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随着山地城市雨水径流量和洪峰流量快速增加,城市区域内涝现象频繁出现,给城市的人们带来严重的生命财产安全威胁。在全球气候变暖及极端降雨事件增多的条件下,山地城市在规避洪涝灾害方面的能力越来越脆弱,其排水防涝系统也越来越难以满足城市发展的需要。因此,为了掌握山地城市降雨径流特征和排水防涝系统抵御洪涝灾害的能力,有必要构建山地城市雨洪管理模型,并对其进行水安全分析,为国内水生态文明建设中的水安全建设规划提供理论依据,从而获得解决山地城市水安全问题的有效方案。 本文研究了水安全的发展历程,综合以往的研究后从水安全建设的角度出发总结了山地城市水安全的概念及其内涵,探讨了山地城市水安全系统的典型特征,在此基础上提出了山地城市存在的主要水安全问题及其影响因素,并分析雨洪管理模型在保障山地城市水安全方面的应用及响应关系。通过对SWMM模型模拟的基本原理及具体算法的梳理,分析了基于GIS平台对SWMM模型进行二次开发的优势,提出了两个软件集成的思路及方案,研究利用ArcGIS的基本组件工具将GIS平台和SWMM模型进行系统集成,实现了山地城市雨洪管理模型的构建。通过分析SWMM和GIS系统集成的软件功能,提出了基于偏相关分析及人工试错法的模型参数率定方法,提高了模型的概化精度和模型构建效率。 在水安全建设目标下,本文提出了包含基础数据处理、排水系统概化、基本参数率定的雨洪管理模型建模方法,结合了山地城市的特征对研究区域采用GIS的监督分类法进行下垫面离散程度分析,便于进行子汇水区域划分。基于不同重现期的暴雨情景下模拟了山地城市中心城区的雨洪过程,提出了洪涝模拟识别和积水水深计算方法的创新,得出其内涝淹没位置及淹没水深,并根据实测数据进行验证。在设计降雨重现期分别为1a、3a、5a、10a、20a和50a的暴雨情景下,淹没面积百分比分别为10.68%、12.45%、14.56%、16.81%、20.54%和25.65%,根据水安全建设评估,评估出有8个较为严重的内涝点。研究表明,基于SWMM和ArcGIS技术进行城市洪涝模拟和管网重现期评估可以提高建模效率,为综合水安全建设提供可靠的理论支持和方案建议。 针对模拟结果下水安全问题的识别,提出了相应的解决方案,实践水生态文明建设的理念,对排涝体系进行改造,控制雨水的径流量,有效地规避山地城市的雨洪灾害,保证山地城市综合水安全格局地良性循环。