平原城市高度建成區暴雨內澇模擬及防治研究

摘要：針對平原城市高度建成區暴雨引發的城市內澇問題，以珠三角城市東莞市為例，基于MIKE FLOOD平臺，利用MIKE URBAN、 MIKE 11和 MIKE 21構建了城市內澇耦合模型。同時，結合歷史暴雨事件提出一種長歷時暴雨設計雨型，分析50 a一遇設計降雨重現期下東莞市中心城區暴雨內澇過程和積水特征，提出改善“大排水系統”排水能力的內澇治理措施并評估其實施效果。結果表明：東莞市中心城區內澇的主要原因為河道水流頂托及道路排水不暢，河道拓寬整治結合道路豎向調整可使管網溢流程度降低45%，內澇淹沒面積減小73%。提高研究區內河、道路排水通道等“大排水系統”的排水能力對改善研究區域的內澇現狀效果顯著。研究成果可為平原城市高度建成區的內澇治理提供技術支撐。

關 鍵 詞：內澇防治； 長歷時設計暴雨； 大排水系統； 內澇耦合模型； 高度建成區； 平原城市

中圖法分類號： TU992 文獻標志碼： A DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.02.003

0 引 言

隨著全球氣候變暖趨勢的加劇和城市化進程的加快，暴雨洪澇災害發生頻率增加，成為影響城市正常運行和發展的重要因素［1-3］。據統計，截至2021年，全國有超過360座城市因強降雨造成內澇災害，其中52座城市出現嚴重內澇多達73次［4-5］，造成的直接經濟損失達千億元。可見，暴雨內澇已嚴重威脅人民正常生活，給國家和社會造成嚴重人員傷亡及財產損失［6-8］。因此，科學認識城市暴雨內澇災害形成機理并且形成可推廣的內澇治理模式已成為中國城市內澇防治工作的研究方向和亟待解決的現實問題。

城市內澇是一種多時空尺度的水文過程，暴雨是引發內澇的直接原因，同時地面匯流、管網排水、河流行泄等因素也會影響內澇災害的形成［9］。另外，城市建成度高、開發強度高、更新需求高，地面墊層不透水面積逐漸增大，使得雨水洪峰提前、徑流量增大，也是引發城市內澇的重要原因。目前，在城市暴雨內澇領域的研究主要集中在城市內澇過程機理分析［10］、內澇成因分析［11］、城市內澇模型改進與應用［12-13］以及城市內澇風險評估［14-15］等方面。已有學者發現不同雨型會導致內澇淹沒范圍和水深產生較大差異，且以往研究采用短歷時降雨居多［16］，實際極端暴雨則大多為長歷時過程。因此，在研究高重現期暴雨內澇災害時，采用短歷時降雨可能會導致內澇模擬結果與現實情況不符。此外，針對內澇防治的研究主要涉及蓄排設施建設、雨水管渠改造、LID措施等方面［17-18］，雖然在不同程度上改善了城市內澇，卻忽視了城市主干排澇通道在內澇防治中的重要性。如今，僅依靠雨水管渠排水無法完全解決城市內澇問題已經成為共識，研究者們認為“大排水系統”是解決城市高度建成區內澇問題的關鍵［19］。車伍等［20］提出當前內澇防治關注點集中在雨水管網設計標準上，缺乏對不同條件下致澇原因的甄別以及系統考慮。黃勇等［21］認為“大排水系統”因其排蓄過程的開放性，極易引發溢流失控、交通中斷或城市用地滯水等級聯效應，是城市內澇問題的關鍵誘因之一。中國關于“大排水系統”的研究和實踐仍處于相對空白的階段。盡管有學者已經開展了“大排水系統”受城市復雜地形與復雜地表徑流環境影響下的定性分析研究［22］，但精細化定量模擬研究多集中在以雨水管渠為主的“小排水系統”；關于城市“大排水系統”的定量精細化模擬研究較少，對于如何通過保障“大排水系統”排水通暢性來預防與治理城市內澇災害仍認識不足。

