基于Infoworks模型的调蓄池效果评估研究——以中国南方某城市典型地区为例

调蓄设施是控制城区径流污染的重要方式,其规模的确定直接影响工程投资及效果,但如何合理确定调蓄设施规模,仍缺乏相关的规程及案例。针对我国南方某城市典型区域,采用Infoworks ICM模型及长系列降水资料对调蓄池的合理规模进行计算论证,以溢流污染物总量影响受纳水体水质的溢流次数作为指标进行分析,通过计算,调蓄效益与调蓄池的规模成正相关,当调蓄池规模为8mm时,调蓄设施的工程效益最佳,研究方法及结果可为相似地区调蓄池规模计算论证提供依据。

应用InfoWorks模型对深隧入流点设置方案的优化

上海市提出了以深层调蓄隧道为外环内排水系统提标、内涝防治和面源污染控制的主要手段,规划近期实施苏州河段深层排水调蓄管道系统工程。为解决深隧进水流量控制的关键技术,以Info Works ICM为工具,分析管网系统的排水能力和深隧入流井设置方式之间的相互关系,提出了入流井的位置、数量及设置形式对系统提标和水量分配的影响,为工程系统方案制定提供技术支撑和参考。

InfoWorks ICM-Delft 3D耦合模型在排水体系中点源污染溯源研究

城市排水的点源污染是引起黑臭水体的重要原因之一,该研究借助多元监测体系获得的水质数据,结合InfoWorks ICM-Delft 3D耦合模型及差分进化算法(DE)构建了污染溯源模型。以中山市某区域为研究对象,验证了耦合模型与DE算法对污染溯源的有效性。研究表明,连续排放污染源的位置、流量、污染物浓度的溯源精度较高,相对误差均在±0.12的范围内,并且污染溯源精度随着污染源流量增大而下降;随着污染流量增大,瞬时排放污染流量与浓度溯源的相对误差逐渐减小,模型对高流量污染事件的溯源精度较高。该模型体系的构建和应用为城市排水点源污染的溯源提供了科学指导。

基于InfoWorks ICM模型的城市小区LID组合方案成本效益研究

针对低影响开发(LID)雨水系统建设中存在成本与效益难以平衡的问题,选取甘肃省天水市某居住小区为研究对象,构建InfoWorks ICM一、二维耦合模型,以不同LID组合方案在不同降雨重现期下的径流总量控制率、径流峰值削减率、积水面积削减率、积水量削减率、固体悬浮物(SS)削减率、化学需氧量(COD)削减率为效益表征量,结合LID设施的生命周期成本定量分析成本效益。结果表明:包含绿色屋顶的LID组合方案成本效益偏低,但对于高重现期降雨具有较强的适应能力,更适用于暴雨频发地区;LID组合方案对于积水面积削减率与积水量削减率的成本效益较高,能有效缓解内涝积水,对于COD削减率的成本效益较低,需进一步优化;雨水桶+生物滞留设施+透水铺装作为总成本效益最高的方案,更适用于研究区域LID雨水系统的建设。研究成果对LID雨水系统的优化设计具有重要参考意义。

基于InfoWorks ICM软件的新堆场形式集装箱港区排水模型测试

为进一步分析论证港区的排涝能力,以广州某大型集装箱港区为例,采用InfoWorks ICM软件构建港区排水模型,通过模拟不同重现期的降雨过程,分析不同堆场形式下港区溢流节点数、出现最深积水时间、最大积水深度等指标,论证普通集装箱堆场与新型下凹式集装箱堆场的抗洪涝风险能力。结果表明,采用新型下凹式集装箱堆场后,港区的抗洪涝风险能力明显提高,下凹式堆场表现出明显的调蓄作用。

