染控制率。 8.2 年徑流總量控制率預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)8.2.1 預(yù)測(cè)方法利用水文和海綿設(shè)施模型，模擬在設(shè)計(jì)降雨情況下，流域的全年外排雨量，得出年徑流總量控制率： 年徑流總量控制率=100%-（全年外排雨量/全年總降雨量）*100%。 8.2.2 預(yù)測(cè)范圍以項(xiàng)目片區(qū)所在流域建立產(chǎn)匯流模型。 8.2.3 模擬工況以典型年5分鐘間隔的全年降雨和日蒸發(fā)數(shù)據(jù)的方案模擬。分別模擬海綿改造前后的年徑流總量控制率。 8.2.4 指標(biāo)評(píng)價(jià)對(duì)規(guī)劃片區(qū)采用仿真模型模擬的方式分析其采用海綿改造技術(shù)后達(dá)到區(qū)域年徑流總量控制率的可行性，綜合實(shí)測(cè)和仿真模擬的數(shù)據(jù)，以及區(qū)域的年徑流總量控制率，給出不同用地性質(zhì)地塊年徑流總量控制率。 8.3 內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)8.3.1 預(yù)測(cè)方法利用水文、水力模型，模擬設(shè)計(jì)降雨下規(guī)劃區(qū)域海綿建設(shè)前后的管網(wǎng)排水能力提升效果、內(nèi)澇緩解或消除效果，包括地表積水范圍、水深、流速和匯流路徑，分析模擬結(jié)果進(jìn)行內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。 8.3.2 預(yù)測(cè)范圍以項(xiàng)目片區(qū)所在流域建立產(chǎn)匯流模型，以項(xiàng)目片區(qū)建立排水系統(tǒng)的一二維耦合水文水力學(xué)模型。 8.3.3 模擬工況以1、2、3、5年一遇設(shè)計(jì)降雨的方案模擬，評(píng)估海綿建設(shè)前后的管網(wǎng)排水能力提升效果；以10、20、50年一遇設(shè)計(jì)降雨的方案模擬，評(píng)估海綿建設(shè)前后的內(nèi)澇緩解/消除效果。 8.3.4 指標(biāo)評(píng)價(jià)對(duì)規(guī)劃范圍的雨水系統(tǒng)進(jìn)行一維、二維耦合模擬，分析50年一遇設(shè)計(jì)降雨下，規(guī)劃范圍內(nèi)的海綿建設(shè)后各等級(jí)內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積，對(duì)比建設(shè)前情況，評(píng)估易澇點(diǎn)是否基本消除，有無(wú)系統(tǒng)性?xún)?nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)。 8.4 年雨水污染徑流去除率預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)8.4.1 預(yù)測(cè)方法利用水質(zhì)和海綿設(shè)施模型，模擬在設(shè)計(jì)降雨情況下，規(guī)劃片區(qū)中海綿設(shè)施對(duì)雨水污染物（以SS為例）的去除量以及地表污染物累積量，得出海綿設(shè)施的年雨水徑流SS去除率： 年雨水徑流SS去除率=海綿設(shè)施的SS年去除量/地表SS年累積量*100%。 8.4.2 預(yù)測(cè)范圍以項(xiàng)目片區(qū)所在流域建立產(chǎn)匯流模型和帶LID模塊的水質(zhì)模型。 8.4.3 模擬工況以典型年5分鐘間隔的全年降雨和日蒸發(fā)數(shù)據(jù)的方案模擬。分別模擬海綿改造前后SS的年雨水徑流污染削減率。對(duì)于合流制系統(tǒng)，分別模擬海綿改造前后的年溢流污染頻次。 8.4.4 指標(biāo)評(píng)價(jià)對(duì)比徑流污染控制率目標(biāo)，看建設(shè)后的年雨水徑流污染削減率是否已達(dá)標(biāo)。 9 模型更新維護(hù)由于海綿建設(shè)計(jì)劃和下墊面狀況改變，模型參數(shù)取值會(huì)隨著項(xiàng)目推進(jìn)發(fā)生改變，模型需要每1-2年使用新的場(chǎng)次降雨資料進(jìn)行率定和驗(yàn)證。
