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数字排水（DigitalWater）模块一：雨水管网溢流管理
赵冬泉1,2，盛政1，王浩正1，王婧1，陈吉宁2
（1 北京清华城市规划设计研究院环境与市政所，北京 100084，2 清华大学环境科学与工程系，北京 100084）
摘要
近年来，我国城市局地性暴雨事件频发，且来势猛、速度快、历时短、难以准确预报，常造成较严重的突发性洪涝灾害，对城市的正常运转带来较大影响。本文介绍了基于第四代管网管理技术开发的数字排水（
DigitalWater
）平台中特别针对城市洪涝灾害开发的雨水管网溢流管理专业应用模块。该模块以构建
“
集中管理、结构完整、功能全面、反应灵敏、运转高效
”
的数字化城市雨水管网溢流管理体系为目标，为最大限度地避免和减轻洪涝灾害损失提供数据支持，从而全面提升城市的防汛应急管理水平。
关键词
数字排水；
DigitalWater
；雨水管网；溢流分析；动态模拟
1雨水管网管理现状和解决方案
近年来，我国城市雨水管网溢流和排水不畅事件频发。2004年7月，北京市遭遇暴雨后，城区数百路段和小区发生积水，有的地区出现交通、电力中断情况，严重影响人们的出行和正常的生产生活。2008年6月，南方很多城市（包括广州、东莞、桂林、柳州等）遭暴雨袭击，造成严重的城市洪涝灾害，对社会秩序、城市功能、环境与资源等造成不同程度的破坏，给人民生活、经济社会发展和城市正常运转带来较大影响。造成我国城市洪涝灾害频发有城市发展、自然气候变化、排水系统不完善、人为造成管道堵塞和排水管网管理运营水平低效等原因。
图
1
立交桥积水及调度方案示意图
通常遇有大暴雨时，主要依靠人工巡视道路获取积水水情并通过经验主观判断排涝、分洪方案。使得防汛排水部门无法在短期内全面掌握城区道路的积水状况，影响了排水效率。如上图所示，当暴雨发生时，立交桥西南部（图中圆形显示为积水点）由于排水管网的结构原因加上地势低洼发生检查井溢流，导致严重积水，从图上可以看出有四种分洪方案可供选择，但是，并不是所有方案都是可行的，例如，方案1中的河流水位本已很高将危及周围的建筑及其它排入管网的倒灌，方案4处可能由于上游的低洼地势已经造成了满管，方案2和3则可能导致其他地区更严重的洪涝灾害，当这些区域有重要建筑时则不适合采用方案2或方案3。此时，传统的依靠主观判断的排水系统排涝、分洪方案确定方法在应对防汛抢险等危机紧急事件的快速处理过程中已经显得苍白无力，不能有效的解决雨水管网溢流和排水不畅导致的种种问题。实时监测技术和管网模拟技术的发展为提前预知和及时分析管网内部水流特征提供了数字基础。利用实时获取的监测雨量输入排水管网模型进行模拟预测排水系统各个检查井、管道的水流特征。各级排水管理单位和排水决策部门通过在第一时间获取的预测水量信息，当预测到溢流等情况时可通知相关工作人员及早做好应急准备，必要情况下启动相应级别的防汛预案，及时制定分洪方案和泵站运行模式，包括分洪去向选择和泵站开车情况、流量大小的确定。实现“积水少、退水快”的防汛应急目标。管理部门还可将预测结果通过手机或网络的形式及时发布出去，为人们的出行提供信息，充分体现现代城市管理中“以人为本”的思想。
因此，只有采取信息化的管理手段对城市雨水管网数据进行统一管理、利用专业模型对雨水管网溢流状况进行分析诊断，才能提高城市雨水管网的管理和应急水平。数字排水（DigitalWater）平台采取统一的排水管网综合管理数据库体系对大量雨水管网数据和监测数据进行有效管理维护，并利用先进的排水管网模型对城市雨水排除系统进行动态模拟计算，具有多界面的模拟结果动态展示和自动生成报表的功能。为了便于用户更方便、快捷的对雨水管网溢流进行管理，在数字排水（DigitalWater）平台中对各种专业功能进行了集成开发，构建了可流程化操作的雨水管网溢流管理应用模块，从而辅助管理者对暴雨发生时城市雨水排除系统的溢流情况进行块色的分析和处理，为制定城市暴雨应急管理预案和应急事故快速抢险提供详实的数据支持。下面通过案例介绍溢流分析模块的应用过程。
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本帖最后由 jvivienned 于 2009-2-26 09:59 编辑 ]
全部回复（3 ）
只看楼主 我来说两句-
jvivienned
沙发
数字排水主页：
http://digitalwater.cn
2009-02-26 11:00:26
赞同0
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jvivienned
板凳
3 雨水管网溢流管理技术路线
2009-02-26 09:57:26
赞同0
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数字排水（DigitalWater）平台的雨水管网溢流管理模块在城市雨水管网溢流管理中的应用主要两个阶段（见图1）。（1）不同降雨情景分析阶段，在该阶段通过对不同重现期、不同雨型的降雨情景进行动态模拟，全面掌握不同暴雨情景时雨水管网系统的溢流特征，为城市制定防洪排涝应急预案提供数据支持；（2）利用实时监测数据进行模型优化和模拟预报，通过监测的降雨数据和流量数据对模型参数进行不断的修正，使模型的可靠性逐步提高，以支持城市防汛和应急抢险的相关预测分析。
图 6 雨水管网溢流管理工作流程
由上图所示，该模块实现了雨水管网溢流的流程化管理与分析，流程简单、明确，所得结果全面，可用于各级排水管理部门进行雨水管网的溢流管理。
4 结论与建议
随着我国城市化进程的加快，城区不透水面比例增大，暴雨径流量随之增加，雨水管网溢流和城区地表积水及发生水浸的风险不断升高。一旦发生雨水管网溢流和水浸事件，将对社会秩序、城市功能、环境与资源等造成不同程度的破坏，给人民生活、经济社会发展和城市的正常运转带来较大影响。基于数字排水（DigitalWater）平台的雨水管网溢流管理模块对城市雨水排除系统进行专业的分析和模拟，有助于用户全面掌握排水管网系统在不同降雨情景下的溢流位置、溢流量和溢流时间，实现了雨水管网溢流管理的定量化、信息化和网络化，可用于对排水管网系统的排水性能进行总体评价和瓶颈识别，以制定城市防洪排涝应急预案，及时预报检查井溢流造成的积水及排除情况，对提高城市雨水排除系统的应急管理水平具有重要的意义。
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