gz市沙河涌流域合流制排水管网模型的研究与应用

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1、GZ市沙河涌流域合流制排水管网模型的研究及应用(4)事件模型和连续模型；(5)水量模型和水质模型；(6)宏观模型和微观模型；(7)静态模型、准动态模型和动态模型；1．2．2国内外水力模型的应用研究发展19世纪末至20世纪中叶，圣维南方程组、曼宁公式、单位线法等一系列重要的水文、水力学理论的提出为排水系统模型的发展奠定了基础【10,11】。美国、欧盟等发达国家从20世纪60年代起，开始致力于开发城市排水管网模型，以满足城市防洪、排水、工程管理等各方面的要求，目前已取得明显进展，许多模型己广泛应用于城市排水管道系统的规

2、划、设计和管理，可以归纳概括为以下四个方面：1．规划应用水力模型在规划方面的应用主要表现有两个方面：诊断近期与远期排水管网系统的水力负荷和评估、改造、优化设计方案。具体内容包括：计算分析排水管网局部的瞬时水力负荷状态，例如泵站、截流管、排放口、主干管／干管系统等；评估降雨时的路面积水、溢流程度；规划、评估和优化排水管线、泵站和污水处理厂的建设规模，规划排水管网中雨水调蓄系统的位置、规模和布局，评估和优化合流制管网溢流控制方案：评估模型流域内排水管网改造方案的水力负荷，优化工程初步方案【121。2．设计应用在设计方面

3、的应用表现在评估设计方案和优化排水设施设计尺寸等。具体表现为：评估区域性排水系统管网的规划和改造方案、合流污水溢流控制解决方案、雨洪调蓄方案以及对比分析和优化排水泵站等排水构筑物工程的设计方案；在满足水力负荷的条件下，针对管线平面布置方案，优化设计坡度等[13】。3．控制应用模型控制主要应用于在线监控与辅助控制管网运行。具体表现为：评估流域流量分配、评估运行管理控制策略和实施在线运营监控；评估中途提升泵站之间、排水构筑物之间的水流联动控制方案和实施运营在线控制：对排水管网监测系统监测获取的实时数据，推算出附近管段或

4、下游管段的流量、水位、流速，为管理运行和防洪决策提供数据支持。4．管理应用模型管理应用主要表现在评估预案、户线报装流量等方面。具体表现为：计算特定位置的水位和流量，估算预警时间及积水位置、水浸程度，预测应急抢险硕士学位论文方案效果；针对临时情况、户线报装和局部规划变更时增加的流量，计算接驳点附近和下游管段的水力负荷状态，拟定最佳方案。近年来国内一些学者开始研究城市排水管网模型并取得了一定的成绩，1993年，岑国平、詹道江【14】建立了我国第一个城市雨水管道计算模型(SSCM)；1998年，周玉文建立了城市排水管网非

5、恒定流模拟模型(CSPSM)，为后续的动态模拟排水系统奠定了基础【”】；2005年，解以扬建立了城市暴雨内涝数学模型【16】；2006年，耿艳芬建立了一、二维耦合的完整的城市雨洪模型【17】。在模型的应用方面，香港从20世纪80年代开始就运用排水系统模型进行城市雨水管理的实践，应用Infoworks3．0研究了香港岛污水管网系统的总体规划【18】；台湾也建立起了雨水排水系统管网模型，相比内地，刘俊、刘新波等人分别将基于SWMM建立的水力模型应用于上海市和镇江市区排水工程；2004年，高林峰应用InfoWorks水力

6、模型软件建立了上海市污水治理二期工程中大型污水输送系统的水力模型，通过验证得出模型很好地体现污水输送系统的运行状况，水泵自动运行顺序相比手动控制，可以获得更稳定的水位【19】；2006年，董欣等人将SWMM模型应用于深圳河湾地区排水系统规划【20】；2006年，任伯帜等将SWMM模型应用于长沙市霞凝港区雨水排水系统的模拟和检验，验证该模型具有相当高的精度【2lJ；另外，北京、天津、广州、昆明、合肥等城市均有模型应用的报导。综上所述，在国内专家学者的共同努力下，在城市排水管网模型研究方面我国已经取得了一定的成果。同时

7、，我们也很清楚的认识到，计算机信息技术的发展及应用，利用城市排水模型进行管道的规划设计和运行管理是必然的发展趋势。1．2．3水力模型软件介绍城市排水管网模型软件众多，下面重点介绍四款国内外非常具有代表性的模型软件。1．美国环保署(EPA)--SWMM(StormWaterManagementModel)美国环保署(EPA)是美国环保署(U．S．EPA)最早提出的、影响较大并广泛应用于城市系统水量水质模拟的综合模型之一。现已被广泛应用于北美地区的城市管网系统规划、设计以及运行管理【221。SWMM模型可以完整地模拟城

8、市降雨径流和污染物运动过程，也可以根据输入的资料归纳总结，输出各种断面的流量过程线和污染过程线。该模型由径流模块(RUNOFF)，输送模块(TRANSPORT)，扩充输送模块(EXTRAN)和储存／处理模块(STORAGE／TREATMENT)组成。各模块既可以独立进行模拟，也可以合并起来模拟大型复杂排水系统[231。SWMM模型通用性很好，既适用于城市化地