附錄 應(yīng)用實(shí)例1 SWMM水文水質(zhì)模型1.1 EPA SWMM模型介紹EPA（Environmental Protection Agency，美國(guó)環(huán)保署）開(kāi)發(fā)的SWMM（Stormwater Management Model，雨洪管理模型）是一個(gè)動(dòng)態(tài)降雨-徑流模擬模型，主要用于模擬城市某一單一降水事件或長(zhǎng)期的水量和水質(zhì)模擬。其徑流模塊部分綜合處理各子流域所發(fā)生的降水、徑流和污染負(fù)荷。其匯流模塊部分則通過(guò)管網(wǎng)、渠道、蓄水和處理設(shè)施、水泵、調(diào)節(jié)閘等進(jìn)行水量傳輸。該模型可以跟蹤模擬不同時(shí)間不長(zhǎng)任意時(shí)刻每個(gè)子流域所產(chǎn)生徑流的水質(zhì)和水量，以及每個(gè)管道和河道中水的流量、水深及水質(zhì)等情況。 SWMM在世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用于城市地區(qū)的暴雨洪水、合流式下水道、排污管道以及其他排水系統(tǒng)的規(guī)劃、分析和設(shè)計(jì)。SWMM模型是一個(gè)綜合性的FORTRAN程序，可以模擬城市降雨徑流的完整過(guò)程，包括地表徑流和排水管道水流、管路中的蓄水池、徑流處理設(shè)施及受納水體的污染物含量，依據(jù)雨量過(guò)程線和系統(tǒng)特性來(lái)模擬暴雨徑流的水質(zhì)過(guò)程。 |
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分區(qū)編號(hào) | 面積（m2） | 出水口 |
1 | 471479 | 嘉陵江 |
2 | 1183873 | 嘉陵江 |
5 | 189723 | 嘉陵江 |
6 | 499820 | 嘉陵江 |
10 | 1047201 | 嘉陵江 |
12 | 730467 | 嘉陵江 |
15 | 1523017 | 嘉陵江 |
19 | 909617 | 嘉陵江 |
20 | 760131 | 嘉陵江 |
24 | 874276 | 嘉陵江 |
28 | 940737 | 嘉陵江 |
表 1.2后河流域雨水管理分區(qū)
分區(qū)編號(hào) | 面積（m2） | 出水口 |
3 | 640698 | 后河 |
4 | 468171 | 后河 |
7 | 803744 | 后河 |
8 | 222051 | 后河 |
9 | 228387 | 后河 |
11 | 498710 | 新橋河（后河支流） |
13 | 775439 | 溪腸河（后河支流） |
14 | 664742 | 溪腸河（后河支流） |
16 | 607540 | 溪腸河（后河支流） |
表 1.3張家溪流域雨水管理分區(qū)
分區(qū)編號(hào) | 面積（m2） | 出水口 |
17 | 1662368 | 張家溪 |
18 | 705586 | 張家溪 |
21 | 189729 | 張家溪 |
22 | 617040 | 張家溪 |
23 | 364106 | 張家溪 |
25 | 765172 | 張家溪 |
26 | 102767 | 張家溪 |
27 | 451205 | 張家溪 |
（2）區(qū)域地表匯水特征
根據(jù)收集到的資料對(duì)各排水分區(qū)相關(guān)信息，包括面積、特征寬度、平均坡度、土地類(lèi)型、不透水比例等進(jìn)行賦值，并檢查賦值的合理性。
由于匯水區(qū)域面積較大，選擇采用SCS入滲模型模擬研究區(qū)域的降雨入滲過(guò)程，入滲方程具體見(jiàn)4.1水文計(jì)算方法與模型介紹。
地表匯流模型采用線性水庫(kù)模型進(jìn)行模擬，具體方程形式見(jiàn)4.1水文計(jì)算方法與模型介紹。該方法將每個(gè)子排水小區(qū)視為一個(gè)非線性水庫(kù)，排水分區(qū)內(nèi)的入流包括降雨和上游來(lái)水，初流損失包括蒸發(fā)、入滲、徑流。排水分區(qū)的出流由曼寧公式計(jì)算，該模型較好的反映地表的產(chǎn)流機(jī)理，適合于模擬城市多類(lèi)型下墊面條件下的產(chǎn)流。包括以下參數(shù)：地表坡度、透水面、不透水面、透水面和不透水面的洼蓄量。
表 1.4 SWMM水文模型相關(guān)參數(shù)（19分區(qū)）
參數(shù) | 取值范圍 |
特征寬度/m | 100-300 |
不透水比例（%） | 0-95 |
