基于GIS与SWMM的M市暴雨内涝模拟及防治研究

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1、基于GIS与SWMM的M市暴雨内涝模拟及防治研究StudyonRainstormSimulationandWaterloggingPreventionofMCitybyGISandSWMM研究生：李博指导教师：蒋白懿教授学科领域：建筑与土木工程二〇一五年十二分类号：学校代码：10153UDC：密级：硕士学位论文基于GIS与SWMM的M市暴雨内涝模拟及防治研究作者姓名：李博入学年份：2013年9月指导教师：蒋白懿教授学科领域：建筑与土木工程申请学位：工程硕士所在单位：市政与环境工程学院论文提交日期：2015年11月论文答辩日期：2015年12月学位授予日期：2

2、016年1月答辩委员会主席：赵玉华答辩委员会组成：赵玉华、胡筱敏、刘强、张立成、李军论文评阅人：李亚峰、赵明硕士研究生学位论文摘要I摘要近年来，因国内外城市大暴雨频发而导致的洪涝灾害不仅严重的威胁到人们的生命财产安全，同时给国家和个人造成了巨大的经济损失。因此，内涝防治已成为城市防洪的重中之重。M市内涝频发，高度城市化所致的用地布局根本改变和极端气候的不断增加，极大的改变了水循环模式，并且导致了城市径流总量、径流峰值不断增加，这不仅给城市排水管网的安全运行构成了严重威胁，同时也已经成为引发城市洪涝灾害的重要隐患。根据城市雨洪模型理论和模拟技术方法，结合GIS

3、、SWMM对研究区域的内涝产生过程、积水位置、积水深度进行了研究分析并划分城市内涝风险等级，提出相应的改造方案。（1）以M市雨水管网为研究实例，提出了基于ArcGIS数据转换平台对CAD格式数据进行提取并测算模拟参数的方法，实现了节点井底高程、汇水区的特征宽度、平均坡度、洼地储水量和不渗透百分比等参数的导入和计算。节省了以CAD、GIS为数据源的SWMM建模时间，提高模型数据精度，减少人为误差，实现了无损转化和参数测定。该数据导入和计算方法适用于CAD、GIS的数据导入到SWMM模型，为以后SWMM建模提供简化方法。（2）通过SWMM模型模拟城市易涝点的溢流

4、时长、溢流流量、溢流总量3个指标的分析，快速有效的识别管网排水能力瓶颈。基于SWMM模型管道、道路一维二层耦合方法对道路积水情况进行分析评估，结果表明，管网道路耦合模型能更准确的掌握城市的内涝情况，对排水管网溢流计算和道路积水深度等均提供详细的定量分析。为管网改造和新建工程提供依据。（3）参考英国、新西兰内涝等级划分标准，以及国内《武汉市排水防涝系统规划标准》，结合M市现状排水系统能力评估结果，提出了基于GIS的M城市内涝风险区域进行划分方法。基于GIS的城市内涝风险区域进行划分方法简单易行且结果明确直观，适用于城市内涝的研究和分析。（4）针对M市老城区排水

5、管网现状，在M市南部新建分流制排水系统，敷设东西向雨水干管收集南部雨水，减少城市中部雨水汇流量，降低现有排水系统排水压力；根据易涝点模拟结果，结合M市用地情况和管网情况，在主要积水点处设置雨水调蓄池，消弱洪峰时刻管网负荷；综合考虑M市内涝点分布和管网排水能力因素，采用源头控制防治措施，新建低影响开发单元，从源头减少汇水区径流量，降低城市内涝风险。关键词：暴雨洪水管理模型；地理信息系统；计算机辅助设计；低影响开发；内涝II摘要硕士研究生学位论文硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractInrecentyears,duetothefrequentt

6、orrentialrain,waterloggingisnotonlyaseriousthreattopeople'slifeandpropertysafety,butalsocauseenormouseconomicloss.Therefore,howtopreventwaterloggingbecomethekeyofthecityfloodcontrol.HighlyurbanizedlandlayoutfundamentalchangeandincreaseofextremeweathercausedMcitywaterlogging,itisnot

7、onlyaseriousthreattotheurbandrainagepipenetwork,butalsoanimportanthiddentroublecausedurbanfloods.Accordingtothetheoryofurbanfloodmodelandsimulationmethod,thestudyfocusonwaterloggingprocesses,waterloggingposition,waterdepthbaseonGISandSWMM,classifiedurbanwaterloggingrisklevel,propos

8、edthecorrespondingreformsc