基于Infoworks ICM模型的邢台市城市内涝灾害风险评估

充分考虑邢台市地形特征和防汛排涝工作的需求,基于Infoworks ICM模型构建了邢台市中心城区城市内涝淹没模型,并利用典型降雨个例对模型进行参数率定与验证.在此基础上,模拟2,5,10,30,50 a一遇1 h降雨工况下邢台城区内涝积水情况,结合积水深度和积水时间进行内涝灾害风险评估研究.结果表明:不同重现期的积水淹没区间均主要集中在0.1~0.3 m,淹没面积平均占比达到65%;在不同重现期降雨情况下,风险面积占比最大的均为低风险区,其次是中风险区和高风险区,平均面积占比依次为65%,23%和12%;随着降雨强度的增大,低风险区面积占比逐渐减小,而中、高风险区面积占比逐渐增大.

基于Infoworks ICM模型的城市管网排水能力与内涝风险评估

使用Infoworks ICM模型建立了六安市2个雨水分区的排水管网模型,选取了2场实测降水数据对模型进行率定验证,结果表明模型精度较高。通过设计6种不同重现期降雨事件,对研究区的管网排水能力和城市内涝风险进行评估,结果表明:随着暴雨强度增加,雨水管网超负荷比例不断增大,相比于1年一遇的情景20年一遇的情景超负荷管道占比增加了30.81%;同时,城市内涝淹没深度和淹没面积增加,相比于10年一遇的情景20年一遇的情景淹没面积增加65.03 hm^(2),进一步分析是由于雨水管径较小、河水顶托及区域地势低洼的影响。对城市雨水管网排水能力及城市内涝风险进行评估,可在城市雨水管网建设及改造过程中提出针对性建议。

基于SWMM和InfoWorks ICM模型的大红门排水区暴雨内涝模拟

为探究不同暴雨情景下北京市大红门排水区内涝过程演化规律,构建SWMM和InfoWorks ICM-2D耦合城市暴雨内涝模型,模拟分析了大红门排水区不同重现期降雨下管网排水能力、地表淹没情况及内涝危险性。结果表明:SWMM和InfoWorks ICM-2D耦合模型在大红门排水区暴雨内涝模拟中具有较好的适用性;大红门排水区70%以上的管道排水能力不足5年一遇设计标准,随着降雨重现期增大,溢流节点和超载管道数量增多,超载时长增加,但溢流节点超载时长增幅减小;易涝区和中高危险区主要分布在大红门排水区中部和东南部下凹桥区;随着降雨重现期增大,内涝区积水深度增加、积水范围扩大,0.2 m以上水深区域占比增加,低危险区主要向高危险区转化,较少向极高危险区转化。

基于Infoworks ICM模型的沿海城市暴雨内涝分析

针对沿海城市特大暴雨及其引发的城市内涝问题,以福州市为例,构建了基于Infoworks ICM的城市一维排水管网和二维陆面水动力精细化耦合模型,并将该模型应用于福州市古田路片区2021年8月“卢碧”台风暴雨内涝分析,验证了模型模拟精度较高,进而基于此模型,分析了不同重现期下古田片区暴雨内涝过程,提出了两种“海绵化”改造方案并模拟其对研究区暴雨内涝的缓解效果,发现增大管径更有利于改善研究区内涝现状。研究成果可用于准确计算福州市城区地下排水和陆面积水过程,为沿海城市防洪排涝实时决策提供技术支撑。

基于InfoWorks对西安某调蓄池及防涝泵站优化设计研究

针对西安某现状雨水出口排水设计标准低、排水能力不足的问题进行分析,引出新建雨水出口调蓄池及防涝泵站的必要性,继而确定工程位置和布置形式;基于推理公式法、InfoWorks模拟法2种方法计算雨水设计流量,利用3种方法计算调蓄池容积,并通过InfoWorks软件模拟确定了3种调蓄池容积对应的泵站规模,通过方案比选分析确定“2.7万m3调蓄池+63 m3/s泵站”为该项目最优组合。通过泵站-调蓄池模拟运行流量过程线完整地模拟了一场暴雨过程,并运用CFD对调蓄池及防涝泵站的流态进行模拟。模拟结果显示,防涝泵站建成后区域排水能力将由9.6 m3/s提升至96.0 m3/s,暴雨重现期将由1.5 a提升至5 a;调蓄池建成后能有效地削减洪峰流量,最大限度地控制地表径流污染物排入河道。

