城市排水管网动态水力学建模技术研究

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1、杭州电子科技大学硕士学位论文城市排水管网动态水力学建模技术研究研究生：施南征指导教师：朱亚萍2015年03月DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterCityDrainagePipeNetworkDynamicHydraulicsModelingTechnologyResearchCandidate:ShiNanzhengSupervisor:Prof.ZhuYapingMarch，2015杭州电子科技大学硕士学位论文摘要随着城市建设步伐的不断加快和受全球气候变暖的影响，城市内涝发生频率

2、和危害程度都在不断增大。而当前城市排水系统又存在诸多问题：基础设施建设和运行管理等问题，使得各大中小型城市在内涝灾害的防御、预警以及风险评估等方面日显不足。为了解决这一难题，本文将采用SWMM模型软件作为建模平台，根据城市易涝点的特性，针对单个易涝点建立积水模型，用于易涝点的积水预测、风险评估以及辅助排水系统工程改造。本文研究的重点以及主要工作内容总结如下：1、分析了城市易涝点地形、地物、排水系统的结构特征，根据易涝点积水模型的功能需求，确定了模型的整体构架。在整体构架下，研究易涝点积水模型在不同约束条件下的求解方法。2、研究针对易涝点区域各单元的概化技术：排水单元概化、排水管

3、网结构拓扑优化、子汇水区域划分。3、以下穿式立交桥作为建模对象，研究建模所需参数。根据参数性质，将它们归为两类：确定性数据和经验数据。以水力、水文经验数据作为模型校准参数集，研究了模型校准方法：参数灵敏度分析方法和率定方法。4、以下穿式立交桥作为实例，建立积水模型。在设定的降雨情境下，对下穿式立交桥排水系统进行模拟。分析在不同降雨强度下，排水系统运行状况。以节点洪流、管段超载数量、路面积水状况作为排水系统性能评估指标。根据模拟结果可以识别出当前排水系统存在的“瓶颈”，并采用增大管径和增设排水泵站两种改造措施，利用模型对改造后的效果进行评估，实验结果表明该模型可用于模拟易涝点管网

4、的水流状况，对管网改造具有一定的指导意义。关键字：积水模型、SWMM、排水单元概化技术、模型校准方法I杭州电子科技大学硕士学位论文ABSTRACTWiththeacceleratingpaceofurbanizationandglobalwarming,urbanwaterlogginganditsdamagedegreesareincreasing.However,manyproblemsareexistedinthecurrentunbandrainagesystem,suchasinfrastructureconstructionandoperationmanagemen

5、t,whichresultinthedeficiencyincities’floodprevention,earlywarningandriskassessment.Inordertosolvethisproblem,thispaper,basedontheSWMMmodelofsoftware,isusedtomakethewaterloggingprediction,riskassessmentanddrainagesystemevaluationofthewaterloggingplace.Moreover,Iwillsetthewaterloggingmodelbase

6、donthecharacteristicsoftheurbanwaterloggingplace.Thecontentandemphasesofthepaperaresummarizedasfollows:1、Thisthesisanalyzesthestructuralcharacteristicsoftheurbanwaterloggingplace,includingitsterrain,surfacefeaturesandthedrainagesystem.Besides,itdefinestheoverallstructureofthemodelaccordingto

7、thefunctionalrequirementsofitswaterloggingmodel.Intheframeworkoftheoverallstructure,itstudysthewaterloggingmodelinthemethodofcalculatingthedifferentconstraintconditions.2、Itfocusesonthegeneralizedtechnologyforeachwaterloggingplace:drainageunitgener