耦合一二维水动力模型的城市社区暴雨内涝模拟研究

【目的】在全球气候变化和快速城市化背景下,城市暴雨内涝灾害风险持续增加,水文水动力模型是理解暴雨内涝产生机理的重要手段,构建科学合理的暴雨内涝模型是当前研究的热点。【方法】通过耦合一维管网水动力模型(SWMM)和二维水动力模型(LISFLOOD-FP),建立城市社区尺度的暴雨内涝模型,以大学社区为研究对象,开展多场次实测降水和设计暴雨的内涝情景模拟。【结果】结果表明:(1)以2023年7月11日实测降水为例,模拟结果与实际情况具有高度一致性,表明耦合模型的精度满足城市社区尺度内涝模拟需求;(2)以1 a、5 a、10 a、20 a、50 a、100 a重现期设计暴雨为例,随着降雨量的增加,雨水管网负荷、积水淹没范围和深度明显提升,高风险管网数量增长3.17倍,积水淹没范围增长170%,积水淹没范围和深度与重现期成正相关关系,在重现期20~50 a期间社区内排水能力达到饱和;(3)模拟结果显示,研究区内暴雨内涝高风险区域主要分布在教学区边界、生活区南侧、教学区与生活区交界区,需要引起相关部门重视。【结论】研究结果表明耦合SWMM和LISFLOOD-FP的暴雨内涝模型在雨水管网状态和地面积水淹没模拟方面均具有较高精度,适用于城市社区尺度的暴雨内涝模拟分析。