本研究選取外江內河密集、易受風暴潮洪侵襲且城市建設強度大的珠三角平原城市——東莞市中心城區為研究對象，基于MIKE FLOOD平臺構建包括一維雨水管網模型（MIKE URBAN）、一維水系模型（MIKE 11）和二維地表漫流模型（MIKE 21）的東莞市中心城區內澇耦合模型。提出一種50 a一遇24 h長歷時設計雨型用于分析東莞市中心城區內澇積水特征，探討基于改善“大排水系統”排水能力內澇治理措施的實施效果，以期為珠三角平原城市高度建成區的內澇災害防治工作提供科學依據和技術參考。

1 研究區域和數據

1.1 研究區概況

研究區位于東莞市中心城區某中央商務區，片區總面積約2 100 hm2，地勢北低南高［23］，屬亞熱帶季風氣候，多年平均降雨量為1 766 mm［24］。片區內新基河自南向北匯入東引運河，城市建設開發強度大、人口密度高，屬于典型的高度建成區，當遭遇暴雨時易發生內澇災害［25］。根據管網流向及地勢分布將研究區劃分為5個雨水分區，具體如圖1所示。

1.2 數據來源

模型構建所需數據包括研究區排水管網數據、遙感影像數據、地形及土地利用數據、降雨及運河水位數據等。排水管網數據及運河水位數據來源于東莞市水務局，遙感影像數據、地形及土地利用數據均來源于東莞市自然資源局，降雨數據由東莞市氣象局提供。將以上基礎數據處理后得到模型構建所需的基礎成果，如圖2所示。

2 研究方法

2.1 模型構建

基于MIKE FLOOD平臺集成MIKE URBAN、MIKE 11和MIKE 21模型，構建城市內澇耦合模型，模型耦合方法如圖3所示。利用MIKE URBAN輸入檢查井標高、管道標高以及管徑等基礎數據構建城市一維雨水管網模型；運用MIKE 11對新基河進行概化，總長約6 km，并根據實地測量成果輸入斷面資料，構建城市一維河網模型；使用MIKE 21將研究區作為對象，以精度為1∶500地形圖為原始高程數據，通過ArcGIS對計算區域地形進行離散處理，計算精度為5 m×5 m，并對現狀建筑物、道路進行相應處理，構建城市地表二維漫流模型。最后在MIKE FLOOD平臺中耦合MIKE URBAN、MIKE 11與MIKE 21三個子模型，構建一維-二維耦合模型。在本研究中，新基河河口水位邊界采用與設計降雨同頻的遭遇（50 a一遇），根據東莞市內澇防治工作要求，新基河河口水位采用3.48 m的固定水位。

2.2 模型率定

為提高模型精確度，選取東莞市中心城區2023年4月19日、2023年6月24日2場實測降雨數據和檢查井水位監測數據，對構建的城市暴雨內澇耦合模型進行率定驗證。檢查井水位模擬結果如圖4所示。

由圖4可知，研究區模擬水位與實測水位的峰現時間偏差均小于1 h，峰值水位相差均低于15%，2場暴雨模擬納什效率系數NSE值均大于0.7，表明參數及模型合理［26-27］。由于2場降雨事件所導致的實際易澇點相同，而6月24日的降雨強度較大，且持續時間更長，因此對2023年6月24日降雨數據進行二維淹沒模擬。6月24日暴雨歷史淹沒情況實測與模擬積水情況如圖5所示。由圖5可知，內澇淹沒嚴重區域與實際發生易澇點位置一致，淹沒深度與現場實際情況接近。因此，本文構建的城市暴雨內澇模型能夠較為真實地反映積水點實際情況，模型可靠且合理。

