一、项目背景

近年来，因暴雨积水灾害频发，政府和市民对城镇排水防涝系统规划、设计和管理工作提出了更高的要求。城镇排水防涝系统数学模型是开展上述工作的重要工具和技术手段，为提高规划、设计的质量和管理水平，我院联合规划设计、科研、运行管理等多家单位共同研编了地方标准《城镇排水防涝系统数学模型构建与应用技术规程》（DB11/T 2074-2022）（以下简称《规程》），并已于2022年12月29日发布实施。

二、主要内容

1、构建全流程技术方法

针对模型基础数据收集与处理、模型构建及测试、模型率定与验证、模型应用及成果编制各环节，构建完整的数学模型技术应用框架和方法流程，为规划设计人员更加规范和科学的使用模型技术提供指导和依据。

图1 数学模型技术应用框架和方法流程

2、研究适宜方法和参数

立足北京市，在吸收国外排水防涝模型先进应用经验的基础上，与北京本地水文、地质、降雨和排水规律紧密结合，研究适宜方法和参数，满足模型技术本地化的使用需求。

从模型的组成成分出发，针对降雨产流、汇流、管渠（河道）水动力、地表漫溢和漫流过程，遵循北京城市水文基本规律，研究提出适宜方法和参数区间。结合北京海绵城市建设实践经验，针对典型海绵源头设施类型，形成模型推荐方法及参数，支撑海绵城市规划建设和“蓝、绿、灰”多种措施综合效益评价。

图2 本地化的模型方法及参数

3、优化管网系统设计方法

统筹市政和水利设计暴雨及雨型，提出应用于排水防涝规划设计的模型设计降雨构建方法，从洪涝统筹的目标出发，研究城市排水管网系统的模型校核标准及其优化设计方法。

图3 模型平台支撑管网优化设计

4、构建分级分类应用场景

结合我市水务行业多年的模型实践经验，研究提出三种类型的模型架构和应用方法，适应不同层级城市规划和不同类型项目的使用需求，为模型技术的推广应用起到了良好的促进作用。

根据规划、设计不同阶段和模型应用目的，结合北京排水防涝系统特点，划分框架模型、概化模型和详细模型，三种模型类型和应用层级，从宏观到微观，聚焦应用范围逐步缩小，模型对象的详细程度逐步增加，适应不同场景的模型应用需求。

图4 三种类型的模型架构和实践应用

本《规程》获得2024年北京水利学会科学技术奖一等奖。