摘" 要：為深入探討城市內(nèi)澇原因，有效解決內(nèi)澇問題，實(shí)現(xiàn)提前預(yù)警，建立系統(tǒng)化防控體系，提出基于多場景構(gòu)建的城市雨澇預(yù)測預(yù)警模型，評(píng)估排水系統(tǒng)排水能力和內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)，提升城市對(duì)內(nèi)澇災(zāi)害的應(yīng)對(duì)能力，減少對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的影響。該文以廣東省某城市街道為例，通過排水系統(tǒng)監(jiān)測體系、雨量實(shí)時(shí)短期預(yù)測模型、地表徑流二維模型、管網(wǎng)一維模型、河道一維模型等多模型耦合，基于整體把握，重點(diǎn)防控的原則，對(duì)引起內(nèi)澇問題的因素進(jìn)行排查，有效評(píng)估排水系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。利用最新的氣象數(shù)據(jù)和雨量監(jiān)測對(duì)降雨量進(jìn)行短期準(zhǔn)確預(yù)測，綜合地形、土地利用和土壤類型等因素模擬地表產(chǎn)匯流，同時(shí)，基于排水系統(tǒng)和河道內(nèi)水流動(dòng)態(tài)和負(fù)荷的監(jiān)測和模擬，對(duì)排水系統(tǒng)的排水能力、響應(yīng)和溢流風(fēng)險(xiǎn)等進(jìn)行評(píng)估并對(duì)易澇區(qū)域開展重點(diǎn)排查。該模型的應(yīng)用能夠降低降雨帶來的內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)，了解降雨后地表水流的行為，優(yōu)化排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和管理，提供準(zhǔn)確的內(nèi)澇預(yù)警。并為制定有效的應(yīng)急措施提供支持，提升城市防洪排澇的能力，幫助減少內(nèi)澇災(zāi)害的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)影響。

關(guān)鍵詞：內(nèi)澇防控；在線預(yù)測預(yù)警；防汛；應(yīng)急決策；智慧水務(wù)

中圖分類號(hào)：TU992" " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號(hào)：2095-2945（2024）36-0032-07

Abstract： In order to deeply explore the causes of urban waterlogging， effectively solve the problem of waterlogging， realize early warning in advance， and establish a systematic prevention and control system， an urban rain and waterlogging prediction and early warning model based on multiple scenarios was proposed to evaluate the drainage capacity of drainage system and waterlogging risk， improve the city's response ability to waterlogging disasters， and reduce the impact on society and economy. Taking a street in a city in Guangdong Province as an example， this paper uses the coupling of multiple models such as the drainage system monitoring system， the real-time and short-term rainfall prediction model， the two-dimensional surface runoff model， the one-dimensional pipe network model， and the one-dimensional river channel model， and based on the principles of overall grasp and key prevention and control， the factors causing waterlogging problems are investigated and the actual operating status of the drainage system is effectively evaluated. Use the latest meteorological data and rainfall monitoring to accurately predict rainfall in the short term， and integrate factors such as terrain， land use and soil type to simulate surface runoff. At the same time， based on the monitoring and simulation of water flow dynamics and loads in the drainage system and rivers， the drainage system's drainage capacity， response and overflow risks are evaluated and key investigations are carried out in waterlogging prone areas. The application of this model can reduce the risk of waterlogging caused by rainfall， understand the behavior of surface water flow after rainfall， optimize the design and management of drainage systems， and provide accurate early warning of waterlogging.