2.3 設計暴雨過程

目前東莞市常用的降雨雨型為Keifer amp; Chu雨型（芝加哥雨型），Keifer amp; Chu雨型受歷時的限制，一般適用于2 h短歷時降雨研究［28］。而GB 51222-2017《城鎮內澇防治技術規范》規定城市內澇防治工作宜采用24 h長歷時設計暴雨過程線［29］，并且Keifer amp; Chu雨型在一定情況下存在低估內澇的風險［30］，因此東莞市所用的Keifer amp; Chu雨型不適合長歷時降雨時程分配。東莞市中心城區內澇防治設計重現期為50 a，為提出一種符合當地實際的50 a一遇24 h長歷時設計暴雨過程，本次研究利用東莞市氣象站1960～2015年的雨量記錄，挑選出24 h降雨量最大的前10場降雨，結合當地水務部門對雨型研究成果，參考水利排滯設計雨型的雨峰位置，采用同頻率分析方法確定24 h長歷時設計降雨過程線與雨型分配比例，結果見圖6。根據東莞市暴雨強度公式［23］分別計算出5，15，30，45 min和1，1.5，2，3，4，6，12，24 h的降雨量（50 a一遇），采用5 min降雨量匹配在雨峰的位置，其他時刻降雨量按照分配比例系數類推，即可獲得設計雨型的降雨過程線，如圖7所示。

由圖7可知，在東莞市50 a降雨重現期情況下，24 h降雨過程中，降雨強度隨時間變化表現為先增加后降低，當降雨發生至9 h時降雨強度達到最大，為24.81 mm/5 min，累積降雨總量為354 mm。同時，將模型邊界處河道洪峰流量與水利傳統方法計算的洪峰流量進行對比，作為該設計雨型的驗證條件，對比50 a一遇降雨重現期下的洪水流量，結果見表1。可知，研究區在遭受同頻降雨時，模型計算成果與傳統水利方法計算成果相近。本文所提出的24 h長歷時設計暴雨過程既綜合了水務部門的雨型應用成果，又與短歷時雨型應用成果相協調，因此，該雨型可用于東莞市50 a一遇24 h長歷時設計降雨重現期下的內澇模擬研究。

3 內澇模擬結果與分析

3.1 河道過流能力分析

本次研究模擬了新基河50 a一遇24 h長歷時降雨下的水位變化過程，河道的峰值水面線如圖8所示，沿程峰值水位見表2。總體來看，新基河現狀排水能力較弱，上游宏偉路（里程2 280 m）處峰值水面線達到了10.83 m，水面線超過地面1.83 m。下游富民商業街暗渠段（里程4 500～6 000 m）為有壓流，峰值水面線均超過渠頂高程，整體排水不暢。經水力分析計算，新基河下游河口處的現狀過流能力為137.38 m3/s，遠低于河口匯流洪峰流量174.8 m3/s，排水能力不足。新基河沿途建設有較多構筑物，對河道的過流產生一定阻水作用，并且下游暗渠段受外江50 a一遇水位頂托影響，進一步影響新基河整體的排水通暢性。

“大排水系統”可分為“排放設施”與“調蓄設施”，河道、道路等地表徑流行泄通道屬于“大排水系統”中的“排放設施”［31］。新基河作為研究區主干澇水行泄的通道之一，其水位過高會對沿線排入的管道造成頂托現象，從而間接影響雨水管網系統的排水通暢性。同時部分河段峰值水位超過地面高程，不僅影響道路積水的匯入，還存在溢流風險，內澇程度將進一步加深。

3.2 地面內澇積水特征分析

管網充滿度通常用于判斷管網排水能力是否滿足要求，當充滿度大于1時，表明管道超負荷運行；淹沒水深和淹沒時間通常用于表征內澇積水產生的風險程度［32］。GB 50014-2021《室外排水設計標準》指出中心城區內澇防治設計重現期下最大允許退水時間為1～3 h，道路積水不超過0.15 m［33］。利用本文建立的城市暴雨內澇模型模擬研究區50 a一遇24 h長歷時降雨條件下各節點處管網的運行情況和地表淹沒情況，根據二維淹沒模擬結果，參考GB 51222-2017《城鎮內澇防治技術規范》［29］、GB 50014-2021《室外排水設計標準》［33］以及東莞市內澇防治工作要求，將淹沒水深劃分為0.15～0.30 m，0.30～0.50 m，0.50～0.80 m，gt;0.80 m四個區間。得到超負荷運行狀態下的管網運行分布如圖9所示，地面豎向分布如圖10所示，淹沒水深及淹沒時間如圖11所示。