透水區(qū)曼寧系數(shù) | 0.04 |
透水區(qū)洼蓄量/mm | 2-5 |
管道糙率 | 0.013 |
CN值 | 40-90 |
平均坡度（%） | 0.3-1.0 |
不透水曼寧系數(shù) | 0.013 |
不透水區(qū)洼蓄量/mm | 3-5 |
（3）管網(wǎng)數(shù)據(jù)
根據(jù)收集到的資料將排水管網(wǎng)相關(guān)信息，包括檢查井的編號(hào)、形狀、尺寸、井底標(biāo)高等，管道上下游檢查井編號(hào)、上下游管底標(biāo)高、管徑、糙率、等數(shù)據(jù)錄入模型，并檢查錄入信息的準(zhǔn)確性。
本報(bào)告水質(zhì)模型將每個(gè)匯水流域內(nèi)排水分區(qū)中的土地利用類(lèi)型分為綠地、屋面、交通道路分別進(jìn)行模擬，反映不同土地利用類(lèi)型的地表污染物累積過(guò)程。根據(jù)國(guó)內(nèi)外有關(guān)模擬經(jīng)驗(yàn)，地表累積物模型采用指數(shù)函數(shù)模型模擬。該模型可以較好的反映地表污染物累積情況以及最大累積量，適合模擬城市地區(qū)的地表污染物累積。地表徑流沖刷模型采用指數(shù)函數(shù)模型進(jìn)行模擬，該模型能較好的反映被沖刷污染物隨降雨強(qiáng)度及降雨歷時(shí)的變化。
目前海綿城市建設(shè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中面源污染削減率一般采用SS削減率指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估，因此模型對(duì)SS指標(biāo)進(jìn)行模擬。
（1）地表累積物模型
地表污染物累積量與土地利用狀況、綠化條件、交通狀況、土地裸露程度以及降雨間隔、降雨強(qiáng)度等直接相關(guān)。模型借鑒國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中對(duì)城市內(nèi)各功能區(qū)的地表累計(jì)物負(fù)荷研究成果，并結(jié)合重慶當(dāng)?shù)孛嬖次廴矩?fù)荷研究結(jié)果，確定模型采用的累積模型參數(shù)，見(jiàn)下表1.5。
表 1.5不同土地利用類(lèi)型下SS的累積模擬參數(shù)
土地利用類(lèi)型 | 模型參數(shù) | SS |
道路廣場(chǎng) | 最大累積量（kg/ha） | 270 |
累計(jì)率 | 0.2 | |
屋面 | 最大累積量（kg/ha） | 140 |
累計(jì)率 | 0.2 | |
綠地 | 最大累積量（kg/ha） | 60 |
累積率 | 0.2 |
（2）地表徑流沖刷模型
污染物沖刷模型采用指數(shù)函數(shù)模型進(jìn)行模擬，該模型能較好的反映被沖刷污染物隨降雨強(qiáng)度及降雨歷時(shí)的變化。輸入?yún)?shù)包括沖刷系數(shù)和沖刷指數(shù)，不同利用類(lèi)型地表上不同污染因子的沖刷參數(shù)見(jiàn)下表1.6。
表 1.6不同土地利用類(lèi)型的SS沖刷參數(shù)
土地利用類(lèi)型 | 模型參數(shù) | SS |
道路廣場(chǎng) | 沖刷系數(shù) | 0.514 |
沖刷指數(shù) | 1.46 | |
屋面 | 沖刷系數(shù) | 0.125 |
沖刷指數(shù) | 0.82 | |
綠地 | 沖刷系數(shù) | 0.004 |
沖刷指數(shù) | 1.2 |
（3）輸水系統(tǒng)水質(zhì)模型
由于徑流在管道中的運(yùn)行速度快、歷時(shí)短，故不考慮污染物的衰減。
根據(jù)收集到的設(shè)計(jì)資料，將區(qū)域內(nèi)的海綿設(shè)施相關(guān)參數(shù)，包括類(lèi)型、面積、表層、土壤層、碎石層、出口等相關(guān)信息輸入模型。模型包括雨水花臺(tái)、下凹式綠地、透水鋪裝、雨水塘及小型調(diào)蓄池在內(nèi)的5類(lèi)型海綿設(shè)施。各類(lèi)設(shè)施設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)下表1.7。
表 1.7雨水花臺(tái)設(shè)計(jì)參數(shù)
設(shè)計(jì)參數(shù) | 數(shù)值 | |