Keywords： waterlogging prevention and control; online forecasting and early warning; flood control; emergency decision-making; smart water

當(dāng)前，全球氣候突變，城市化進(jìn)程迅猛發(fā)展，城市硬化面積率持續(xù)上升，城市內(nèi)澇問題逐漸為全球性問題[1]。近年，我國極端降雨事件顯著增加，極端日降水量時(shí)間頻次逐漸上升，導(dǎo)致城市內(nèi)澇、積水問題頻發(fā)。2000年以來，全國約70%城市遭受過嚴(yán)重洪澇災(zāi)害[2]。2023年7月31日，北京遭遇百年一遇的特大暴雨，部分地區(qū)出現(xiàn)大面積內(nèi)澇及洪災(zāi)，此次事故共造成33人死亡，18人失蹤；2021年7月20日，鄭州遭遇特大暴雨，事故最終導(dǎo)致292人遇難，經(jīng)濟(jì)損失約532億元。洪澇災(zāi)害對(duì)城市的日常運(yùn)轉(zhuǎn)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)帶來巨大風(fēng)險(xiǎn)，甚至威脅到城市居民生命健康[3]。2021年4月，《國務(wù)院辦公廳關(guān)于加強(qiáng)城市內(nèi)澇治理的實(shí)施意見》（國辦發(fā)〔2021〕11號(hào)）中對(duì)各地政府提出了工作目標(biāo)：到2025年，各城市因地制宜基本形成“源頭減排、管網(wǎng)排放、蓄排并舉、超標(biāo)應(yīng)急”的城市排水防澇工程體系，排水防澇能力顯著提升，內(nèi)澇治理工作取得明顯成效。因此，構(gòu)建城市降雨和內(nèi)澇進(jìn)行預(yù)警模型，對(duì)于防洪減災(zāi)工作具有重大指導(dǎo)意義。

城市雨澇模型基于實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)內(nèi)澇預(yù)警和快速響應(yīng)，提升城市抵御內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)能力，減少損失，保障群眾生命財(cái)產(chǎn)安全[4]。梁驥超等[5]通過對(duì)歷史內(nèi)澇事件的研究，制定了規(guī)范化應(yīng)急預(yù)案，從而提高了面對(duì)城市內(nèi)澇災(zāi)害的響應(yīng)速度。孫偉等[6]提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)澇預(yù)警模型，以提升城市防澇能力，并指出在應(yīng)對(duì)城市內(nèi)澇問題中，缺乏對(duì)易積水點(diǎn)的水位和水量的有效監(jiān)測是導(dǎo)致內(nèi)澇無法及時(shí)控制的關(guān)鍵原因之一。馬翠麗等[7]采用水面線法對(duì)不同降雨強(qiáng)度下河道的排澇能力進(jìn)行評(píng)估，指出排水系統(tǒng)排水能力不足是造成內(nèi)澇災(zāi)害形成的主要因素之一。眾多學(xué)者已經(jīng)針對(duì)城市內(nèi)澇問題開展了大量研究，但在城市立體空間內(nèi)的水動(dòng)力模擬及基于綜合多維度的內(nèi)澇預(yù)測和預(yù)警模型方面，仍存在進(jìn)一步研究的需求。

本文基于水文水動(dòng)力多場景耦合，通過短期雨量預(yù)測、地表徑流、管網(wǎng)及河道等多場景模擬，提出了一種區(qū)域內(nèi)澇防治的預(yù)警和應(yīng)急解決方案模型。該模型為防澇減災(zāi)提供了科學(xué)有效的依據(jù)，提升了城市的綜合抵御能力，并為城市防洪體系和搶險(xiǎn)響應(yīng)機(jī)制的建設(shè)提供了支持。

1" 研究區(qū)域及方案設(shè)計(jì)

1.1" 區(qū)位概況

研究區(qū)位于廣東省某街道，轄區(qū)總面積約29.91 km2。該區(qū)域內(nèi)澇成因復(fù)雜，洪水、內(nèi)澇、潮汐相互疊加影響。此外，研究區(qū)域在雨季期間多受臺(tái)風(fēng)和強(qiáng)對(duì)流提前影響，降雨空間分布極不均勻。2023年8月18日，當(dāng)?shù)匕l(fā)布暴雨紅色預(yù)警，該街道累計(jì)降雨量達(dá)98.8 mm，最大小時(shí)雨量高達(dá)84.8 mm，屬于一次超標(biāo)準(zhǔn)的極端暴雨事件。期間，多個(gè)區(qū)域發(fā)生積水，積水深度約20 cm，局部積水深度達(dá)到40 cm，積水持續(xù)時(shí)間在30～60 min不等。

