Page 84 - 2022年第53卷第7期

２１３６．３１２（１ ＋ ０．７００ｌｇＴ）
ｑ ＝ （１）
（ ｔ ＋ ７．５７６） ０．７１１
式中：ｑ为暴雨强度，ｍｍ?ｍｉｎ；Ｔ为重现期，ａ；ｔ为降雨历时，ｍｉｎ。
２．３ 研究方法 城市平原河网水系、地下管网系统、街道与人工湖等共同组成了城市排水体系。以福
州市主城区晋安河片区为例，基于 ＩｎｆｏＷｏｒｋｓＩＣＭ（下文简称 ＩＣＭ）平台，构建水文水动力耦合模型，
实现对山区汇流－ 平原河网－ 城市内涝 － 低影响开发 － 水工程联合调度的一体化模拟。根据水工建筑布
局现状以及研究区的地形特征，充分考虑上游水库与人工湖调度工况，设置实时控制规则。在实际防
汛排涝中，城市内涝淹水、管网排水能力、河道水位等均是需要关注的要素。由于调度更直接地影响
河道水位的调控，同时本文在全域上构建的模型并未考虑河道漫溢过程中的一二维耦合，因此在全域
尺度模型中重点对河道水位进行分析。在此基础上，构建典型社区尺度模型，考虑河道漫溢过程，进
一步分析海绵改造及其与水工程联合调度措施下的洪涝响应过程。本文主要技术路线如图 ３所示。

图 ３ 技术路线图
２．３．１ 水文水动力模型 本文借助 ＩＣＭ 平台完成城市暴雨内涝水文水动力全过程模拟。采用 ＩＣＭ 内
嵌的 ＰＤＭ（ＰｒｏｂａｂｉｌｉｔｙＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＭｏｄｅｌ）水文模型计算山区产汇流。ＰＤＭ 模型是英国 ＣＥＨ Ｗａｌｌｉｎｇｆｏｒｄ
水利研究所在 １９９０年代研发的集总式水文模型，模型输入数据为地形、降雨、蒸发等，模拟得到集
水区出口断面流量过程 ［１９ － ２０］ 。通过蓄满产流计算地表径流与地下水，进而得到流域出口流量过程，地
表径流通过线性水库串联求解 ［２１］ 。其中，ＰＤＭ 模型利用概率密度函数描述流域各点土壤蓄水能力。
流域各点蓄水能力分布函数 Ｆ（ｃ）与概率密度函数 ｆ（ｃ）如下所示：
ｃ ｂ
Ｆ（ｃ） ＝１ － （１ － ） （２）
ｃ
ｍａｘ
ｄＦ（ｃ） ｂ ｃ ｂ － １
ｆ（ｃ） ＝ ＝ ( ) （３）
１ －
ｄｃ ｃ ｃ
ｍａｘ ｍａｘ
式中：ｃ为流域任意点蓄水能力，ｍｍ；ｃ 为流域任意点土壤最大蓄水量，ｍｍ；ｂ为能够反映流域土
ｍａｘ
壤蓄水量在空间上差异的参数。
山区产汇流模型为平原城区模型提供了入流边界。ＩＣＭ提供了一系列方法模拟城市产汇流。基于
泰森多边形划分子汇水单元，并依据研究区遥感影像，按照河道、街道、建筑等空间分布对子汇水单
元进行修正，并将其作为城市产汇流计算基本单元。产流过程采用固定径流系数法及霍顿下渗公式计
算，汇流过程采用基于非线性水库的 ＳＷＭＭ（Ｓｔｏｒｍ ＷａｔｅｒＭａｎａｇｅｍｅｎｔＭｏｄｅｌ）汇流模型。ＩＣＭ 采用一、
二维水动力模型模拟平原复杂河网以及地表内涝过程，具体原理的介绍已在相关文献中阐述 ［２２ － ２４］ 。
２．３．２ 实时调度控制 模型中的水工程调度通过可控的工程调度规则来实现，本文采用 ＩＣＭ模型的实
时控制功能（ＲｅａｌＴｉｍｅＣｏｎｔｒｏｌ，ＲＴＣ），通过感应具有水力联系的参考节点水位或入流信息，来动态调
节调度点位的控制规则。本文采用的调度规则参考福州市城区水系联排联调中心提供的现行调度方
案。调度过程需要计算堰和闸门的过流量，ＩＣＭ模型中的堰用于溢流建筑物和贮水池的出口，堰对两
个流动方向具有相同性质。对于闸门，模型基于上游水深与开口高度的大小确定了两种不同的状态，

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