基于SWMM的滇池环湖截污干渠（东岸段）的截流能力及运行状况分析

摘要

为了保护滇池水环境,国家和地方政府相继对滇池污染的治理投入大量物力和人力,“九五”、“十五”及“十一五”期间实施完成的一系列重点治理工程已经构建起了滇池流域从源头控制到末端截污的控源截污主干工程系统框架,其干渠截污层次中,截污干渠的水量分析、运行调控对整个截污系统至关重要。为了预测城市化后截污干渠的容纳能力变化、充分发挥截污干渠及整个系统的截污能力,对研究区域搭建合适的SWMM模型,经过模型参数率定和模型验证后,对干渠进行水情模拟、水量分析。作为模型模拟的前提条件,选择有代表性的降雨场次及降雨序列进行模拟非常必要,因此对昆明市1995~2009年的逐时降雨数据进行统计分析,得出了昆明市降雨特点为短历时、雨峰位置靠前,由此选出了典型降雨场次、并用芝加哥暴雨法合成了合适的降雨历时曲线用于模型模拟。
　　本研究主要内容包括：①根据1995~2009年的逐时降雨资料,昆明降水量各年内分布具有不均匀性;降水主要集中在5~10月份;雨、旱季的各场降雨均以短历时(1~3h)为主,其中历时为2h的降雨最多;根据2009年至2013年典型降雨场次的降雨资料统计,昆明降雨以短历时、单峰(前1/4峰)降雨为主。②环湖截污干渠(东岸段)能容纳降雨量在16mm以下的中、小雨以及设计重现期小于等于0.5年芝加哥雨型的全区域降雨,干渠容积利用率最高能达到90％;干渠研究段在较大重现期(1年及以上)的降雨下将有地势较低的节点产生溢流,该薄弱点可以考虑作为将来设置雨水调蓄设施的位置;在总降雨量为16mm左右的实际降雨的全区域降雨条件下,干渠出口处流量与干渠末端污水厂的设计流量比值在8~9倍之间。③干渠在一定距离设置的闸板调蓄功能微乎其微,以冲沙作用为主。④雨、污水管出水管径的大小设置对干渠的出口流量影响很大,增大雨水渠出水管径有利于均化雨、污水渠出口流量,均摊雨水站和污水厂的进流压力。⑤同等雨强的降雨下,雨峰位置不同对于干渠出口处的水力负荷总量影响不大,仅对流量峰值出现时间有影响;总降雨量相当的情况下,最大小时降雨量越大,干渠末端的流量峰时间出现越早,流量峰值越大。⑥同一降雨强度下,降雨笼罩范围越大,干渠出口处流量峰越大,出现的时间越早。⑦1995~2009年各年干渠研究区段系统溢流量占降雨产生总径流量的6.72％~20.59％之间,考虑在整个环湖东岸截污系统正常运转时,若干渠前端截流系统弃流比例高于常年最高溢流比,干渠将能保证在全年运行中的降雨时期起到稳固的截留作用。本文的模拟方法和步骤对于其他城市的类似工作具有一定的参考价值和借鉴意义。