一维管网与二维地表双向耦合的城市暴雨内涝模拟

作     者：郑茂辉 姚帅 周念清 刘俊兵 ZHENG Maohui;YAO Shuai;ZHOU Nianqing;LIU Junbing

作者机构：同济大学上海防灾救灾研究所上海200092 同济大学城市安全风险监测预警应急管理部重点实验室上海200092 同济大学水利工程系上海200092 

出 版 物：《同济大学学报（自然科学版）》 (Journal of Tongji University:Natural Science)

年 卷 期：2024年第52卷第2期

页      面：223-231页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 081501[工学-水文学及水资源] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：上海科技创新行动计划(21DZ1201205) 

主　　题：城市暴雨内涝 排水管网 双向耦合 流量交互 时间同步 

摘      要：为快速、准确模拟城市暴雨内涝演化过程,提出一种排水管网与上覆地表动态水力交互方法,构建了一维管网模型(SWMM)与二维水动力(LISFLOOD-FP)双向耦合的模型,解决了一维管网和二维地表的双向流量交换和时间同步难题。以上海外高桥地区为例,采用两次短历时降雨过程对耦合模型进行校准和验证,比较分析了单向、双向耦合的淹没范围与水深变化。结果表明:双向耦合模拟精度较高,在研究区具有良好的适用性;对于占比80%以上的轻度(0.3 m)积水区,单向耦合模拟结果趋于严重,该比值分别增至1.88和2.1。所构建的双向耦合模型能够揭示城区内涝积水、扩散及消退的全过程,可用于城市暴雨内涝推演,为内涝治理和灾害防御提供科学依据。