旧城排水管网优化改造及水质变化特性研究
本文选题:排水管网InfoworksCS模型 切入点:参数率定 出处:《青岛理工大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:我国的水资源十分匮乏,加之近年来用水量逐年递增,水资源供需矛盾日益突现,水资源短缺已经严重制约了我国的经济发展。我国的人均水资源占有量仅为2200m3,远远低于世界平均水资源占有量;同时自然环境的恶化使得城市水污染十分严重,更加剧了城市水资源的紧缺。要想缓解上述问题,有效的控制和管理城市排水管网系统十分重要。随着计算机技术的迅猛发展,排水管网模型作为辅助工具,不仅可以改善现状管网运行状况,还可以评估管网建设的安全性,提高管网运行管理的效率。 主要以JZ市老城区排水管网系统为研究背景,以国内外技术先进功能强大的InfoworksCS软件为技术手段,系统地建立了该区域管网的InfoworksCS水力水质模型,为城市实际排水工程提供理论和技术上的支持。 重点阐述了合流制排水管网模型的理论知识和InfoworksCS模型的各个计算模块,同时还详细介绍了排水管网建模的基本方法步骤,包括搜集与输入数据、建立拓扑结构、检查管网模型、划分子集水区、设定基本参数等。并利用实际的降雨数据对模型中的降雨-径流模型的参数进行率定和敏感度分析,由此确定适合本区域的降雨-径流模型组合及模型参数,及影响该区域径流体积与径流洪峰的最敏感参数是模型的稳渗率,影响最小的参数是初期损失值和初渗率。 利用已经率定好的模型进行分析研究区域内现状管网中存在问题的原因,并进而提出科学合理的优化改造工程方案。针对以上利用InfoworksCS模型对改造后的工程方案进行模拟分析评价,模拟结果明显缓解了管道的运行负荷,降低了管网水浸溢流的风险,可用于指导城市排水管网系统优化改造工作及实际项目决策支持。 通过建立城市管网关键位置的管道水质模型,结合现场实测数据来进行分析研究管网的水质变化特性情况,即降雨期和非降雨期时水质有很明显的变化,降雨对管网的水质有很显著的影响,可体现在降雨过程中使各污染物浓度均在大幅下降。非降雨期影响管网水质的主要因素是生活污水量的排放规律,,部分地区有工业废水;降雨期影响管网水质的主要因素是降雨期的集水区内污染物的累积量、降雨强度和降雨持续时间等。结果表明,掌握排水管网关键位置的水质变化规律和重要影响因素,这可为优化城市排水管网管理提供依据。 论文所研究内容不仅为JZ市排水管网优化改造工作提供依据,还可为其他地区的排水管网系统运行管理和规划提供借鉴。
[Abstract]:The water resources in our country are very scarce, and the water consumption is increasing year by year in recent years. The shortage of water resources has seriously restricted the economic development of our country. The per capita share of water resources in China is only 2200m3, which is far lower than the world average water resources. Meanwhile, the deterioration of the natural environment has made urban water pollution very serious. In order to alleviate the above problems, it is very important to effectively control and manage the urban drainage pipe network system. With the rapid development of computer technology, drainage pipe network model is used as a supplementary tool. It can not only improve the current situation of pipe network operation, but also evaluate the safety of pipe network construction and improve the efficiency of pipe network operation and management. Based on the research background of the drainage pipe network system in the old urban area of JZ city and the advanced and powerful InfoworksCS software at home and abroad, the InfoworksCS hydraulic water quality model of the regional pipeline network is systematically established. To provide theoretical and technical support for urban actual drainage projects. The theoretical knowledge of the combined drainage pipe network model and the calculation modules of the InfoworksCS model are expounded, and the basic method steps of the drainage pipe network modeling are introduced in detail, including the collection and input of data, and the establishment of the topology structure. Check the pipe network model, divide the subcatchment area, set the basic parameters, and use the actual rainfall data to analyze the rate and sensitivity of the parameters of the model. Thus, the model combination and model parameters suitable for the region are determined, and the most sensitive parameters affecting the runoff volume and runoff Hong Feng are the steady infiltration rate of the model, the initial loss value and the initial seepage rate are the least. Using the established model to analyze and study the causes of the problems in the present situation of the pipeline network in the region, According to the simulation analysis and evaluation of the modified project by using InfoworksCS model, the simulation result obviously alleviates the running load of pipeline and reduces the risk of flooding overflow in pipe network. It can be used to guide the optimization and reconstruction of urban drainage network system and the decision support of actual project. By establishing the water quality model of the pipeline at the key position of the urban pipeline network and combining the field measured data to analyze and study the water quality change characteristics of the pipe network, that is, the water quality has obvious changes in the rainfall period and the non-rainfall period. Rainfall has a significant effect on the water quality of the pipe network, which can be reflected in the fact that the concentration of each pollutant decreases significantly in the process of rainfall. The main factor that affects the water quality of the pipe network during the non-rainfall period is the discharge rule of the quantity of domestic sewage, and industrial wastewater exists in some areas. The main factors influencing the water quality of the drainage network during rainfall period are the accumulative amount of pollutants in the catchment area during the rainfall period, the rainfall intensity and the rainfall duration, etc. The results show that the water quality change law and important influencing factors in the key position of the drainage pipe network are grasped. This can provide the basis for optimizing the management of urban drainage pipe network. The content of this paper not only provides the basis for the optimization and renovation of the drainage pipe network in JZ, but also provides reference for the operation, management and planning of the drainage network system in other areas.
【学位授予单位】:青岛理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TU992
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本文编号:1631697
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