表層 | 積水深度（mm） | 200 |
植被體積占比 | 0.1 | |
表層糙率 | 0.24 | |
表層坡度（%） | 0.01 | |
土壤層 | 厚度（mm） | 500 |
孔隙率 | 0.437 | |
滲透系數(shù)（mm/h） | 35 | |
碎石蓄水層 | 厚度（mm） | 400 |
孔隙率 | 0.75 | |
排水流量系數(shù)（mm/h） | 0 |
表 1.8下凹式綠地設(shè)計(jì)參數(shù)
設(shè)計(jì)參數(shù) | 數(shù)值（類(lèi)型1） | 數(shù)值（類(lèi)型2） | |
表層 | 積水深度（mm） | 200 | 200 |
植被體積占比 | 0.1 | 0.1 | |
表層糙率 | 0.24 | 0.24 | |
表層坡度（%） | 0.01 | 0.01 | |
土壤層 | 厚度（mm） | 500 | 700 |
孔隙率 | 0.437 | 0.437 | |
滲透系數(shù)（mm/h） | 35 | 35 | |
碎石蓄水層 | 厚度（mm） | 500 | 500 |
孔隙率 | 0.75 | 0.75 | |
排水流量系數(shù)（mm/h） | 20 | 0 |
表 1.9透水鋪裝設(shè)計(jì)參數(shù)
設(shè)計(jì)參數(shù) | 數(shù)值（類(lèi)型1） | 數(shù)值（類(lèi)型2） | |
表層 | 積水深度（mm） | 10 | 10 |
表層糙率 | 0.012 | 0.012 | |
表層坡度（%） | 0.0001 | 0.0001 | |
透水墊層 | 厚度（mm） | 510 | 90 |
孔隙率 | 0.2 | 0.2 | |
滲透系數(shù)（mm/h） | 360 | 360 | |
透水基層 | 厚度（mm） | 10 | 10 |
孔隙率 | 0.75 | 0.75 |
表 1.10雨水塘設(shè)計(jì)參數(shù)
設(shè)計(jì)參數(shù) | 數(shù)值 | |
表層 | 積水深度（mm） | 1000 |
植被體積占比 | 0.1 | |
表層糙率 | 0.24 | |
表層坡度（%） | 0.01 | |
土壤層 | 厚度（mm） | 300 |
孔隙率 | 0.437 | |
滲透系數(shù)（mm/h） | 0.003 |
圖 1.2 28個(gè)匯水分區(qū)和子流域劃分圖
按照海綿設(shè)施的設(shè)計(jì)，施工和完成情況，對(duì)于示范區(qū)28個(gè)匯水分區(qū)建立了模型，此處選取了19地塊和排水分區(qū)作為典型地塊源頭LID設(shè)施的評(píng)估，19分區(qū)屬于建成區(qū)，區(qū)內(nèi)的排水管網(wǎng)，海綿設(shè)施位置與匯水分區(qū)如下圖。
圖 1.3 19區(qū)海綿設(shè)施布置及匯水分區(qū)
海綿設(shè)施總體規(guī)模如下表1.11：
表 1.11 19區(qū)海綿設(shè)施統(tǒng)計(jì)表
按照排水管網(wǎng)，海綿設(shè)施，子匯水分區(qū)建立了比較詳細(xì)的模型。
圖 1.4 19區(qū)管網(wǎng)、海綿設(shè)施概化圖
InfoWorks ICM包含一維模型與二維模型，結(jié)合地面高程模型，能夠準(zhǔn)確的模擬地面積水的漫溢及消退過(guò)程。一維模型能夠提供漫灘水流、水深等相關(guān)信息，是確定洪水最大范圍的一個(gè)快捷高效方法，但是它依賴(lài)于流向的假設(shè)。當(dāng)需要坡面流速度的詳細(xì)信息，尤其流程受到城市基礎(chǔ)設(shè)施和建筑嚴(yán)重阻擋影響時(shí)，一維模型呈現(xiàn)出一定的缺陷。二維模型更加適合于模擬水流通過(guò)復(fù)雜幾何地形的情況，如城市街道和建筑物、道路交叉口和其他設(shè)施、或者開(kāi)闊地。在城區(qū)中，由于排水管網(wǎng)的存在，水流可以在洪水過(guò)程中不斷流入或逸出系統(tǒng)，導(dǎo)致這一缺陷更加嚴(yán)重。精確而有效的模擬這樣復(fù)雜的水流情況同時(shí)需要一維和二維模型。
