1.  項(xiàng)目背景

       2013年11月《成都市中心城建成區(qū)排澇能力提升規(guī)劃》完成，采用模擬的技術(shù)手段，劃分了成都市中心城建成區(qū)雨水排水分區(qū)，評(píng)估了主城區(qū)內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)，鎖定了中心城建成區(qū)內(nèi)22個(gè)易淹區(qū)和51個(gè)易淹點(diǎn)；對(duì)曹家巷、衣冠廟、新光片區(qū)、人民公園、羊市街5個(gè)易淹區(qū)作為示范進(jìn)行了精細(xì)化模擬，在錯(cuò)綜復(fù)雜的雨水管網(wǎng)中診斷了系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)，因地制宜地制定排澇能力提升工程措施。2014年5月《成都市中心城區(qū)排水（雨水）防澇綜合規(guī)劃》完成，進(jìn)一步確定了包括外環(huán)以內(nèi)119個(gè)內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。結(jié)合國(guó)務(wù)院關(guān)于10年內(nèi)全面解決城市內(nèi)澇問(wèn)題的要求，成都規(guī)劃局于2014年將10個(gè)易澇片區(qū)的排澇能力提升研究列為局級(jí)工作計(jì)劃，并委托成都市市政設(shè)計(jì)院開展研究工作，期望推廣應(yīng)用模擬手段識(shí)別各片區(qū)內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)，診斷積水內(nèi)澇的主因，進(jìn)而制定科學(xué)合理的工程措施，來(lái)提升各排水片區(qū)的排澇能力，消除內(nèi)澇隱患，促進(jìn)城市健康運(yùn)行，提升城市形象。

    本項(xiàng)目中十個(gè)片區(qū)分別為永陵公園周邊片區(qū)、石人片區(qū)、華興片區(qū)、高朋大道周邊片區(qū)、蜀都大道東段周邊片區(qū)、紫荊片區(qū)、新華公園周邊片區(qū)、董家灣片區(qū)、大業(yè)路周邊片區(qū)及金牛大道周邊片區(qū)。

十個(gè)片區(qū)位置分布圖

2、項(xiàng)目?jī)?nèi)容

2.1 資料收集與信息梳理

成都規(guī)劃局有著較好的管網(wǎng)信息系統(tǒng)平臺(tái)，為精細(xì)模型構(gòu)建提供了良好的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。我們完成了以下資料的收集、整理和分析：

（1）雨水管線資料

由規(guī)劃局提供的研究區(qū)域內(nèi)排水管網(wǎng)GIS資料，包括管線的空間位置信息及其相關(guān)屬性信息，包括管徑、管長(zhǎng)、井底高程、井頂標(biāo)高、管道埋深等。

（2）降雨資料

本項(xiàng)目中的10、20、50、100年一遇6小時(shí)設(shè)計(jì)暴雨及雨型來(lái)自于《成都市中心城建成區(qū)排澇能力提升規(guī)劃》中對(duì)成都市暴雨規(guī)律分析的研究成果。此外，收集到了1971~2000年期間按年最大值取樣法獲取的最大5、10、15、20、30、45、60、90和120分鐘的降雨量數(shù)據(jù)。

（3）地形高程、道路、水系和下墊面資料

收集到了研究區(qū)內(nèi)地面高程點(diǎn)、道路背景、河網(wǎng)水系、建筑背景、下墊面影像資料。

（4）其他資料

相關(guān)規(guī)劃文本，如《成都市中心城建成區(qū)排澇能力提升規(guī)劃》、《成都市中心城區(qū)排水（雨水）防澇綜合規(guī)劃》。

2.2 水利模型構(gòu)建

雨水系統(tǒng)模型是融合了水文學(xué)、水力學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算學(xué)和地理信息等多學(xué)科的模擬技術(shù)，通常包括三個(gè)主要部分，即地表產(chǎn)匯流模擬、管渠水動(dòng)力模擬和二維模擬。

地表產(chǎn)匯流模擬是模擬降雨發(fā)生后，集水區(qū)地表進(jìn)行洼地蓄水、入滲、蒸發(fā)和地表匯流的產(chǎn)匯流過(guò)程。管渠水動(dòng)力模擬是模擬雨水地表匯流進(jìn)入排水管渠再輸運(yùn)到受納水體（河道、湖庫(kù)等）的過(guò)程。二維模擬是模擬管渠發(fā)生溢流后與地表漫流相互影響共同排水的過(guò)程，亦可以模擬降雨到地表的自然匯流過(guò)程。

雨水模型的網(wǎng)絡(luò)由節(jié)點(diǎn)和連接組成。節(jié)點(diǎn)表示檢查井、調(diào)蓄設(shè)施、排口等；連接表示排水管道、渠道、河道等。雨水管網(wǎng)多為樹枝狀分布，雨水從上游向下游排放，小雨時(shí)一般為無(wú)壓非滿管流；遇短歷時(shí)大暴雨時(shí)，管道流量猛增，處于滿管壓力流狀態(tài)；當(dāng)管道排水能力不足時(shí)將產(chǎn)生超載致使檢查井蓄水，上游管道出現(xiàn)壅水現(xiàn)象，甚至造成檢查井溢流。

