
中国大力推进海绵城市建设,对城市里头的防洪排涝、黑臭水治理都取得了显著成效。将海绵设施的运行与维护与城市排水管网系统相结合,并利用智慧水利和智慧水务实时监测系统,使人们直观的了解城市排水的功能。水力模型是连接智慧水务和海绵城市的重要利器。
水力学模型的建立主要需要两大块数据。静态数据包括城市内的土地利用、街道排水系统、地形等;动态数据通常指天气环境、城市湖泊的深度和高度、排水系统的压力和流量、污水的水质。利用水力学模型对这些动态数据进行简单的预报,为城市水资源调度提供了方便。
1.水力模型简介
通过对城市下水道系统模型和河道模型的模拟和预测,为城市排水、防涝等工程提供更准确、直观的依据,是排水管网水力模拟工作的主要目标。
这一技术集地理信息系统(GIS)、数据库、在线监测、数据采集等技术于一体,可用于城市排水系统的现状评估、改造、规划和新建,也可用于预测暴雨对环境的影响,对城市排水系统进行数字化直观管理,具有速度快、时间短、准确、直观等优点。
2、水力模型优势
与以往的技术相比,水力模型技术的主要优点是:
动态:以往对排水管网的计算多为一次计算,常以最大值作为设计值,没有充分考虑降雨的动态变化过程,水力模型就是根据相关边界条件及参数,对整个降雨期的情况进行多次动态计算,提高模型精度,反映实际变化情况。
拟真:根据实际排水管网及附属设施的实际情况计算,能较真实地反映出泵站、闸门、调蓄池等构筑物的水力状况,而非经验估算。仿真结果可卫星图像结合,直观明了。
具体而言:在过去的计算方法中,许多数据和计算都不能具体化(如径流系数的变化对管道的具体影响),只能根据经验定性分析。水力学模型可以根据实际情况,详细计算相关变化情况,从而定量地具体分析。
易于场景模拟:水力管网模型建立后,可较方便地进行方案调整、情景模拟(如增加调蓄水面、改变部分管道的管径、坡度等)。管网模型在计算不同场景时,比传统方法节省了大量时间,更快地为改造方案提供了借鉴。
通过对水力模型的应用,实现智慧水务与海绵城市的链接,进一步打造城市智慧化。