二維模型結(jié)合地面高程的相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)模擬地面之上坡面流路徑，幫助設(shè)計(jì)者、決策者了解這些坡面流，并應(yīng)用于健康與安全方面的決策支持，從而給出更加經(jīng)濟(jì)有效的解決方案。InfoWorks ICM軟件中通過(guò)一維與二維模型的合并來(lái)模擬城市內(nèi)澇情況，提供完整模擬地面與地下系統(tǒng)交互過(guò)程所需的所有功能，包括通常關(guān)聯(lián)于GIS系統(tǒng)的工具，如創(chuàng)建二維網(wǎng)格，以及完全動(dòng)畫(huà)的洪水圖。通過(guò)一維模型確定哪里出現(xiàn)洪水，然后用合并的一維與二維模型來(lái)研究這些小區(qū)域中洪水流向及深度，用戶(hù)可以在建模時(shí)間與模型精度上獲得經(jīng)濟(jì)高效性。采用一維模型預(yù)測(cè)積水位置及積水深度、二維模型模擬積水在地面漫流及消退的過(guò)程。
通過(guò)InfoWorks ICM中的一維模型確定哪里出現(xiàn)洪水，然后用合并的一維與二維模型來(lái)研究這些區(qū)域中洪水流向及深度。
采用二維有限體積法求解淺水流方程組，利用Rienmann求解器、TVD激震抓取模型的技術(shù)，非常適合于流量變化快的水文水力模擬，如流經(jīng)陡峭街道與交叉口，與漫堤或決堤相關(guān)的情況。二維模型首先引入地面高程模型，然后根據(jù)GIS、AutoCAD或其他地理數(shù)據(jù)直接引入城市中的各類(lèi)建筑物及其他阻礙，也可以直接根據(jù)地形背景手工繪制建筑物等，在此基礎(chǔ)上二維模型自動(dòng)生成三角計(jì)算網(wǎng)格，網(wǎng)格生成器通過(guò)最大三角面積和/或最小三角形角度來(lái)控制分辨率。對(duì)網(wǎng)格的不同部分可以有所不同，從而使得在關(guān)鍵區(qū)域周?chē)３质褂酶叻直媛剩诒容^平坦、特征不太明顯、不太重要的區(qū)域使用較低的分辨率。網(wǎng)格生成器也可包括空間物體(建筑物)、波浪線與墻體在內(nèi)，從而進(jìn)一步定義重要水力特征，并可以使用多邊形劃定范圍來(lái)指定粗糙度分區(qū)。這些線和多邊形可以從背景圖層、外部文件或1D網(wǎng)絡(luò)特性中導(dǎo)入。二維模型將計(jì)算出各三角網(wǎng)格內(nèi)的積水深度及流速，最終得到地面積水的積水深度及積水漫溢的路徑及流速。
本報(bào)告利用InfoWorks ICM的一、二維地面洪水淹沒(méi)演進(jìn)模塊對(duì)項(xiàng)目區(qū)域的內(nèi)澇情況進(jìn)行評(píng)估。
項(xiàng)目中對(duì)悅來(lái)新城18.67km2的規(guī)劃范圍內(nèi)現(xiàn)狀和規(guī)劃排水系統(tǒng)進(jìn)行梳理和信息集成，理清排水（雨水）系統(tǒng)，劃分排水分區(qū)。在此基礎(chǔ)上建立排水系統(tǒng)水力模型，進(jìn)行一維二維耦合模擬分析，評(píng)估管網(wǎng)排水能力，識(shí)別內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，并進(jìn)行局限性和內(nèi)澇成因分析，為工程規(guī)劃提供支撐。
圖 2.1 模型技術(shù)路線
（1）信息集成與排水分區(qū)劃分
規(guī)劃范圍為新建城區(qū)，采用雨污分流體制，分會(huì)展城、生態(tài)城和智慧城3個(gè)組團(tuán)建設(shè)。其中會(huì)展城建設(shè)先行，多數(shù)道路已經(jīng)建設(shè)了雨水管網(wǎng)，長(zhǎng)度約74.035km，管徑從DN400~DN4000變化；生態(tài)城道路已規(guī)劃了雨水管網(wǎng)并設(shè)計(jì)了施工圖但尚未建設(shè)，智慧城道路規(guī)劃了雨水管網(wǎng)，這些管網(wǎng)合計(jì)長(zhǎng)度約72.005km，管徑從DN400~DN2400變化，見(jiàn)下圖2.2。
圖 2.2已建管網(wǎng)與規(guī)劃管網(wǎng)分布圖
根據(jù)地形高程以及雨水系統(tǒng)排口收集的匯水范圍，對(duì)規(guī)劃區(qū)劃分了32個(gè)子流域，各分區(qū)的面積如下表2.1。
表 2.1子流域面積
子流域劃分 | 分區(qū)面積（ha） |
28 | 104519 |
9 | 169068 |
5 | 189723 |
24 | 189729 |
