一维管网与二维地表双向耦合的城市暴雨内涝模拟
Simulation of Urban Rainstorm Waterlogging with Bidirectional Coupling of One-Dimensional Sewer Network and Two-Dimensional Surface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]
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。