1.2" 方案設(shè)計(jì)

為有效緩解該區(qū)域面臨的雨澇問題，本文構(gòu)建了一套針對(duì)內(nèi)澇防治的預(yù)警與應(yīng)急解決方案模型。當(dāng)前，國內(nèi)的城市內(nèi)澇預(yù)警系統(tǒng)主要分為3類[8]。第一類是基于雨洪模型的暴雨內(nèi)澇預(yù)警系統(tǒng)：該系統(tǒng)依據(jù)地形特征、降雨過程線和排水系統(tǒng)能力等條件，模擬并預(yù)測積水深度、積水區(qū)域及積水時(shí)間等要素。該方法存在計(jì)算量大、模擬時(shí)間較長等問題。第二類是基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法和大數(shù)據(jù)的內(nèi)澇預(yù)警模型：利用大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)方法，建立雨情與積水之間的關(guān)聯(lián)模型進(jìn)行預(yù)警。此方法需要長期的積累監(jiān)測數(shù)據(jù)，以提高預(yù)測的準(zhǔn)確性。第三類是基于物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測暴雨預(yù)警系統(tǒng)：通過布置傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，具有較高的準(zhǔn)確性和時(shí)效性，但是成本相對(duì)較高。

圖1為本文的技術(shù)路線圖。本文基于地理信息數(shù)據(jù)收集、管網(wǎng)建設(shè)維護(hù)數(shù)據(jù)整理、缺失信息補(bǔ)充和數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換基本步驟，構(gòu)建了模型基礎(chǔ)資料的收集和整理框架，搭建了全面、精準(zhǔn)的區(qū)域歷史數(shù)據(jù)庫、排水管網(wǎng)監(jiān)測體系以及數(shù)字高程模型。在此基礎(chǔ)上，建立了地表徑流二維模型、管網(wǎng)一維模型、河道一維模型和雨量實(shí)時(shí)短期預(yù)測模型。通過將大量基礎(chǔ)資料導(dǎo)入模型中，搭建了完整的區(qū)域拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，并利用智能算法和機(jī)器學(xué)習(xí)模型對(duì)集水區(qū)和地表進(jìn)行網(wǎng)格劃分。同時(shí)，對(duì)河流、湖泊等水體進(jìn)行源頭監(jiān)測，以確定模型的邊界條件。最終，基于區(qū)域物聯(lián)網(wǎng)收集關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，從而建立起精準(zhǔn)的雨澇預(yù)測模型。

2" 城市雨澇預(yù)測預(yù)警模型

2.1" 排水系統(tǒng)監(jiān)測體系

在排水管網(wǎng)監(jiān)測體系中，統(tǒng)籌考慮了排水防澇、控源截污以及模型支持等多項(xiàng)監(jiān)測目標(biāo)?；趯?duì)區(qū)域排水負(fù)荷的整體把握，并結(jié)合區(qū)域匯水關(guān)系及管網(wǎng)存在的問題，采用網(wǎng)格化思維對(duì)區(qū)域進(jìn)行劃分，將各排水分區(qū)設(shè)定為監(jiān)測單元。并對(duì)易澇點(diǎn)等重要節(jié)點(diǎn)進(jìn)行細(xì)化檢測，從而形成覆蓋“源頭-過程-末端”的精細(xì)化監(jiān)測體系。

監(jiān)測設(shè)備主要包括液位計(jì)、流量計(jì)、雨量計(jì)等，這些監(jiān)測設(shè)備根據(jù)排水區(qū)與雨水管網(wǎng)的布局布置，遵循“整體調(diào)整、分區(qū)檢測、節(jié)點(diǎn)控制”的原則。具體檢測點(diǎn)的布置如下。

1）主要斷面監(jiān)測點(diǎn)：位于管道、河道等排水系統(tǒng)的關(guān)鍵位置，覆蓋區(qū)域內(nèi)的核心斷面，如圖2（a）所示。