6 | 223525 |
4 | 244646 |
30 | 252476 |
25 | 267258 |
10 | 322350 |
11 | 215908 |
27 | 418486 |
8 | 546638 |
1 | 471479 |
13 | 498710 |
7 | 499820 |
17 | 607540 |
26 | 629462 |
3 | 640698 |
23 | 643367 |
16 | 664742 |
21 | 705586 |
14 | 730467 |
20 | 760131 |
15 | 775439 |
29 | 794332 |
31 | 795017 |
19 | 909617 |
22 | 1019001 |
32 | 1033615 |
12 | 1047201 |
2 | 1183873 |
18 | 1523017 |
（2）模型網(wǎng)絡(luò)概化
利用ICM模型進(jìn)行管道數(shù)據(jù)拓?fù)錂z查，生成規(guī)劃地形地面高程模型，綜合考慮了地形高程、雨水分區(qū)、雨水管道分布劃分集水區(qū)，完成模型網(wǎng)絡(luò)概化。概化后的管段數(shù)、節(jié)點(diǎn)數(shù)和集水區(qū)分別為5066根、5099個(gè)和5052個(gè)，如圖2.3所示。其中會(huì)展中心片區(qū)已建成區(qū)域管網(wǎng)數(shù)據(jù)較為詳細(xì)，在網(wǎng)絡(luò)模型概化中也將其高程數(shù)據(jù)與管網(wǎng)數(shù)據(jù)與規(guī)劃數(shù)據(jù)相結(jié)合，力求做到更精確。
圖 2.3 模型網(wǎng)絡(luò)概化
集水區(qū)內(nèi)的綠地和硬地下墊面面積分兩種情形獲取。對(duì)于會(huì)展城中已建設(shè)區(qū)域，各集水區(qū)的綠地和硬地面積根據(jù)建成區(qū)內(nèi)的實(shí)際下墊面情況獲?。粚?duì)于規(guī)劃區(qū)域各集水區(qū)的綠地和硬地面積采用相應(yīng)規(guī)劃硬地率獲取數(shù)據(jù)。
（3）產(chǎn)匯流方法
降雨產(chǎn)流模型采用SCS曲線法，模擬透水與不透水下墊面的扣損和產(chǎn)流特征；匯流模型采用SWMM非線性水庫(kù)法模擬不同集水區(qū)的地形坡度下的匯流特征，進(jìn)行各集水區(qū)的動(dòng)態(tài)產(chǎn)匯流模擬。
（4）水動(dòng)力方法
地表產(chǎn)匯流進(jìn)入雨水管網(wǎng)系統(tǒng)后，在雨水管網(wǎng)中流動(dòng)狀態(tài)較為復(fù)雜。管網(wǎng)中的水流運(yùn)動(dòng)通常采用一維圣維南方程組描述。
采用動(dòng)力波方法對(duì)圣維南方程組進(jìn)行離散差分求解，動(dòng)態(tài)模擬重力流、壓力流、逆向流等水動(dòng)力狀態(tài)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)非恒定流模擬。
（5）設(shè)計(jì)降雨
模型采用的設(shè)計(jì)降雨來(lái)源于《重慶市主城區(qū)設(shè)計(jì)雨型研究》2014的成果。規(guī)劃區(qū)域地形落差較大，地形狹長(zhǎng)，最大集流時(shí)間小于1小時(shí)，采用3小時(shí)設(shè)計(jì)降雨進(jìn)行管網(wǎng)能力評(píng)估和內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。悅來(lái)新城的設(shè)計(jì)降雨采用渝北區(qū)設(shè)計(jì)降雨成果，見(jiàn)下圖2.7所示。
圖 2.7 渝北3小時(shí)歷時(shí)設(shè)計(jì)暴雨雨型圖
表 2.13重慶市主城區(qū)渝北站各歷時(shí)各重現(xiàn)期設(shè)計(jì)暴雨雨量（單位:mm）
重現(xiàn)期（年） | 60min | 120min | 180min | 360min | 540min | 720min | 1440min |
1 | 24.2 | 32.1 | 39.0 | 47.7 | 51.0 | 52.4 | 58.0 |
2 | 38.1 | 51.1 | 59.1 | 72.4 | 80.8 | 83.7 | 88.5 |
