基于区域排水模型的地下空间内涝危险性评估

王 渲，刘 柳，方 正

(武汉大学土木建筑工程学院，湖北 武汉 430072)

0 引 言

城市建设向地下空间扩展是缓解建设及交通用地紧张的必由之路。据统计，发达国家地下空间利用率已达40%～60%[1]。近年来，暴雨频繁造成地铁、隧道等地下空间内涝事件，如2012年飓风“桑迪”导致美国曼哈顿数条隧道被淹没。面临暴雨侵袭，地下空间发生内涝的危险性大、防涝难度大、损失惨重。

京都大学防灾研究所[2-8]对城市地下空间内涝开展了长期研究：Tada K在2005年提出地表及地下空间联用的蓄水池模型较准确地重现了福冈市内涝事件，并在2009年提出地面采用2D非稳定流水力模型、地下空间沿用蓄水池模型，得到的耦合模型能够预测城市内涝风险性；Ishigaki T、AsaiY对地下空间内涝中的人员逃生课题开展试验研究，得到各类人员逃生的临界水深及流速条件，提出逃生路线及策略；Yoneyama N通过模型实验及VOF数值计算对比研究了小型地下空间洪水演进特性及危险性。Hashimoto H[9, 10]提出的2D城市内涝模型考虑地面阻力及建筑物拖曳力两项阻力，通过实测的积水深度率定模型中的曼宁糙率n及建筑物拖曳力系数CD，并提出对于小型地下空间而言，涝水侵入体积、流量、充满时间为风险评估的重要参数，而对大型地下空间而言，内涝风险评估的重要参数为积水深度及水流速。Oertel[11]将地下空间分为洪水、地下室、楼梯、出入口四个模块，划分计算网格求解。莫伟丽[12]采用VOF模型模拟地铁站雨水入侵过程；申若竹[13]采用全尺寸楼梯模型及VOF模型研究出入口楼梯的水流特性。……