2）關(guān)鍵地段監(jiān)測點(diǎn)：設(shè)置在具有特殊地理特征、流量集中或水動(dòng)力性質(zhì)突出的地段，如管道與河道變窄、交匯處，如圖2（b）所示。

3）漫堤與積水監(jiān)測點(diǎn)：監(jiān)測點(diǎn)布置在漫堤區(qū)域、可能形成積水的低洼地段等。

4）其他關(guān)鍵位置監(jiān)測點(diǎn)：根據(jù)河道的具體情況，選擇其他重要位置進(jìn)行監(jiān)測，如主要排水口、拐角處、暗涵入口及河口等，如圖2（c）所示。

2.2" 數(shù)字高程模型

數(shù)字高程模型（DEM）提供了精確的地形數(shù)據(jù)，對(duì)預(yù)測洪水流動(dòng)路徑、識(shí)別易受內(nèi)澇影響的區(qū)域、優(yōu)化排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及評(píng)估不同防治措施的效果有重要作用。這使得決策者能夠更好地理解和預(yù)測地表變化及其對(duì)城市排水能力和應(yīng)急響應(yīng)的影響。本文通過粗略的DEM高程數(shù)據(jù)，結(jié)合管道GIS模型，實(shí)現(xiàn)地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)的校核，篩選出易產(chǎn)生內(nèi)澇的區(qū)域，并對(duì)小范圍風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行高精度DEM建模（圖3）和土地利用數(shù)據(jù)獲取，從而實(shí)現(xiàn)成本控制。

2.3" 模型與算法

2.3.1" 雨量實(shí)時(shí)短期預(yù)測模型

在雨量預(yù)測模型中，傳統(tǒng)的數(shù)值模型通常受到假設(shè)條件、空間尺度的限制以及管道漏損、堵塞等特殊情況的影響，導(dǎo)致模型誤差逐漸積累，限制了預(yù)測的精度。例如，模型可能難以準(zhǔn)確反映局部降雨強(qiáng)度的變化，因此，單一的靜態(tài)模型往往難以應(yīng)對(duì)復(fù)雜的城市內(nèi)澇情境。

為提高預(yù)測精確度，本文引入了雨量實(shí)時(shí)短期預(yù)測模型，實(shí)現(xiàn)降雨短期的動(dòng)態(tài)臨近預(yù)報(bào)。該模型結(jié)合高分辨率網(wǎng)格降雨預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，利用實(shí)時(shí)降雨數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而更準(zhǔn)確地反映降雨和排水系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況，逐步減小預(yù)測誤差。該模型能夠靈活地適應(yīng)氣象條件的變化，動(dòng)態(tài)調(diào)整重點(diǎn)區(qū)域的危險(xiǎn)等級(jí)，從而顯著提高內(nèi)澇預(yù)測的準(zhǔn)確性。雨量實(shí)時(shí)短期預(yù)測模型的加入能夠?yàn)榉姥礇Q策提供更加可靠的依據(jù)。

2.3.2" 地表徑流二維模型

地表徑流二維模型采用元胞自動(dòng)機(jī)（Cellular Automata，CA）方法。該方法是一種用于模擬復(fù)雜系統(tǒng)的概念框架，以元胞為計(jì)算單元，并基于元胞自身及其周圍單元的狀態(tài)，通過演化規(guī)則判斷下一時(shí)刻元胞的狀態(tài)。該方法通過局部狀態(tài)的演化，實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)的模擬與預(yù)測[9]，典型的CA模型如公式（1）所示。

CA=lt;W，B，S，Rgt; ， （1）

式中：W為地理元胞空間，代表特定區(qū)域的特征，有一維、二維或多維空間等；B為鄰域類型，用于決定一個(gè)元胞狀態(tài)更新的周圍元胞集合，如馮諾依曼型、Moore型和擴(kuò)展 Moore型等；S為元胞狀態(tài)集，每個(gè)元胞單元可以取的不同狀態(tài)的集合，可以用2種或多種狀態(tài)表示；R為演化規(guī)則，根據(jù)元胞單元及周圍元胞的狀態(tài)和設(shè)定的演化規(guī)則，決定下一時(shí)刻的元胞狀態(tài)。