3 | 45.0 | 61.1 | 69.6 | 85.5 | 95.4 | 99.5 | 106.4 |
5 | 53.6 | 72.4 | 81.1 | 98.9 | 110.5 | 116.3 | 126.8 |
10 | 65.3 | 86.8 | 94.8 | 114.7 | 127.5 | 136.1 | 152.9 |
20 | 76.9 | 100.4 | 107.4 | 128.7 | 142.3 | 153.8 | 178.0 |
30 | 83.8 | 108.2 | 114.3 | 136.3 | 150.3 | 163.6 | 192.2 |
50 | 92.5 | 117.7 | 122.9 | 145.5 | 160.0 | 175.5 | 209.7 |
100 | 104.1 | 130.4 | 135.2 | 157.4 | 172.3 | 190.8 | 233.4 |
（6）邊界條件
規(guī)劃范圍內(nèi)的雨水排口均位于張家溪、后河、嘉陵江的百年一遇洪水位以上，排口下邊界視為自由出流，不受河道水位影響。
水文模型部分采用2017年08月08日至2017年08月12日A6412雨量站實(shí)測(cè)降雨，降雨數(shù)據(jù)見(jiàn)下圖3.1。采用此降雨量輸入模型進(jìn)行模擬。
圖 3.1 2017年08月08日-2017年08月12日實(shí)測(cè)降雨數(shù)據(jù)表
圖 3.2 G06監(jiān)測(cè)站點(diǎn)點(diǎn)位圖
率定數(shù)據(jù)來(lái)自G6監(jiān)測(cè)站點(diǎn)2017年08月08日-2017年08月12日的實(shí)測(cè)流量數(shù)據(jù)，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)下圖3.
圖 3.3 2017年08月08日-2017年08月12日G6監(jiān)測(cè)站實(shí)測(cè)流量數(shù)據(jù)圖
將模型中G6監(jiān)測(cè)點(diǎn)位對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)流量結(jié)果提取出來(lái)進(jìn)行對(duì)比，對(duì)CN值進(jìn)行率定。進(jìn)過(guò)反復(fù)率定后，模型G6監(jiān)測(cè)點(diǎn)模擬值見(jiàn)下圖3.4。
圖 3.4 渝北 2017年08月08日-2017年08月12日模型流量數(shù)據(jù)圖
結(jié)果顯示， SWMM模型在模擬徑流總量及徑流過(guò)程中與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相匹配，NSE值為0.62，因此可初步認(rèn)定該SWMM模型參數(shù)設(shè)定比較可靠，CN值的取值合理。
水文模型部分采用2017年08月08日A6412雨量站實(shí)測(cè)降雨，降雨數(shù)據(jù)見(jiàn)下圖3.5。采用此降雨量輸入模型進(jìn)行模擬。
圖 3.5 2017年8月8日降雨實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)
圖 3.6 G08監(jiān)測(cè)站點(diǎn)點(diǎn)位圖
率定數(shù)據(jù)來(lái)自G08監(jiān)測(cè)站點(diǎn)2017年08月08日-2017年08月12日的實(shí)測(cè)流量數(shù)據(jù)，將模型中G08監(jiān)測(cè)點(diǎn)位對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)SS濃度結(jié)果提取出來(lái)進(jìn)行對(duì)比，對(duì)SS的累積模擬參數(shù)、沖刷系數(shù)、沖刷指數(shù)參數(shù)進(jìn)行率定。最終率定結(jié)果見(jiàn)下表3.1。
表 3.1不同土地利用類(lèi)型下SS的累積模擬參數(shù)
土地利用類(lèi)型 | 模型參數(shù) | SS |
道路廣場(chǎng) | 最大累積量（kg/ha） | 270 |
累計(jì)率 | 0.2 | |
屋面 | 最大累積量（kg/ha） | 140 |
累計(jì)率 | 0.2 | |
綠地 | 最大累積量（kg/ha） | 60 |
累積率 | 0.2 |
