Page 85 - 2022年第53卷第7期
P. 85
当上游水深低于开口高度时,采用薄板矩形堰模型计算过流量;当上游水深高于开口高度时,取堰流
公式和孔流公式计算的较小值。在对堰的调控中,通过对堰顶高程的改变实现对堰的实时控制。当上
游水深小于开口高度时,堰流自由出流采用式(4)计算,淹没出流采用式(5)计算,具体表达式分别为:
Q = C gBD 3?2 (4)
d 槡
u
Q = CBD g(D - D) 1?2 (5)
u 槡
d
d
u
2
3
式中:Q为出流量,m ?s;C为流量系数;g为重力加速度,m?s;B为堰宽,m;D 为上游水面相对
d u
堰顶的高度,m;D 为下游水面相对堰顶的高度,m。
d
2.3.3 低影响开发设施 传统城市开发模式往往伴随着城市内涝、黑臭水体、城市热岛等问题,影响
城市可持续发展和功能提升 [25] 。而 “海绵城市” 建设理念以低影响开发为核心建设理念,以 “渗、
滞、蓄、净、用、排” 为主要方针,采用透水性能更好的材料代替原硬化路面,从源头减少污染雨水
排放至河湖水系,统筹考虑城市内涝防治、径流污染控制、雨水资源化利用和水生态修复等多个目
标,同时对水从 “量” 和 “质” 上进行管理 [26] 。通过合理的海绵设施方案组合,在一定程度上有效
缓解马路行洪风险与内涝风险 [27] 。本文在对全域调度研究的基础上,在社区尺度上进行低影响开发布
设,与 SWMM的低影响开发(LowImpactDevelopment,LID)模块类似,本文使用的 ICM 平台提供的
SUDS(SustainableUrbanDrainageSystem)模块用于模拟低影响开发设施功能,通过对下垫面特征的合
理改造,增加下垫面的下渗量,从而减小管网系统的径流量,限制新开发设施对下游现状管网输水的
影响。ICM提供的 SUDS元素包括侧向流管道、可渗透连接、池塘节点以及子集水区 SUDS控制,汇
水区 SUDS措施包括生物滞留池、雨水花园、绿色屋顶、渗渠、透水铺装、植草沟等设施。本文在社
区尺度上,根据社区的影像图显示的景观布局,并参考相关文献中的海绵改造方案 [27] ,分别设置绿色
屋顶、透水铺装及生物滞留池等 SUDS措施。
3 结果分析
3.1 模型参数及合理性分析 依据福州现有资料对模型参数进行率定和调整,表 1是山丘区 PDM模
型参数取值,表 2是平原城区产汇流参数取值。在研究城市洪涝问题时,缺乏充分的观测数据是模拟
中一个广泛存在的问题 [28] ,该问题在本研究中也同样存在。在前期研究中已对参数进行了率定 [22 - 24] ,
这里通过采集更多场次的实测数据,对关键参数作进一步微调,结果见表 1,并对不同水位站 6个场
次的实测数据与模拟结果进行对比,以及对实测内涝点的空间位置与模拟结果进行对比,来验证本文
所构建模型的合理性。
表 1 ICM模型主要参数
模块 参数 取值
降雨系数 1.04
最小调蓄能力?mm 9.93
PDM模块 最大调蓄能力?mm 224.27
线性水库 1时间常数 1.19
线性水库 2时间常数 2.72
初始下渗率?(mm?h) 95
稳定下渗率?(mm?h) 6.3
透水面
衰减系数?(1?h) 4
汇流参数 0.2
径流系数 0.95
不透水面
汇流参数 0.012
河道断面 糙率 0.013
— 8 3 7 —