本文用水文和水動(dòng)力學(xué)方程，對(duì)城市排水系統(tǒng)的排水能力、地面高程、地表植被覆蓋率及土壤性質(zhì)等因素進(jìn)行模塊化處理，并融入產(chǎn)匯流規(guī)則。為加快模型的運(yùn)算速度，本文簡化了單元水流分配規(guī)則，在保證精度的前提下，盡可能真實(shí)地模擬降雨過程中城市排水系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。此方法克服了傳統(tǒng)二維淺水方程計(jì)算復(fù)雜、時(shí)間成本高的難題。

2.3.3" 管網(wǎng)一維模型

排水管網(wǎng)模型能夠模擬和預(yù)測排水系統(tǒng)在不同降雨條件下的表現(xiàn)，識(shí)別潛在的瓶頸和問題區(qū)域，并用于分析和評(píng)估內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)，支持災(zāi)害預(yù)警和應(yīng)急響應(yīng)策略的擬定。本文采用動(dòng)態(tài)鏈接庫（DLL）耦合WCA2D模型和SWMM模塊的方法構(gòu)建管網(wǎng)一維模型。其中，WCA2D模型為二維地表概念模型，用于模型城市地表水動(dòng)力過程；SWMM模塊為一維模型，用于模擬管網(wǎng)的水動(dòng)力及地表水文過程。通過引入物理限制，本文在采用概念模型的基礎(chǔ)上保留了傳統(tǒng)模型的優(yōu)點(diǎn)，避免了復(fù)雜的淺水方程計(jì)算，從而提高了運(yùn)行速度精度，能夠清晰表達(dá)積水深度、水流方向等信息。

如圖4所示，該方法通過調(diào)整降雨的重現(xiàn)期，能夠模擬不同降雨條件下區(qū)域整體排水管網(wǎng)系統(tǒng)的管道負(fù)荷狀態(tài)，計(jì)算溢流檢查井和超負(fù)荷管道占比。同時(shí)，可依據(jù)模擬結(jié)果和管網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析排水能力不足的原因和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，如下游頂托、管道淤堵等，并對(duì)管網(wǎng)提出整改建議。

2.3.4" 河道一維模型

我國城市排水管網(wǎng)大多與河道連通，極端降雨條件下，大量匯水迅速進(jìn)入河道，導(dǎo)致河道水位抬升，甚至出現(xiàn)河道頂托、倒灌現(xiàn)象。這些現(xiàn)象使得排水管網(wǎng)排水能力下降，加劇城市內(nèi)澇災(zāi)害。因此，在城市防洪工作中，河道水位預(yù)報(bào)對(duì)維護(hù)城市水安全具有重要意義[10]。

河道模型能夠模擬河道在不同降雨條件和流量下的行為，預(yù)測洪水發(fā)生的潛在可能和影響，幫助制定有效的洪水管理和應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃。同時(shí)，建?？梢栽u(píng)估不同河道疏浚、堤壩建設(shè)等設(shè)計(jì)方案的效果，優(yōu)化設(shè)計(jì)以提高河道的排洪能力和穩(wěn)定性。

本文采用河道一維模型的方法，基于高程數(shù)據(jù)構(gòu)建研究區(qū)域河道模型，并設(shè)定區(qū)域糙率、水深、曼寧系數(shù)等基本參數(shù)和邊界條件實(shí)現(xiàn)模型初始化。通過實(shí)測上游流量數(shù)據(jù)計(jì)算研究區(qū)域河道水位高度變化。如圖5（a）、圖5（b）所示，初始時(shí)刻，河流內(nèi)的水深低于岸邊的水深，隨著降雨開始，河流和岸邊的水深逐步增加（圖5（c）、圖5（d））。當(dāng)河道水位超過堤防高度時(shí)，發(fā)生洪水漫堤現(xiàn)象。之后，進(jìn)一步根據(jù)研究區(qū)域的DEM和水動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算洪水的流向、流速和水深、淹沒范圍、淹沒水深以及淹沒歷時(shí)等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