表 3.2不同土地利用類(lèi)型的SS沖刷參數(shù)
土地利用類(lèi)型 | 模型參數(shù) | SS |
道路廣場(chǎng) | 沖刷系數(shù) | 0.514 |
沖刷指數(shù) | 1.46 | |
屋面 | 沖刷系數(shù) | 0.125 |
沖刷指數(shù) | 0.82 | |
綠地 | 沖刷系數(shù) | 0.004 |
沖刷指數(shù) | 1.2 |
對(duì)比結(jié)果見(jiàn)下圖3.7。
圖 3.7 G08節(jié)點(diǎn)2017年8月8日ss模擬值和實(shí)測(cè)值對(duì)比結(jié)果
結(jié)果顯示， SWMM模型在模擬該區(qū)域SS流量過(guò)程與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)較為匹配，NSE值為0.56，因此可初步認(rèn)定SWMM模型水質(zhì)參數(shù)設(shè)定比較可靠。
水文模型部分采用2017年08月08日至2017年08月12日A6412雨量站實(shí)測(cè)降雨，降雨數(shù)據(jù)見(jiàn)下圖4.1。采用此降雨量輸入模型進(jìn)行模擬。
圖 4.1 2017年08月08日-2017年08月12日實(shí)測(cè)降雨數(shù)據(jù)圖
圖 4.2 G06監(jiān)測(cè)站點(diǎn)點(diǎn)位圖
驗(yàn)證數(shù)據(jù)來(lái)自G6監(jiān)測(cè)站點(diǎn)2017年08月08日-2017年08月12日的實(shí)測(cè)流量數(shù)據(jù)，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)下圖4.3。
圖 4.3 2017年08月08日-2017年08月12日G6監(jiān)測(cè)站實(shí)測(cè)流量數(shù)據(jù)圖
將模型中G6監(jiān)測(cè)點(diǎn)位對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)流量結(jié)果提取出來(lái)進(jìn)行對(duì)比。提取結(jié)果見(jiàn)下圖4.4。
圖 4.4 渝北 2017年08月08日-2017年08月12日模型流量數(shù)據(jù)圖
結(jié)果顯示， SWMM模型在模擬徑流總量及徑流過(guò)程中與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相匹配，因此可初步認(rèn)定該SWMM模型參數(shù)設(shè)定比較可靠。
水文模型部分采用2017年08月08日A6412雨量站實(shí)測(cè)降雨，降雨數(shù)據(jù)見(jiàn)下圖4.5。采用此降雨量輸入模型進(jìn)行模擬。
圖 4.5 2017年8月24日至2017年8月26日降雨實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)
圖 4.6 G08監(jiān)測(cè)站點(diǎn)點(diǎn)位圖
驗(yàn)證數(shù)據(jù)來(lái)自G08監(jiān)測(cè)站點(diǎn)2017年08月24日-2017年08月26日的實(shí)測(cè)流量數(shù)據(jù)，將模型中G08監(jiān)測(cè)點(diǎn)位對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)SS濃度結(jié)果提取出來(lái)進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比結(jié)果見(jiàn)下圖4.7。
圖 4.7 G08節(jié)點(diǎn)2017年8月24日至2017年8月26日
ss模擬值和實(shí)測(cè)值對(duì)比結(jié)果
結(jié)果顯示， SWMM模型在模擬該區(qū)域SS流量過(guò)程與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)較為匹配，因此可初步認(rèn)定SWMM模型水質(zhì)參數(shù)設(shè)定比較可靠。
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來(lái)自： 石鼓江邊漢子 > 《海綿、污水、黑臭、流域治理》