通過模擬結果發現研究區充滿度大于1的管渠共有2 218根，占管渠總數的57%。由圖9可知，超負荷運行管網多分布于新基河兩側，途徑富民商業街、新基社區最終匯入新基河中。匯入新基河的充滿度大于1的管網占充滿度大于1管渠總數的56%。結合3.1節中的分析可知，新基河整體排水能力不足，河道峰值水位過高，對周邊匯入的管網內水流產生了頂托作用，從而導致雨水系統發生溢流。由圖10可知，研究區道路豎向總體為南高北低，但部分主干路如環城南路、莞太路存在地勢低洼點；結合圖9可知，地勢低洼點附近管渠多為超負荷運行，當上述管渠發生溢流時，低洼點道路積水無法順利自流至下游受納水體或調蓄設施。此外，由圖11可知，研究區各區域均出現了不同程度的積水現象。從淹沒水深來看，研究區最大淹沒水深超過0.15 m的面積有104.91 hm2，其中退水時間大于1 h 的面積為84.12 hm2，占總淹沒面積80.18%，表明有19.82%的淹沒面積能在1 h以內退水，不構成內澇標準。部分內澇區域最大淹沒水深超過0.80 m，該部分面積為43.32 hm2。從淹沒時間來看，淹沒時間隨著淹沒水深的增加而增加，最大淹沒水深超過0.80 m的區域，淹沒時間均超過3 h。根據東莞市內澇防治工作要求，將中心城區淹沒水深超過0.80 m，退水時間大于3 h的區域視為內澇高風險區。因此，本研究區域內的莞太路、環城路、富民步行街、新基社區、CBD、宏偉路等區域均屬于內澇高風險區，其內澇淹沒情況見表3。由表可知，內澇高風險區的淹沒總面積達到了68.63 hm2，占淹沒面積（退水時間大于1 h）的81.58%。可見，研究區大部分的地面澇水由高風險區域所產生。

通過上述分析可知，研究區在50 a一遇24 h長歷時設計降雨下，地表淹沒大部分由內澇高風險區域所產生，且內澇高風險區多分布在沿新基河兩側及道路低洼地段，一方面由于沿河雨水管渠受新基河河道水位頂托作用，造成雨水系統排水不暢；另一方面由于城市開發強度大，雨水匯流速度快，道路存在低洼點將導致道路積水不易排除，最終形成內澇。在較大降雨發生時，降雨強度超出雨水管渠的承載能力，傳統的“小排水系統”無法滿足排澇要求，此時“大排水系統”對于多余地面積水的排除至關重要。劉克臻等［34］研究發現，道路路面也可轉變為澇水行泄通道，用于排除超出管網承載能力的雨水。在本研究范圍內，新基河是最主要的大排水系統，主干道路同樣屬于大排水系統的重要通道。

4 內澇防治方案優化研究

目前關于內澇防治措施的研究多集中在雨水系統改造、調蓄強排以及低影響開發等［35-36］。由于城市高度建成區開發強度大、建筑密集等因素，雨水管渠改造難度大，成本高，而且僅依靠管渠等“小排水系統”難以完全解決城市內澇問題。結合上文對東莞市中心城區內澇成因分析結果，提出“新基河河道拓寬整治結合道路豎向調整”等改善“大排水系統”排水能力的優化方案，并分析實施效果。