2.3.5" 內(nèi)澇動(dòng)態(tài)預(yù)測預(yù)警系統(tǒng)

本文結(jié)合廣東省防洪排澇的實(shí)際需求，兼顧大區(qū)域模型的構(gòu)建成本及實(shí)現(xiàn)效果，綜合考慮管網(wǎng)、河道、水庫和泵閘等相關(guān)要素，建立了集數(shù)據(jù)監(jiān)測、模擬仿真、預(yù)測預(yù)警、數(shù)據(jù)展示及決策建議于一體的綜合流域內(nèi)澇動(dòng)態(tài)預(yù)測預(yù)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用模型的系統(tǒng)分析和強(qiáng)大預(yù)測能力，提高了防汛指揮調(diào)度工作的前瞻性和準(zhǔn)確性，將傳統(tǒng)的被動(dòng)應(yīng)急處置模式轉(zhuǎn)換為主動(dòng)預(yù)警和風(fēng)險(xiǎn)防控，為制定防汛排澇方案提供了數(shù)據(jù)支持。

根據(jù)“整體把握，重點(diǎn)防控”的原則，本文為管網(wǎng)及河道模型建設(shè)提供了布設(shè)水位計(jì)、流量計(jì)、雨量計(jì)的參考依據(jù)。利用DEM對(duì)全域進(jìn)行建模，篩選易內(nèi)澇區(qū)域，并針對(duì)小范圍風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)獲取高精度DEM和土地利用數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)成本控制。利用高精度下墊面數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)、雨量數(shù)據(jù)等對(duì)模型進(jìn)行構(gòu)建及率定。如圖6所示，系統(tǒng)通過各模型的耦合實(shí)現(xiàn)城市整體內(nèi)澇預(yù)測預(yù)警。該系統(tǒng)模擬降雨強(qiáng)度、地表產(chǎn)匯流、排水系統(tǒng)排水等過程，識(shí)別不同雨強(qiáng)條件下的易澇區(qū)域，提前進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)排查與防控，從而有效降低內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)。

3" 應(yīng)用實(shí)效

本文將模型應(yīng)用在廣東省某地區(qū)，并根據(jù)模型預(yù)測結(jié)果，針對(duì)部分內(nèi)澇積水區(qū)域進(jìn)行了重點(diǎn)診斷排查。結(jié)果表明，導(dǎo)致該地區(qū)內(nèi)澇的主要原因包括管網(wǎng)排水能力不足、排水管網(wǎng)破壞淤堵、雨水涵養(yǎng)能力不足等?；谀M結(jié)果和現(xiàn)場實(shí)地調(diào)查，本文針對(duì)典型區(qū)域提出了相應(yīng)的處置建議和改進(jìn)措施。

3.1" 拓寬排水渠，優(yōu)化排水系統(tǒng)

在城鎮(zhèn)排水工程中，排水渠作為基礎(chǔ)設(shè)施之一，承擔(dān)著收集和引導(dǎo)降水的關(guān)鍵任務(wù)。迅速排除多余降水，降低洪澇積水的風(fēng)險(xiǎn)，防止因積水造成街道和建筑物的損害。然而，研究區(qū)的排水渠系統(tǒng)存在一定的問題。例如，部分路段上游排水渠的斷面尺寸為6 500 mm×2 700 mm，而下游的暗涵斷面則僅為4 000 mm×2 000 mm。這種斷面尺寸的不匹配導(dǎo)致下游暗渠的排水能力不足，發(fā)生滿溢現(xiàn)象，排水口被淹沒，進(jìn)而阻礙上游排水，導(dǎo)致匯水區(qū)出現(xiàn)積水問題。為解決上述問題，應(yīng)結(jié)合區(qū)域規(guī)劃與建設(shè)需求，協(xié)調(diào)相關(guān)單位，擴(kuò)寬受阻排水渠的斷面尺寸，提升過水能力，從而提高行洪能力，消除積水隱患，保障防洪排澇安全。