當(dāng)管網(wǎng)系統(tǒng)較為復(fù)雜、匯水面積較大時(shí)，雨水管網(wǎng)匯流是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。水從上游向下游傳輸，不斷匯集各支管的流量，沿管線和節(jié)點(diǎn)傳輸過(guò)程中峰值又會(huì)出現(xiàn)許多變動(dòng)，下游向上游傳達(dá)回水影響，在各管道節(jié)點(diǎn)之間產(chǎn)生一系列鏈狀反應(yīng)，流態(tài)復(fù)雜多變，需要采用動(dòng)態(tài)的非恒定流系統(tǒng)分析方法來(lái)模擬排水系統(tǒng)的復(fù)雜水力狀態(tài)，進(jìn)而為問(wèn)題分析和決策制定提供依據(jù)。

華興&蜀都大道東段&大業(yè)路片區(qū)管網(wǎng)概化圖

2.3 內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50014-2006）規(guī)定雨水管按滿管流設(shè)計(jì)。管渠排水能力評(píng)估通過(guò)分析各管段是否產(chǎn)生滿管流進(jìn)行判斷。利用各片區(qū)模型模擬2、3、5年一遇的設(shè)計(jì)暴雨下管渠水力狀態(tài)，分析十個(gè)片區(qū)管渠排水能力的整體狀況。

十個(gè)片區(qū)管網(wǎng)排水能力評(píng)估統(tǒng)計(jì)圖

模型結(jié)果表明：排水能力小于2年一遇的管網(wǎng)長(zhǎng)度為197.3km，占總管長(zhǎng)的百分比為85.97%；排水能力2-3年一遇的管網(wǎng)長(zhǎng)度為2.9km，占總管長(zhǎng)的百分比為1.26%；排水能力3-5年一遇的管網(wǎng)長(zhǎng)度為2km，占總管長(zhǎng)的百分比為0.86%；排水能力大于等于5年一遇的管網(wǎng)長(zhǎng)度為27.3km，占總管長(zhǎng)的百分比為11.9%。

以華興&蜀都大道東段&大業(yè)路片區(qū)為例，10、20和50年一遇降雨下的積水范圍如下，片區(qū)遭遇10年一遇3小時(shí)設(shè)計(jì)降雨時(shí)有積水發(fā)生。片區(qū)遭遇50年一遇3小時(shí)設(shè)計(jì)降雨時(shí)，高人民中路一段、人民東路與東華門街路口、青年路、東府街、橫丁字街、署末北二街太升南路出現(xiàn)多處積水地段，積水較深，達(dá)到0.25~0.5m，其余積水區(qū)域積水水深小于0.25m。

華興&蜀都大道東段&大業(yè)路片區(qū)50年一遇3小時(shí)設(shè)計(jì)暴雨下積水水深

2.4 成因分析

十個(gè)片區(qū)內(nèi)澇改造方案的科學(xué)決策是建立在內(nèi)澇成因的清晰診斷基礎(chǔ)上。進(jìn)行十個(gè)片區(qū)內(nèi)澇診斷需要考慮兩種情形：

（1）   片區(qū)排水系統(tǒng)自身的排水排澇局限性分析，這是內(nèi)因分析。這種情形下考慮排水片區(qū)的雨水系統(tǒng)可以自由出流，不受河道水位頂托的影響。

（2）   片區(qū)排水系統(tǒng)同時(shí)遭遇本地暴雨和外洪影響。這種情形下排水系統(tǒng)的內(nèi)因和外洪造成的外因共同影響片區(qū)排水。

進(jìn)行了各排水片區(qū)的內(nèi)因分析，即分析各片區(qū)排水系統(tǒng)在自由出流下，片區(qū)遭遇50年一遇3小時(shí)設(shè)計(jì)暴雨下的積水成因。

2.5 十個(gè)片區(qū)排澇能力提升方案

十個(gè)片區(qū)排澇能力提升措施在識(shí)別出各片區(qū)的內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)，診斷出內(nèi)澇因素之后變得有的放矢；在此基礎(chǔ)上結(jié)合每個(gè)片區(qū)的實(shí)際情況制定工程與非工程措施，包括管渠的新建或擴(kuò)建、局部調(diào)蓄、下穿立交的強(qiáng)排以及低影響開發(fā)。    

3、主要結(jié)論

在前期雨水系統(tǒng)排澇能力提升規(guī)劃的基礎(chǔ)上，基于詳細(xì)模型分析手段為工程措施的擬定提供了科學(xué)的依據(jù)。本項(xiàng)目范圍內(nèi)十個(gè)片區(qū)的模型分析表明， 各個(gè)片區(qū)的現(xiàn)狀排澇能力、積水風(fēng)險(xiǎn)程度、積水成因不同。本項(xiàng)目利用信息集成和模擬的技術(shù)手段，識(shí)別出了十個(gè)片區(qū)的內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)，診斷了各片區(qū)雨水系統(tǒng)中瓶頸和形成內(nèi)澇的主導(dǎo)因素，并結(jié)合每個(gè)片區(qū)的實(shí)際用地類型，因地制宜制定了提升片區(qū)排澇能力提升的工程措施，使片區(qū)能夠有效應(yīng)對(duì)50年一遇6小時(shí)設(shè)計(jì)暴雨。