基于模型的城市排水管网积水灾害评价与防治研究

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1、分类号：TU992题】82562D单位代码：10005学号：B200604037密级：公开北京工业大学博士学位论文英文并列!塾壁垂堕S星AR￡HQ丛迦△丛旦至坠△兰丛g里尘理丑翌塑巡题目!丛丛墅笪竖兰Q盥星坠L堑!!Q丛△垒坐￡Q丛!BQL娶△墨星坠ONMODELINGTECHNOLQgY一研究生姓名：王磊专业：±丕王程研究方向：，给挂丞丕统优丝理途厘鱼!墨撞苤导师姓名：圃玉塞职称：教授论文报告提交日期：至Q!Q：鳢学位授予日期：授予单位名称和地址：jE塞王些盔堂jt塞直塑田匡垩丕园!鲤曼．．I—HClassifiedInd

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3、tion-DateofDefenee：CivilEngineeringApril，2010Degree--Conferring··institution：BeijingUniversityofTechnologyb弋’_独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并

4、表示了谢意。关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵守此规定)√疋／V签名：缝导师签名：日期．．兰Q坦』：．主矿71摘要摘要全球气候变化和城市化进程的日益加剧，使得具有排水管网的城市地区屡遭积水灾害的侵袭。城市排水管网积水灾害不同于江河洪水灾害，究其产生原因主要是城市局部极端暴雨在短时间内超过雨水管网设计排除能力所致，而目前我国排水设计

5、方法无法对其进行科学解释。因此，非常有必要对城市排水管网积水灾害的发生演变机理进行系统研究。本论文从排水管网模型理论研究出发，探讨了基于模型的城市排水管网积水灾害评价与防治问题，分别进行了如下研究工作：1)依据系统工程理论，研究了排水管网模型的基本理论，剖析了SwMM模型的基本计算原理，采用微粒群算法进行了多目标优化率定研究，并进行了模型参数灵敏度分析。2)从设计流量计算方法、径流系数、设计重现期(频率)、折减系数、水力计算方法等五个方面将我国排水设计规范与欧美设计规范进行了比较研究，总结了我国排水设计方法中存在的问题。3)

6、提出了评价重点区域的概念，将积水灾害评价限制在四类地区中，构建了排水设计方案积水灾害设计校核与超标评价体系；在模型设计校核原理研究中，提出模型参数与设计条件等价化的处理原则，并对模型设计校核与超设计标准灾害评价的基本流程进行了研究。4)将水力、经济、环境、社会等灾害影响因素综合考量，提出了基于投影寻踪法的排水管网积水灾害综合评价模型，该模型将积水灾害评价划分为灾害分布评价与灾害级别评价两类进行处理，并在实际工程评价中进行了应用。5)对排水管网在线模型的概念进行了阐述，总结了在线水力模型建模方法，实现了美国SWMM模型的在线化

7、升级改造。6)提出了基于排水管网在线水力模型的积水灾害实时预警系统架构，实现了在线模型、综合评价模型、决策模型的有机整合，并开发出了实时预警系统演示原型程序，具有实时雨情水情显示，预警时间、洪灾专题图与洪灾级别的自动发布等功能。7)将软件体间模型耦合概念引入国内，提出了城市暴雨洪水控制多模型耦合系统架构，并对美国SWMM模型与英国LISFLOOD_FD模型的计算引擎进行了耦合化改造，开发了模型耦合主控程序，实现了城市排水一、二维模型耦合计算。8)总结提出了比较完善的基于模型的城市排水管网积水灾害灾害评价与防治体系，并对体系的

8、组成和功能进行了详细分析。论文在进行上述研究过程中，取得了一些创新性成果，将其总结为主要的三点如下：UAbstract皇皇詈皇鼍,=m．ti舅曼曼曼曼皇曼曼!曼曼Withtheglobalclimatechangeandincreasingurbanizationtheurbandrain