4.1 方案設計

基于提高“大排水系統”排水能力的內澇治理模式，研究方案包括新基河河道拓寬整治及道路豎向調整。新基河拓寬整治措施以河道設計過流能力為依據，包括上游河段整治、局部卡口改造、下游暗渠拓寬。宏偉路橋涵（里程1 000 m）改造為2孔5 m×5 m的橋涵；宏偉二路至CBD河段河長700 m，將其拓寬4～6 m；宏偉七路至宏偉二路為暗渠，長約650 m，對其清淤至硬底，清淤厚度約0.30 m。富民步行街暗渠部分，控制斷面尺寸為24 m×4.50 m，具體新基河河道斷面控制尺寸見表4。道路豎向調整措施為對環城南路雅園橋底、莞太路立交橋底低洼點進行適當填高，保障道路縱坡不低于0.4 %，引導道路積水有組織地順坡流入受納水體及調蓄設施，避免在低洼處形成內澇積水。

4.2 效果評估

方案實施結果如圖12～14所示。由圖12可知，在50 a一遇24 h長歷時設計降雨下新基河峰值水位顯著降低，上游宏偉路（里程2 280 m）處峰值水位由10.83 m降低至7.57 m，低于地面高程（9.00 m），下游暗渠段（里程4 500～6 000 m）均為無壓流，沿線水位均未超過岸線高程，水安全得到保障。結合圖13可知，新基河沿線兩側管網均未超負荷運行，充滿度大于1的管渠數下降45%，可見新基河水位下降能夠大幅度降低對管渠水流的頂托影響，提高管渠的排水通暢性。經模型統計，方案實施后6個內澇高風險區（淹沒水深gt;0.15 m，淹沒時間gt;1 h）面積共減少了61.40 hm2。整體來看，研究區域內澇總面積為22.72 hm2，相比方案實施前下降了73%。由圖14可知，6個內澇高風險區域均未出現大規模內澇積水現象，優化方案對研究區內澇的治理效果良好。

以上結果表明，通過改善研究區內河、道路排水通道等“大排水系統”排水能力，能夠有效減小內澇淹沒范圍，降低內澇淹沒風險等級。諸如東莞市等珠三角平原城市，河流水系較多，開發強度大，雨水管渠改造難度高，而河流整治、道路豎向調整等措施由于其占地面積小、可操作空間大等優點具有良好的可實施性。因此，保障內河涌以及道路等主干行泄通道的排水通暢性，是解決珠三角平原城市高度建成區內澇災害問題的有效措施。

5 結 論

以珠三角平原城市東莞市為例，基于MIKE FLOOD平臺構建包括MIKE URBAN、MIKE 11和MIKE 21的城市內澇耦合模型，并提出了一種50 a一遇24 h長歷時設計雨型用于分析東莞市中心城區內澇積水特征，評價優化方案實施效果。主要結論如下：

（1） 基于MIKE FLOOD平臺構建了東莞市中心城市內澇模擬耦合模型，經驗證該模型具有良好的適用性、可靠性；采用同頻分析法提出了一種50 a一遇24 h長歷時暴雨過程，能夠用于長歷時設計降雨下的內澇模擬。

（2） 東莞市中心城區內澇原因主要為河道水流對管渠水流頂托嚴重且道路排水不暢，河道拓寬整治和道路豎向調整可使河道峰值水位顯著下降，管網溢流程度降低45%，內澇淹沒面積減小73%，內澇治理效果良好。基于改善“大排水系統”排水能力的內澇治理模式對于珠三角平原城市高度建成區的內澇防治是有效且可實施的。

參考文獻：

［1］VAN RUIJVEN B J，LEVY M A，AGRAWAL A，et al.Enhancing the relevance of Shared Socioeconomic Pathways for climate change impacts，adaptation and vulnerability research［J］.Climatic Change，2014，12，2（3）：481-494.

［2］何昕宇，田文翀，張智宇，等.基于數據驅動的洪澇風險評估方法研究進展［J］.人民珠江，2022，43（5）：60-67.

