天津是我国北方经济中心,具有重要的战略地位。海河干流在天津市中心城区蜿蜒而过,是兼顾行洪、排涝、蓄水、景观、旅游等多功能的综合性河道,同时也是引黄入津的备用水源地。海河干流肩负着天津中心城区、环城四区以及塘沽的汛期排涝重任,对确保天津市行洪排涝安全至关重要。随着城市化建设进程加快,城市周边地区工业用地增加,区域不透水面积增大,排涝峰量加大,排涝峰值时间提前,城市排涝的压力剧增。然而,2 008年天津市政府批准实施了《海河流域天津市水功能区划》。因此,有必要根据天津市水功能区划和城市防洪规划的具体情况,并考虑城市发展、蓄水和景观等需求,分析探讨新形势下海河干流的排涝问题。本文充分考虑海河干流水功能区划的具体要求,推求设计暴雨,分区进行产汇流计算,建立海河干流行洪排涝模拟模型,模拟了海河干流在经历不同重现期(3年、5年、10年及20年一遇)设计暴雨不同排涝方案的排涝水位,进而通过方案比选得出可行的排涝措施,缓解天津市水功能区划下海河干流排涝压力。主要研究成果如下:(1)进行了设计暴雨的推求,利用耳闸站各统计时段年最大雨量资料采取适线法作频率分析,计算了各时段不同重现期的设计雨量值。同时根据雨型分配表,推求耳闸站的设计暴雨过程,最后利用点面折减系数,由设计点暴雨过程推求出面暴雨过程。(2)进行了产汇流计算,根据下垫面不同,采用径流系数法分区估算产流量;同时根据海河干流区域汇流特点,分析计算各区域排水管网的汇流时间,求得综合汇流时间;最后根据泵站的实际能力来排放涝水,并按照泵站的实际位置分别汇入海河干流,从而得出各区域的排涝过程。(3)建立了海河干流行洪排涝模拟模型,并利用2011年及2012年实测水位流量资料对模型进行率定及验证。验证结果吻合较好,说明所建立的模拟模型的计算结果可以在一定程度上模拟和预测海河干流排涝水位及流量的变化趋势及规律,为进一步研究提供了计算工具。(4)提出了四种排涝方案,利用所建立的行洪排涝模型,模拟了海河干流在不同频率设计暴雨下各种排涝方案的排涝水位。以满足水功能区划要求(景观平台不上水)为标准,进行排涝方案的比选与优化,得出合理的排涝方案,缓解排涝压力。