基于InfoWorks的金钟街老城区内涝防治研究

天津历史上发生过多次内涝事件,城区中小河水位居高不下,排水不畅,给天津市交通和居民出行造成了严重影响,社会经济受到过严重损失。以天津市金钟街老城区为例,利用InfoWorks软件搭建并耦合一维和二维模型,对现状片区内涝情况进行综合模拟与评估,提出源头减排、中游管网改造及下游增加调蓄容积的治理措施,通过对治理措施的影响分析提出适合该片区的综合治理方案。模拟结果显示:内涝治理后,积水点1、2的最大积水深度较内涝治理前分别减小48.4%和60.7%,退水时间较内涝治理前分别缩短70.8%和80.2%,排水管网达到了100年一遇的标准。表明提出的综合治理方案科学合理,为老城区治理措施的选取及内涝防治提供了新思路。

基于InfoWorks ICM的内涝风险评估与分析

基于InfoWorks ICM构建1D、2D耦合的浙江省某新区内涝排水模型,根据模拟得出的研究区管网负荷状态、地面积水深度、地面积水时间等,分析和评价研究区管网排水能力和内涝风险情况。研究区现状管网系统的排水能力尚未达到3年一遇的排水设计标准,管网排水能力大部分在0.5年一遇之下。且在20年一遇设计暴雨下存在内涝高风险区,内涝风险区主要发生在下垫面硬质化较为严重、地势较低、管网缺失和管径较小的区域。建议完善研究区空白区排水管网系统,并对未达到设计标准的管网进行改造。

基于InfoWorks ICM的北京市西城区排涝能力分析

为评估北京市西城区行洪排涝能力,基于InfoWorks ICM构建了北京市西城区精细化防洪排涝模型,洪峰流量和洪水总量的模拟误差范围分别为−16.7%~19.1%和−13.2%~6.9%.分析了不同降雨历时和雨型情景下,区域的管道排水能力、河道行洪能力,诊断了内涝原因.结果表明:西城区管网不足1 a一遇的管线长度占比为41%,排水能力较差;西护城河下游100 a一遇的最高水位距河岸约0.681 m,存在安全隐患;北护城河上游100 a一遇的最高水位距河岸约0.60 m,超过该河段警戒水位;100 a一遇长历时(24 h)暴雨情景下西城区城市内涝积水最大深度为1.710 m.通过研究,明确了西城区防洪排涝隐患主要集中于老旧平房、老旧楼房、棚户及混合等区,需要重点防范.研究结果可为西城区积水和内涝治理及管道提标改造提供数据支撑;结合地下空间分布及积水点位,可为西城区平急两用内涝蓄滞空间应急利用方案编制提供依据.

基于InfoWorks ICM模型的地铁站点洪涝模拟与分析

以太原地铁1号线一期工程为例,构建了基于InfoWorks ICM的地铁站点排水模型,并通过实测暴雨数据进行率定验证,保证了模型计算和结果分析的可靠性。结果表明:在设防标准降雨情景下,通过该模型可模拟得出太原地铁1号线各站点可能的淹没水深、淹没范围,全面地反应了各地铁站点防洪防涝能力,为地铁站点后续的建设和运营提供科学的技术支撑。

基于InfoWorks ICM模型的径流污染影响因素研究

径流污染是造成城市水体黑臭的主要原因之一。为更好治理城市水体,利用InfoWorks ICM模型研究九江市的雨水径流污染影响因素,分析降雨前晴天天数、用地类型及降雨强度。结果表明:随着降雨前晴天天数增加,CODcr峰值浓度最高可达到600.1 mg/L;在人员活动密度高的地块,CODcr冲刷总量约为低人口活动密度地块的6倍(20.5~119.5 kg);随着降雨强度的加大,CODcr峰值浓度最高可达到5.28 kg/m^(3)。

