基于SWMM的海绵城市排水系统模拟计算及分析

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1、硕士学位论文基于SWMM的海绵城市排水系统模拟计算及分析SIMULATIONANDANALYSISOFSPONGECITYDRAINAGESYSTEMBASEDONSWMM张爽哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TU992学校代码：10213国际图书分类号：626密级：公开工学硕士学位论文基于SWMM的海绵城市排水系统模拟计算及分析硕士研究生：张爽导师：伍悦滨教授申请学位：工学硕士学科：水力学及河流动力学所在单位：建筑学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classified

2、Index：TU992U.D.C：626DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSIMULATIONANDANALYSISOFSPONGECITYDRAINAGESYSTEMBASEDONSWMMCandidate：ZHANGShuangSupervisor：Prof.WUYuebinAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：Hydraulics&RiverDynamicsAffiliati

3、on：SchoolofArchitectureDateofDefense：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要十九大报告指出我国城市化率在过去五年内年均提高1.2个百分点，不断推进的城市化进程导致的“热岛效应”与“混浊岛效应”等都会使城市出现极端暴雨的频率增大。城市的不透水的“灰色”区域比例不断增大使得地面的截水能力及下渗能力大大下降。城市中新建城区的排水系统无法与原有排水

4、系统进行良好的衔接，城市原有排水系统无法适应城市的扩建与发展，导致城市内涝发生的可能性增大。为应对频发的城市内涝灾害以及雨水径流的污染问题，我国提出了建设“海绵城市”的雨洪管理理念，如今越来越多的城市开始加入海绵城市的建设大潮，无论是在海绵城市建设的工程设计中，还是在海绵城市建设效果的评估中，利用雨洪模型进行模拟都具有重要的作用。本课题就是在此背景下，以我国华南某海绵城市建设项目为例，利用SWMM对研究区域海绵城市改造前后的雨洪情况进行了建模：利用ArcGIS中的ArcMap软件对收集到的管网资料进行

5、概化，利用泰森多边形法进行了汇水分区的划分，利用芝加哥模式设计出6种典型降雨重现期的人工降雨时间序列。采用实测资料对海绵城市改造后的现状模型进行了校核，经验证模型的Nash-Sutcliffe效率系数达到0.7以上。将改造前的SWMM模型与HYSTEM-EXTRAN模型进行对比，发现二者模拟结果吻合程度很高，进一步验证了研究区域SWMM模型的准确性。之后对研究区域海绵城市改造前后在6种设计雨型下的雨洪情况进行模拟，对径流情况、管网溢流情况以及管道承压情况进行分析，识别出管网的易涝点在检查井J41-1，

6、J23，J24处。通过对比4种设计雨型下的海绵城市改造前后的模拟结果，发现经过海绵城市建设，在面对小重现期降雨时，径流控制率在60%以上，管网溢流情况及管道承压情况都得到了很大改善，排口流量峰值削减了50%左右，峰值出现时间延后了9分钟左右，说明海绵城市在应对重现期小的降雨有更好的削峰和延峰表现。关键词：海绵城市；雨洪模拟；SWMM；HYSTEM-EXTRAN；改造效果分析-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractThereportofthe19thNationalCongresspoint

7、edoutthattheurbanizationrateinChinahasincreasedbyanaverageof1.2percentagepointsoverthepastfiveyears.The“heatislandeffect”and“turbidityislandeffect”causedbytheongoingurbanizationprocesswillincreasethefrequencyofextremerainstormsinthecity.Theproportionofi

8、mpervious"gray"areasincitieshascontinuouslyincreased,andtheinterceptionabilityandinfiltrationcapacityofthegroundhavebeengreatlyreduced.Thedrainagesystemofthenewlybuilturbanareainthecitycannotbewellconnectedwiththeexistingdrainage