[00118317]一种雨水调蓄池预选址的确定方法

一种雨水调蓄池预选址的确定方法 1、课题来源与背景 课题来源：自选项目。 随着城市化进程的不断加快和气候变化的影响,城市暴雨内涝问题日益突出。调蓄池作为减轻雨水系统积水内涝的有效措施之一,得到越来越多的应用。雨水系统中调蓄池的位置确定,通常包括3个环节：【1】预选址（潜在位置选择）——【2】分析比较（方案优化）——【3】最终位置确定。本发明关注的是【1】预选址环节。雨水系统是一个庞大的非线性系统,系统中调蓄池的位置选择,影响因素很多,是一个非常复杂的技术问题。 现有技术中,国外雨水调蓄池的预选址（潜在位置选择）,基于流域出口洪峰消减百分比QPmax,在流域系统某处设置调蓄池,通过模型（HEC-1）计算,如果计算的流域出口洪峰流量百分比QP≥QPmax,则该处被选为调蓄池的潜在位置（参见Yeh C H, Labadie J W. Multiobjective watershed-level planning of storm water detention systems[J]. Journal of Water Resources Planning and Management, 1997, 123（6）: 336-343.）。国内目前还未见有调蓄池预选址的文献。而调蓄池位置确定（注意不是环节【1】预选址,而是环节【3】最终位置确定）,有文献记载（参见：马洪涛, 张晓昕, 王强. 基于模型的城市雨水系统改造规划方法——以北京奥林匹克公园地区为例[J]. 给水排水, 2009, 34（10）: 115-118.）,基本方法是通过二维商业模型软件（MIKE Flood）模拟,得到可能积水点,这些积水点均被选为雨洪调蓄池的最终位置。而关于积水点的描述,可参见文献（张晓昕, 王强, 马洪涛. 奥林匹克公园地区雨水系统研究[J]. 给水排水, 2009, 34（11）: 7-14.）,该文献将地面积水水深大于0.15m的地点列为积水点,并列有积水时间。国外按照流域出口洪峰消减百分比准则预选址是从流域宏观出发,但流域微观内部节点（检查井）的积水状况（积水深度、积水范围、积水时间等）未曾考虑。国内并未见预选址方法,虽然有调蓄池的最终位置确定方法,但借助的是二维商业软件,同时把所有积水点（指积水水深大于15cm）都列为调蓄池的最终位置,其设计不尽合理,且整个项目费用支出大。 2、技术原理及性能指标 基于SWMM模型和城市内涝防治标准,以雨水系统节点为评价对象,以预选调蓄池的位置为目标,以节点周围的积水深度、积水范围和积水时间为评价因子,考虑节点的重要性、敏感性并加权,经转换和计算,得出各节点的综合评价指标——积水危害指数,按积水危害指数大小进行排序,最终结果,积水危害指数越大的节点确定为调蓄池预选址的地点。 3、技术的创造性与先进性 本发明创造性地提出了一种调蓄池预选址的确定方法,即以积水深度、积水范围和积水时间为评价因子,并考虑节点的重要性、敏感性并加权,从而得到各节点的积水危害指数,根据积水危害指数确定调蓄池的预选址,有效摒弃了预选址的主观性,增强了预选址的客观性、科学性、先进性。采用该技术发明得到的预选址方案客观合理,并为后期调蓄池布局优化提供很好的初始条件（方案）,将提高 “调蓄池方案优化（分析比较）” 环节的工作效率。 4、技术的成熟程度,适用范围和安全性 本发明的技术,主要是调蓄池预选址的思路和方法,借助现有的SWMM模型,采用本发明提出的技术评价方法和技术指标（积水危害指数）,可以计算并确定调蓄池的预选址位置,中间没有难以实现的技术难点,该技术已经成熟。 本发明的技术,适用范围为城市排水领域,特别是需要设置调蓄池的城市（雨水）排水系统。本发明的技术将为城市内涝防治、海绵城市建设中调蓄池位置设置提供科学指导和技术支持。 由于本发明是基于技术方法模拟计算,计算结果（预选址结果）经SWMM模型不同工况后续模拟优化确认（核算）,因此不存在安全性问题。 5、应用情况及存在的问题 本发明以国家级海绵城市建设示范城市安徽省池州市某新建排水区域为背景案例,通过研究验证（汪明明等, 水资源与水工程学报, 2017; Mingming Wang et al., Journal of Environmental Management, 2017b）,可行有效,可确定调蓄池的预选址位置,并提高调蓄池后续阶段优化效率。