3.2" 整改雨水口，恢復(fù)排水路徑

在城市更新改造項(xiàng)目中，雨水口的填埋、雨連管的破壞以及下游管道的損壞，導(dǎo)致原有排水管道堵塞、變形，嚴(yán)重影響正常排水功能（圖7）。此外，雨污水管道的誤接現(xiàn)象也進(jìn)一步削弱了排澇能力。在部分道路改造工程中，由于路面提升，導(dǎo)致雨水箅子高度增加，沿線路面的雨水收集功能受到影響。針對(duì)上述問題，需對(duì)施工單位及相關(guān)責(zé)任單位進(jìn)行警示，督促其盡快整改，恢復(fù)受損管道，以消除積水隱患，保障汛期人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。

3.3" 規(guī)劃匯水區(qū)，落實(shí)配套建設(shè)

部分路段的雨水箱涵負(fù)責(zé)收集沿線兩側(cè)地塊的雨水，由于匯水面積較大，加之周邊文化、商業(yè)建筑等建設(shè)逐步開發(fā)，大面積植被移除，城市硬化面積增大，導(dǎo)致雨水涵養(yǎng)能力下降，地表徑流增大。這種變化使得雨水箱涵及下游排水渠在雨天時(shí)的排水壓力驟增，易導(dǎo)致周邊小區(qū)及路面出現(xiàn)積水。此外，下游雨水匯入排水渠時(shí)，容易引發(fā)排水渠上游段壅水，進(jìn)一步加劇上游小區(qū)及路面的積水問題。為有效解決上述問題，應(yīng)充分考慮地塊開發(fā)及配套道路建設(shè)，重新評(píng)估雨水箱涵及其下游排水管渠的整體承載能力，優(yōu)化排水系統(tǒng)，保障周邊居民安全。

4" 結(jié)論

本文以廣東省某城市街道為研究區(qū)域，從模型構(gòu)建、技術(shù)創(chuàng)新、實(shí)際應(yīng)用等方面，探討了降水、地表產(chǎn)匯流、排水管網(wǎng)運(yùn)行、河道響應(yīng)一體化綜合預(yù)警和防澇體系的實(shí)現(xiàn)過程。提出了綜合性城市雨洪預(yù)測與預(yù)警模型，集成實(shí)時(shí)降雨預(yù)測、高精度氣象數(shù)據(jù)和先進(jìn)的模擬技術(shù)，顯著提高了城市洪水預(yù)測的準(zhǔn)確性和預(yù)警能力。借助模型的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)了該區(qū)域在暴雨條件下的積水內(nèi)澇原因，及時(shí)消除了城市排水系統(tǒng)建設(shè)和城市更新過程中存在的隱患，并提出了相應(yīng)整改措施。同時(shí)，本文的研究內(nèi)容為城市內(nèi)澇防控和風(fēng)險(xiǎn)管理提供了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和建議，有助于應(yīng)對(duì)日益復(fù)雜的城市內(nèi)澇挑戰(zhàn)，簡要概括如下。

1）通過實(shí)時(shí)監(jiān)測和數(shù)據(jù)整合，提供了關(guān)于水流負(fù)荷和排水能力的詳細(xì)信息，對(duì)于改善城市排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)和增強(qiáng)系統(tǒng)排水能力具有重要意義，也支持了更加有效的應(yīng)急響應(yīng)措施。

2）模型結(jié)合了短期降雨預(yù)測與先進(jìn)的模擬技術(shù)，基于高精度氣象數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，預(yù)測降雨量和強(qiáng)度，為城市洪水管理提供了更為準(zhǔn)確的預(yù)警。該方法顯著提升了對(duì)內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測準(zhǔn)確性，并增強(qiáng)了對(duì)未來強(qiáng)降雨事件的應(yīng)急響應(yīng)能力。

3）采用的表面徑流二維模型和排水網(wǎng)絡(luò)一維模型的集成，考慮到地形、土地使用和土壤類型等因素，全面模擬了產(chǎn)匯流行為，并對(duì)內(nèi)澇動(dòng)態(tài)有了深入理解，提高了內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估精度，有助于優(yōu)化排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和管理方案。

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