一、项目背景
    2013年11月《成都市中心城建成区排涝能力提升规划》完成，首次采用仿真模拟的技术手段，划分了成都市中心城建成区雨水排水分区，评估了主城区内涝风险，锁定了中心城建成区内22个易淹区和51个易淹点；对曹家巷、衣冠庙、新光片区、人民公园、羊市街5个易淹区作为示范进行了精细化模拟，在错综复杂的雨水管网中诊断了系统薄弱环节，因地制宜地制定排涝能力提升工程措施。2014年5月《成都市中心城区排水（雨水）防涝综合规划》完成，进一步确定了包括外环以内119个内涝风险点。结合国务院关于10年内全面解决城市内涝问题的要求，成都规划局于2014年将10个易涝片区的排涝能力提升研究列为局级工作计划，并委托成都市市政设计院开展研究工作，期望推广应用仿真模拟手段识别各片区内涝风险，诊断积水内涝的主因，进而制定科学合理的工程措施，来提升各排水片区的排涝能力，消除内涝隐患，促进城市健康运行，提升城市形象。
    

    本项目中十个片区分别为永陵公园周边片区、石人片区、华兴片区、高朋大道周边片区、蜀都大道东段周边片区、紫荆片区、新华公园周边片区、董家湾片区、大业路周边片区及金牛大道周边片区。

   二、 项目内容

    成都规划局有着较好的管网信息系统平台，为精细模型构建提供了良好的基础数据支撑。我们完成了以下资料的收集、整理和分析：

    由规划局提供的研究区域内排水管网GIS资料，包括管线的空间位置信息及其相关属性信息，包括管径、管长、井底高程、井顶标高、管道埋深等。

    本项目中的10、20、50、100年一遇6小时设计暴雨及雨型来自于《成都市中心城建成区排涝能力提升规划》中对成都市暴雨规律分析的研究成果。此外，收集到了1971~2000年期间按年最大值取样法获取的最大5、10、15、20、30、45、60、90和120分钟的降雨量数据。

    收集到了研究区内地面高程点、道路背景、河网水系、建筑背景、下垫面影像资料。

    2.水里模型构建

    雨水系统模型是融合了水文学、水力学、数学、计算学和地理信息等多学科的仿真模拟技术，通常包括三个主要部分，即地表产汇流模拟、管渠水动力模拟和二维模拟。

    地表产汇流模拟是模拟降雨发生后，集水区地表进行洼地蓄水、入渗、蒸发和地表汇流的产汇流过程。管渠水动力模拟是模拟雨水地表汇流进入排水管渠再输运到受纳水体（河道、湖库等）的过程。二维模拟是模拟管渠发生溢流后与地表漫流相互影响共同排水的过程，亦可以模拟降雨到地表的自然汇流过程。

    雨水模型的网络由节点和连接组成。节点表示检查井、调蓄设施、排口等；连接表示排水管道、渠道、河道等。雨水管网多为树枝状分布，雨水从上游向下游排放，小雨时一般为无压非满管流；遇短历时大暴雨时，管道流量猛增，处于满管压力流状态；当管道排水能力不足时将产生超载致使检查井蓄水，上游管道出现壅水现象，甚至造成检查井溢流。

    当管网系统较为复杂、汇水面积较大时，雨水管网汇流是一个复杂的过程。水从上游向下游传输，不断汇集各支管的流量，沿管线和节点传输过程中峰值又会出现许多变动，下游向上游传达回水影响，在各管道节点之间产生一系列链状反应，流态复杂多变，需要采用动态的非恒定流系统分析方法来模拟排水系统的复杂水力状态，进而为问题分析和决策制定提供依据。

     3. 内涝风险评估
    《室外排水设计规范》（GB50014-2006）规定雨水管按满管流设计。管渠排水能力评估通过分析各管段是否产生满管流进行判断。利用各片区模型模拟2、3、5年一遇的设计暴雨下管渠水力状态，分析十个片区管渠排水能力的整体状况。

    模型结果表明：排水能力小于2年一遇的管网长度为197.3km，占总管长的百分比为85.97%；排水能力2-3年一遇的管网长度为2.9km，占总管长的百分比为1.26%；排水能力3-5年一遇的管网长度为2km，占总管长的百分比为0.86%；排水能力大于等于5年一遇的管网长度为27.3km，占总管长的百分比为11.9%。

    以华兴&蜀都大道东段&大业路片区为例，10、20和50年一遇降雨下的积水范围如下，片区遭遇10年一遇3小时设计降雨时有积水发生。片区遭遇50年一遇3小时设计降雨时，高人民中路一段、人民东路与东华门街路口、青年路、东府街、横丁字街、署末北二街太升南路出现多处积水地段，积水较深，达到0.25~0.5m，其余积水区域积水水深小于0.25m。

    4. 成因分析
    十个片区内涝改造方案的科学决策是建立在内涝成因的清晰诊断基础上。进行十个片区内涝诊断需要考虑两种情形：

   （1） 片区排水系统自身的排水排涝局限性分析，这是内因分析。这种情形下考虑排水片区的雨水系统可以自由出流，不受河道水位顶托的影响。

   （2） 片区排水系统同时遭遇本地暴雨和外洪影响。这种情形下排水系统的内因和外洪造成的外因共同影响片区排水。

    进行了各排水片区的内因分析，即分析各片区排水系统在自由出流下，片区遭遇50年一遇3小时设计暴雨下的积水成因。

    5. 十个片区排涝能力提升方案
    十个片区排涝能力提升措施在识别出各片区的内涝风险，诊断出内涝主导因素之后变得有的放矢；在此基础上结合每个片区的实际情况制定工程与非工程措施，包括管渠的新建或扩建、局部调蓄、下穿立交的强排以及低影响开发。

    三、主要结论
    在前期雨水系统排涝能力提升规划的基础上，基于详细模型分析手段为工程措施的拟定提供了科学的依据。本项目范围内十个片区的模型分析表明， 各个片区的现状排涝能力、积水风险程度、积水成因不同。本项目利用信息集成和仿真模拟的技术手段，识别出了十个片区的内涝风险，诊断了各片区雨水系统中瓶颈和形成内涝的主导因素，并结合每个片区的实际用地类型，因地制宜制定了提升片区排涝能力提升的工程措施，使片区能够有效应对50年一遇6小时设计暴雨。