［3］張建云，王銀堂，賀瑞敏，等.中國城市洪澇問題及成因分析［J］.水科學進展，2016，27（4）：485-491.

［4］朱穎蕾，于永強，俞芳琴，等.基于MIKE 21和MIKE Urban耦合的湖區平原城市內澇模擬應用研究［J］.中國農村水利水電，2018（10）：177-185.

［5］鄭濤，唐志芳，張敏.基于監測及排水模型的海綿城市小區建設效果評估［J］.中國給水排水，2022，38（9）：118-122.

［6］徐宗學，葉陳雷.城市暴雨洪澇模擬：原理、模型與展望［J］.水利學報，2021，52（4）：381-392.

［7］馬超，趙凱，齊文超，等.基于示蹤方法的沿海城市內澇防災方案研究［J］.水資源保護，2022，38（1）：91-99.

［8］欒震宇，金秋，趙思遠，等.基于MIKE FLOOD耦合模型的城市內澇模擬［J］.水資源保護，2021，37（2）：81-88.

［9］王晶，趙龍，吳輝，等.西南地區城市化進程加劇局地氣象條件的空間差異［J］.山地學報，2022，40（1）：120-135.

［10］徐宗學，陳浩，任梅芳，等.中國城市洪澇致災機理與風 險評估研究進展［J］.水科學進展，2020，31（5）：713-724.

［11］任梅芳，徐宗學，龐博.變化環境下城市洪水演變驅動機理：以北京市溫榆河為例［J］.水科學進展，2021，32（3）：345-355.

［12］GUO Y，QUAN L，SONG L，et al.Construction of rapid early warning and comprehensive analysis models for urban waterlogging based on AutoML and comparison of the other three machine learning algorithms［J］.Journal of Hydrology，2022，605：127367.

［13］QIN Z.The Rain-induced urban waterlogging risk and its evaluation：a case study in the central city of Shanghai［J］.Water，2022，14：14223780.

［14］鄭德鳳，高敏，李鈺，等.基于GIS的大連市暴雨洪澇災害綜合風險評估［J］.河海大學學報（自然科學版），2022，50（3）：1-8.

［15］LI C L，LIU M，HU Y M，et al.Spatial distribution patterns and potential exposure risks of urban floods in Chinese megacities［J］.Journal of Hydrology，2022，610：127838.

［16］賴成光，廖耀星，王兆禮.不同暴雨情景下的城市內澇響應特征分析［J］.水資源保護，2023，39（3）：101-108.

［17］孫波，謝水波，王志遠，等.基于多種LID模式的深圳市內澇防治研究［J］.人民長江，2020，51（6）：17-22.

［18］鄭愷原，李虹彬，向小華，等.地表及管網互饋聯合的城市內澇模擬模型：以江蘇省響水縣中心城區為例［J］.人民長江，2020，51（增1）：10-15.

［19］謝映霞.從城市內澇災害頻發看排水規劃的發展趨勢［J］.城市規劃，2013，37（2）：45-50.

［20］車伍，楊正，趙楊等.中國城市內澇防治與大小排水系統分析［J］.中國給水排水，2013，29（16）：13-19.

［21］黃勇，孫傲，朱芝錚，等.山地城市大排水系統級聯失效機制研究：以重慶市渝中區為例［J］.山地學報，2023，41（1）：115-128.

［22］黃華兵，王先偉，柳林.城市暴雨內澇綜述：特征，機理，數據與方法［J］.地理科學進展，2021，40（6）：1048-1059.

［23］吳斯文，張建明，涂青，等.東莞市宏遠片區內澇原因分析及整治方案設計［J］.給水排水，2012，48（3）：39-41.

［24］王成坤，黃紀萍.基于水力耦合模型的城市內澇積水特征與綜合防治方案研究［J］.給水排水，2018，54（增2）：112-114.

［25］姜曉岑，莫偉強，尹淑嫻.2017～2019年東莞城區內澇特征及與降雨關系分析［J］.廣東氣象，2021，49（1）：28-32.

