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近年来城市暴雨内涝灾害对人们造成的影响越来越大,我国目前城市排涝模型主要集中在城市雨水管网小排水系统的研究,而小排水系统只能抵御较小等级的暴雨,对于较大级别暴雨需要辅助大排水系统。国内对于利用河道群输送、湖泊群调蓄、闸门群调节和泵站群抽排雨水的大系统耦合排水模型的研究较少。因此,十分有必要对河湖闸站大系统排水模型进行深入研究。本文以武汉市东沙湖水系为研究对象,研究区域包括7条主要排水河道,3个调蓄湖泊,3座主要排水闸,4座抽排泵站。将以上涉及的河道群、湖泊群、闸门群和泵站群综合考虑,再结合不同的工况和不同暴雨量级的组合,将构成一个非常复杂的排水系统。本文研究的主要内容和创新点如下:(1)在对闸门出流以及河道水流演进详细的水力学分析基础上,根据不同水利设施的特点,通过降雨径流模块、闸门河道耦合模块、湖泊调蓄模块、泵站抽排模块以及优化排水模块构建河湖闸站排水模型。(2)模型中的闸门河道耦合模块涉及圣维南方程组的求解,优化排水模块涉及对建立的目标函数进行优化求解。本文通过对SWMM模型二次开发,求解圣维南方程组;利用动态规划算法,求解目标函数的最大值。因此,模型可以比较真实地模拟径流在河道中的运动规律,并且可以最大程度排除研究区域过多的径流。(3)整个模型利用Microsoft Visual Studio 2010平台中.Net环境下的C#语言进行程序开发。将计算结果与“2013年7.7暴雨”时东沙湖水系的实测资料进行对比,验证了模型的合理性,并对结果反映的排水过程进行详细分析;此外,对东湖和沙湖的水位运行状况进行了情景模拟。模型的应用分析,可为相关部门研究东沙湖水系排水方案提供参考依据。