基于Infoworks ICM模型在内涝风险评估和海绵减控效果中的应用

以中部城市A市海绵专项规划为例,介绍了基于Infoworks ICM 模型在排水管网负荷评价、内涝风险评估以及海绵城市规划中的应用。新技术的应用为排水管网优化设计提供新的设计思路,制定了内涝风险多要素的综合评价体系,量化了海绵减控效果的分析。分析结果,优化方案管网在满足设计要求P = 2a重现期下能够适当超负荷压力运行,充分发挥管网排水潜能;多因素的综合评价体系划定了研究区域内涝风险等级和范围;通过组合LID海绵措施在不同降雨强度下径流总量控制率达到67%~78%,对冲刷污染物SS的控制率为64.2%,较无LID措施开发情况下显著提高。

InfoWorks ICM模型在截污工程中的评估应用——以九江市老鹳塘污水系统为例

基于雨水出流污染的复杂性、随机性,为更好指导污染雨水的原位净化研究,以九江市老鹳塘污水系统为工程实例,开展雨水出流污染数学模型模拟研究。利用InfoWorks ICM模型,分析沿湖截流调蓄与原位净化处理设施工程改造对雨水出流污染的削减效果。研究模拟结果表明,待工程顺利完工实施后,年入湖溢流水量和年径流污染CODCr入湖污染负荷均预计有显著的削减效果:排口年溢流频率减低80%,溢流水量削减率为78.5%,径流污染CODCr年负荷削减率为87.6%。

InfoWorks ICM模型在珠海横山片区排涝工程中的应用

利用InfoWorks ICM模块建立一维河网水动力模型,将水闸、泵站、内河涌及沿程涵闸卡口等信息耦合在一起,通过两场实测降雨及运行调度资料对模型进行率定和验证,逐步试算得到科学合理的排涝工程布局、泵站规模和河涌沿程水面线,满足工程设计要求,取得了较好的应用效果,为类似水利排涝工程的水文规划工作提供了借鉴思路。

基于InfoWorks ICM模型的城市暴雨内涝模拟

为解决城市暴雨内涝灾害问题,以海口市主城区为例,构建了基于InfoWorks ICM的城市综合流域排水模型,选用3场实测暴雨进行模拟分析,发现该模型具有良好的精度和可靠性。在此基础上,利用该模型对1、2、5、10、20年五种不同设计重现期的暴雨情景下研究区域排水管网系统的排水能力和积水深度进行模拟。结果表明,该模型能较好地评估研究区域的排水能力,且随设计暴雨重现期增加,研究区域的积水深度亦呈现出增加趋势,内涝灾害明显加重。

基于InfoWorks ICM模型的地铁场站内涝积水防控研究

选择郭公庄和宋家庄地铁场站为研究对象,采用InfoWorks ICM模型软件构建洪涝模型并开展内涝积水模拟分析.模拟结果表明:100a一遇长历时(24h)暴雨情景下郭公庄地铁场站最大积水深度为0.922m,宋家庄为0.607m;在重现期达50a一遇时宋家庄所有管网即达到满流状态.分析结果表明:郭公庄内涝积水主要是由于下游水位顶托;而宋家庄主要是由于管网排水能力不足.本研究基于模拟结果提出了内涝积水防控措施,经海绵城市改造措施后,10a一遇短历时(1h)暴雨情景下宋家庄地铁场站出水口洪峰相对未改造情景削减了22.2%;经管网改造后,1a一遇长历时(24h)暴雨情景下宋家庄内涝积水削减率为100.0%;郭公庄3台排水泵全运行状态下,郭公庄总积水量相对无泵情景削减了29.5%.