在水资源工程领域, 水文和水力建模是一种常用的工具,用于工程分析和评估拟议的改进的好处. 水文学表示从特定地区或分水岭产生的水量(径流). 水力学研究水的物理性质, 比如计算管道或明渠中水流的深度. 结合水文/水力模型,我们可以评估各种改善方案的影响和可能实现的效益.

最近的一个项目例子是civtech为伯克利村提供的模型分析. 位于库克县西部, 伯克利是一个完全由独立的雨水下水道系统排水的城市地区. 在过去的五年里, 由于雨水径流,本村发生水浸的频率显著增加. 雨水径流造成大量道路积水,阻碍紧急车辆进入,并淹没住宅和庭院. Civiltech提供了一个现有和建议条件的水文/水力模型分析,以确定洪水的原因,并开发和评估潜在的工程设计解决方案.

现有的和提议的水文/水力分析是使用环境保护署-雨水管理模型(EPA-SWMM)分析软件开发的. EPA-SWMM是一个结合了水文学和水力学的公共领域软件, 允许进行详细和复杂的分析. 该模型模拟了降雨径流的动态路径和径流通过雨水沟的运输, 渠道, 和水泵.


伯克利拘留所盆地村庄概览和提议的救济下水道.

为了进行水文分析,该村被划分为四个主要的分水岭. 北方sub-watershed, 哪个经历了大部分的洪水, 是最详细的模型. 为每个子流域开发的hydrographs然后用于暴雨下水道水力分析.

现有的水力分析着眼于暴雨下水道管道的尺寸, 轮圈, 以及从村庄的雨水下水道公用地图集上取下的倒置立面图. 现有条件的结果, 100年的分析表明,在计算的水力坡度线高于人孔边缘标高的地区发生了洪水. 洪水一般发生在最低的地理区域,因为暴雨下水道的容量有限,并在模拟的百年风暴中被淹没. 模型的结果验证了历史上村庄观察到的洪水条件.

EPA-SWMM模型允许对备选设计方案进行分析. 开发了一种替代方案,包括增加两条排水沟和扩大现有的村庄雨水滞留盆地. 拟议的雨水纾解渠会将雨水分流至两个主要现时水浸发生的关键地点. 提出的条件水力学模型对现有条件有显著改善. 为了降低现有的水池,需要安装一个雨水泵站,该泵站也包含在模型中. 拟议的拘留区改善方案增加了34个名额.6英亩英尺的储水量在洪水发生时对现有地点产生重大影响,并为下游社区提供利益.

对拟议的伯克利村防洪工程的工程和水文/水力模型分析表明,拟议的改进可以实现显著的效益, 包括:

  • 拟议的排水管道能够将大量雨水转移到蓄水池,从而使长期洪水泛滥地区的100年水位线减少几英尺.
  • 拟议的防洪工程将直接惠及约800户家庭.
  • 拟议的改进将增加34人.在百年24小时设计风暴事件中,6英亩英尺的滞洪仓库.

通过开发SWMM模型, Civiltech能够通过模拟识别问题领域,并评估具体解决方案的好处. 该模型在向各机构的演示中得到了介绍,以获得资金. 已从MWRD获得拟议改进的赠款, 库克县, 和伊利诺斯州.