安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司 安徽合肥 230088
摘要：本文结合工程案例，利用鸿业暴雨模拟软件对项目区域现状排水系统及改建方案进行建模，通过内涝风险评估对方案进行分析，提出最优改建方案，并对内涝风险评估技术在实际工程中的应用进行总结。
关键词：内涝风险评估技术；风险等级评估；可视化淹没分析
1前言
内涝风险评估技术是通过构建暴雨内涝模型，对区域的现状排水系统遭遇不同暴雨频率下内涝发生的可能性、淹没时间、淹没范围及淹没深度进行分析，从而评估区域的淹没风险，为积涝点改造提供技术支持和决策依据。
基于鸿业暴雨排水及低影响开发模拟系统软件的应用，本文致力于探讨内涝风险评估技术在积涝点改造工程中的作用探讨。
2设计背景
某道路A在现状中学门口处，暴雨时路面大量积水，并蔓延至中学操场，积水深度较大，积水时间较长，严重影响附近居民和学校日常生活。为解决该处积涝问题，笔者通过对该区域及道路的现状排水系统进行建模，应用软件模拟，进行内涝风险评估，并结合评估结果提出最优改建方案，以解决内涝问题。
3风险等级评估
依据《合肥市城市排水（雨水）防涝综合规划》（2013-2020年），合肥市内涝防治标准为50年一遇，本次针对50年一遇长历时降雨情景进行动态模拟，基于模拟结果采用情景模拟评估法进行内涝风险评估与划分[2]。
主要考虑积水深度和流速，根据水力模型模拟的积水深度与涝水水流速计算危险性指数HR；确定城市内涝风险等级。
HR根据模拟的积水深度与积水流速确定：
HR＝d×（V＋0.5）＋df
式中：d——积水深度m；V——流速m/s；df——水深危害参数，d＜0.15m，df＝0.5；d≥0.15m，df＝1.0。
风险等级划分如下[2]：
4现状排水系统分析
道路A现状排水系统为d500～d800雨水管，自北向南排至相交道路B上的d1400雨水管，向东转输至现状水系。中学门口处为道路A的最低点，也是易涝点。
4.1可视化淹没分析
本次对P=3年进行可视化淹没分析，结论如下：P=3年时，道路A最低点积水量为791.56立方米，最大积水深度为0.66米，蔓延至中学区域，在降雨历时2h条件下需87min积水才能消除，风险评估等级为内涝高风险区域。
现状排水系统积水风险区面积图
从积水风险区面积图中可看出，道路最低点及中学区域高风险区面积为1754.8 m2，内涝风险较大。根据评估结果初步分析，此处积涝主要原因在于此处地势低洼，管径偏小，同时道路B下游d1400雨水管管径偏小，造成此段管道超载，且雨水井冒溢，积水严重。
5改建方案
5.1 改建方案一
方案一仅对道路A的现状排水管道进行扩大，新建d500-d1400雨水管。模拟结果为：道路A最低点积水量为812.05立方米，最大积水深度为0.67米，蔓延至中学区域，在降雨历时2h条件下需20min积水才能消除，风险评估等级为内涝高风险区域。从模拟结果可以看出，管道超载现象并未消除，积涝深度及高风险区面积未降反增，仅积水消退时间减少。
方案一改建后积水风险区面积图
5.2 改建方案二
由于仅改造道路A对积涝情况并无改善，因此笔者提出方案二，对道路A的现状排水管道进行扩大，新建d500-d1400雨水管，同时对道路B下游雨水管进行同步改建，增设一道d1400雨水管，即道路B雨水管为2道d1400管。模拟后发现管道超载和积水现象均完全消失。
根据内涝风险评估结果显示，方案一雨水系统内涝风险面积反而增大，推测上游管径过大后反而加重下游雨水倒灌的现象；方案二对上下游雨水系统同步改建，则管道超载现象显著改善，内涝风险完全消失。
6结论
结合案例可以看出，内涝风险评估技术在积涝点改造工程中的应用主要包含三部分内容：
（1）淹没分析技术研究：通过建立二维排水管网模型及灾情雨量模型（长历时设计雨型），并综合地形地面高程、防洪治涝系统对设计雨水系统进行可视化淹没分析研究。
（2）道路积涝点风险评估研究：基于淹没分析技术研究的模拟结果对各项指标进行权重拟定、分级、赋值及叠加运算，并以此为依据对内涝风险进行评估。
（3）排水方案推演比较及优化研究：基于淹没分析及道路积涝点风险评估的结果，对不同的排水方案进行推演、评定、优化、比选，采用动态模拟技术推演不同方案结果，综合得出最优排水方案。
在具体工程设计中，特别是针对积涝点改造项目，通过内涝风险评估，可以对市政雨水系统改造方案进行模拟、推演、比对，保证改造方案的有效性、合理性。
参考文献：
[1]《合肥市城市排水（雨水）防涝综合规划》（2013-2020年）上海市城市建设设计研究总院2014.09
论文作者:刘晓莹,倪泽祺
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第12期
论文发表时间:2019/1/7
标签：内涝论文; 积水论文; 雨水管论文; 方案论文; 道路论文; 风险评估论文; 风险论文; 《建筑细部》2018年第12期论文;