Page 129 - 2025年第56卷第10期

值。由表 2 可知，SERGHEI-SWMM 计算结果与参考模型的绝对差值均小于 0.1 m /s，相对差值均小于
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9%，RMSE 均小于 0.03，表明 SERGHEI-SWMM 模拟结果具有较高的可靠性和准确性。计算结果差异
可能源于 SERGHEI-SWMM 与参考模型在计算方法上的不同，包括地表径流模块所求解的控制方程以
及一二维水量交换的模拟方式。

表 2 模拟结束时管道流量模拟结果
管道 SERGHEI- 参考模型一/ 参考模型二/ SERGHEI-SWMM 与参考模型一 SERGHEI-SWMM 与参考模型二
编号 SWMM/（m /s） （m /s） （m /s） 绝对差值/（m /s） 相对差值/% 绝对差值/（m /s） 相对差值/%
3
3
3
3
3
L1 1 1 1 0 0 0 0
L2 0.435 0.413 0.453 0.022 5.33 -0.018 -3.97
L3 0.435 0.413 0.453 0.022 5.33 -0.018 -3.97
L4 0.511 0.471 0.482 0.04 8.49 0.029 6.02
L5 0.511 0.472 0.482 0.039 8.26 0.029 6.02
L6 0.983 1 0.993 -0.017 -1.70 -0.01 -1.01

图 4 研究区位置

3.2 模型应用 本节选取同济大学校园为研究区，验证 SERGHEI-SWMM 模型的实用性。该校园位于
上海市杨浦区，占地面积约 0.6 km（图 4）。由于校区建设年代较早，排水管网较为老旧且翻新工作尚
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未全面完成，强降雨情况下易发生内涝现象。根据校方提供的资料，本研究将校区用地类型分为建筑
物、水域、道路、塑胶和草地 5 类（图 5（a））。研究区采用 3.0 m 分辨率网格进行空间离散，共生成
69 666 个地表径流计算单元；校区内高程数据由实测高程点插值得到。此外，本研究将建筑物高度较
周边区域统一拔高设置为 10 m，以体现其对地表径流汇流过程的阻隔作用。
根据研究区排水管网分布图，对部分较短或结构复杂的支管进行了合理归并与简化，重点保留沿
主要道路布设的排水主干管，形成概化后的排水管网。如图 5（b）所示，概化后的管网包含 1025 条管
道、532 个雨水井和 6 个排水口。由于缺乏详细的管道数据，本研究参考 《室外排水设计标准》 和相
关研究 ［39-40］ ，对管道参数进行合理假设：埋深设为 1.1 m，直径为 0.5 m，曼宁系数取 0.01 s/m 。随后，
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根据实地测量，将雨水井面积设置为 0.06 m ，周长为 1.0 m。由于研究区边界除校门外均为围墙，故
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根据校门位置设置了 4 个出口边界，其余边界均为封闭边界。
本研究选取 2024 年登陆上海的“贝碧嘉”和“普拉桑”台风引发的两场强降雨作为降雨输入，降
雨数据由布设于校区内的雨量传感器实时监测采集（图 5（a））。两场强降雨分别集中于 9 月 16 日的
10：00 至 13：00 和 9 月 20 日的 7：00 至 11：00（图 6）。首先，以“贝碧嘉”台风引发的强降雨事件为
基础，通过对比模型模拟的积水位置、水深与实际拍摄的校园积水情况，对各类用地曼宁系数、堰流系数
及孔流系数进行率定。首先根据文献［41］设定各参数初值（表 3），后结合该场降雨期间校区内三处积水点

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