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SWMM模型在城市雨洪中的应用研究
 
 
刘恺华
摘要：以南阳市城区为研究对象，结合城区下垫面条件、不透水陆面特点以及下凹式绿地建设等，利用城市暴雨洪水管理模型（SWMM）研究其对城市建成区的暴雨洪水效应，为水生态文明试点城市建设和海绵城市建设提供参考。
关键词：城市雨洪管理；SWMM模型；雨洪效应；海绵城市建设
1、研究区概况
本文以南阳市为研究对象，以南阳市地形为出发点，考虑降雨、截留和入渗、蒸散发、地下水等影响城市降雨径流形成的因素，分析南阳市洪水的形成，对南阳市海绵城市的建设具有一定的指导和参考价值。
2、原理方法
暴雨洪水管理模型（SWMM）是美国环境保护署（USEPA）1971年开发并公开发行的一个动态降雨径流模拟模型，主要用于对城市某一单一或长时间序列降水事件的水量和水质进行模拟。在世界范围内广泛应用于城市地区的暴雨洪水、合流是排水系统、排污管道以及其它排水系统的规划、分析和设计，在非城市地区也广泛应用。

在SWMM模型中，一般将一个流域划分成若干子流域，根据子流域的特点，分别计算其降雨径流过程，最后通过全流域各个子流域的降雨径流过程，计算出流域合成的降雨径流过程。根据南阳市的城市统计部门提供：%，半透水（混合）%，%的建设特点，将其市区根据不同的下垫面因素，概划为不同的子流域。

1、坡面汇流及河沟汇流。根据城市集水面积资料，地理位置的几何特征，区域内的坡度、糙率、地面入渗率，采用曼宁公式及马斯京根河道洪水演变过程而求得。
2、城市管网汇流。根据不滞流透水面积，城市管网分段直径，区域的降水量，采用圣维南方程组求得，主要考虑城市的硬化率、城市管网的分段直径、坡度、管网水深、长度、摩阻坡度等。
3、城市综合排洪。综合考虑城市天然透水面积而产生的坡面汇流及河沟汇流：城市不滞流透水面积及城市的硬化率产生的城市管网汇流，根据城市河网结构，采用马斯京根河道洪水演变过程，综合考虑得出城市综合排洪。
本研究区域的SWMM模型的建立，从而分析区域的SWMM模型降雨径流包括坡面汇流、河沟汇流、城市管网汇流最后形成综合城市排洪过程。

1）、排放口出流实测
近2 0年南阳城区共发生10次大洪水，发生城市内涝10多次，主要有2 000年、2009年、2010年三次大洪水较为典型，以2000年大水为例。
（1）降水量：2000年7月4日南阳市突降大到暴雨，， m，，（见下图南阳医圣祠站降水量过程柱状图）。
（2）径流量：经资料综合分析，确定前期土壤含水量为40mm，历年实测北部涌河最大流量420立方米每秒，中心城区的梅溪河最大流量580立方米每秒，温凉河最大流量380立方米每秒，下游水文站测得最大流量3240立方米每秒。
（3）洪水分析：以2000年“704”洪水为例进行分析，此次雨洪具有雨量大、强度大的特点。从7月3日2时开始降雨到20时，，除中心城区有少许积水外，其余无积水现象；20时至22时，整个南阳市降下大暴雨，