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广州市是我国内涝易发城市之一,S区为广州市老城区一重要中心流域,较高的人口密度及地面硬化率使该流域具有严重的雨季内涝及溢流污染问题。为此,广州市进行了深层隧道排水系统相关技术经济研究,并最终选择广州市S区流域作为深层隧道建设项目的试验段。S区深层隧道排水系统是对浅层管网排水系统功能的补充和提升,为了更好地实现深层隧道和浅层管渠排水系统的最佳配合使用,实现排水管网最优化控制,解决S区流域内涝与溢流污染问题,找到适合该流域排水管网优化调度运行管理方式,对深层隧道工程的建设与应用具有重要的工程意义与环境效益。研究利用Info Works ICM软件建立S区流域2D水力模型,并结合流域监测系统,将流域集水区依据雨量监测点的分布划分为5个降雨分区,从而对Info Works ICM排水模型进行分区降雨验证。收集雨量监测点及液位监测点的实测数据,采用输入实测雨量数据及多点分区降雨模拟验证的方式,进行了11个实测降雨事件的模拟验证。模型验证结果得出,11个降雨事件验证正确率为81.8%,进行验证的监测点液位变化验证正确率为84.3%,模型与实际排水系统吻合度较高。提出S区流域浅层排水管网联合深层隧道优化调度运行的方法,利用Info Works ICM水力模型对S区流域排水系统分别进行深层隧道调蓄运行与排涝运行调度运行策略优化。基于大系统分散控制理论,结合S区流域管网图、可调控设施调控范围与分布将流域划分为9个子系统,结合实际调研与Info Works ICM水力模型的模拟结果确定出各子系统的目标控制点,以目标控制点模拟运行控制效果确定各子系统深层隧道调蓄运行与排涝运行的优化运行策略;基于管网实时控制理论,依据各子系统中存在的监测点水位值,分别搭建了T1～T6子系统在调蓄与排涝运行下的实时控制运行策略逻辑图。基于Info Works ICM水力模型的模拟,研究S区深层隧道优化调度运行策略实施效果。研究得出:深层隧道优化调度运行策略实施效果满足深层隧道工程建设目标。内涝控制方面,深层隧道优化调度运行策略在利用深层隧道进行排涝后,各子系统内涝发生风险降雨重现期从原本基本小于1年一遇提升至10年一遇;溢流污染控制方面,深层隧道优化调度运行策略溢流控制效果明显好于现行运行策略,溢流削减率最高达到49.27%。深层隧道优化调度运行策略将浅层排水管网与深层隧道较好地配合运行,不仅能有效控制流域内内涝及溢流污染问题,而且能充分发挥深层隧道在排水系统中的作用,实现了深层隧道工程的建设目标。