［26］張金萍，張浩銳，方宏遠.基于SWMM和SCS法的城市內澇模擬及雨水管網系統評估［J］.南水北調與水利科技（中英文），2022，20（1）：110-121.

［27］郝金梅，趙沛龐，立軍，等.基于SWMM模型構建滄州市內澇水文模型［J］.中國農村水利水電，2020（2）：29-33.

［28］韓亞靜，吳澤寧，郭元，等.芝加哥雨型與城市災害性降水的比較研究［J］.人民長江，2022，53（5）：35-40.

［29］中華人民共和國住房和城鄉建設部，中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.城鎮內澇防治技術規范：GB 51222-2017［S］.北京：中國計劃出版社，2017.

［30］楊海波，李云飛，王宗敏.不同暴雨與城市化程度情景下城區內澇SWMM模擬分析［J］.水利水電技術，2014，45（11）：15-17.

［31］程小文，凌云飛，賈玲玉，等.城市大排水系統的規劃方法與案例實踐［J］.給水排水，2019，55（增1）：60-63.

［32］李國一，劉家宏.基于TELEMAC-2D模型的深圳洪澇風險評估［J］.水資源保護，2022，38（5）：58-64.

［33］中華人民共和國住房和城鄉建設部，國家市場監督管理總局.室外排水設計標準：GB 50014-2021［S］.北京：中國計劃出版社，2021.

［34］劉克臻，周艷莉，崔瀟龍.基于InFoWorks ICM模型的城市片區排水防澇方案優化研究［J］.給水排水，2023，59（3）：60-64.

［35］盧翔，金秋，趙思遠，等.平原區城市典型區域內澇問題研究：以湖南省華容縣為例［J］.人民長江，2020，51（9）：22-27.

［36］朱娛瑩，陳鵬.城市內澇災害居民風險認知及其影響因素研究［J］.水利水電快報，2021，42（12）：21-26.

（編輯：郭甜甜）

Simulation and prevention of urban waterlogging in highly built-up

areas of a plain city during torrential rainTAN Qingqian1，CHENG Fashun1，GAO Yang2，CAI Shuai1，WANG Xun2

（1.Power China Zhongnan Engineering Corporation Limited，Changsha 410014，China； 2.College of Environment，Hohai University，Nanjing 210000，China）

Abstract： For urban waterlogging caused by torrential rain in highly built-up areas of plain cities，a coupling model of urban waterlogging was constructed by using MIKE URBAN，MIKE 11 and MIKE 21 based on the MIKE FLOOD platform.Taking Dongguan City in Pearl River Delta as an example，a new long-duration designed storm was proposed based on historical rainstorm events to analyze the process of urban waterlogging and characteristics of flood inundation in the central urban area of Dongguan City under 50-year designed storm scenarios.Measures to improve the drainage capacity of \"major drainage system\" were suggested，and its effectiveness was evaluated.The results showed that the main causes of urban waterlogging in the central urban area of Dongguan City were river water jacking and poor road drainage.Combining river channel widening and road vertical adjustment could reduce the overflow volume of the pipe network by 45% and decrease waterlogging area by 73%.Improving the drainage capacity of \"major drainage systems\" such as rivers and road drainage channels has a significant effect on improving the waterlogging situation.The research results can provide technical support for the management of waterlogging in highly built-up areas of plain cities.

Key words： waterlogging control；long-duration designed storm；major drainage system；hydraulic coupling model；highly built-up area；plain city

收稿日期：2023-07-15；接受日期：2023-08-29

基金項目：中央高校基本科研業務費項目（B200204033）；江蘇省環洪澤湖生態農業生物技術重點實驗室開放課題項目（HZHLAB2301）

作者簡介：譚清乾，男，工程師，碩士，主要從事城市內澇治理、水污染防治理論與技術研究工作。E-mail：835574777@qq.com