基于耦合协调模型下绿色雨水基础设施规模优化
发布时间：2022-01-15 14:30
随着城市快速的发展,不透水地面面积不断增加,导致城市雨水径流量超过原有消纳水平,城市地面径流的增加也使城市内涝突发的几率随即增大。传统城市依靠现有灰色排水基础设施,以“快速排放”为宗旨,即依靠工程式管道对城市内雨水进行排放,此类型处理方式往往忽略了城市水利用问题。此时,绿色雨水基础设施应允而生,着重强化自然降雨降落后的下渗、调蓄、存贮、滞留等相关雨水科学利用原理,强调将雨水资源综合利用,从而控制城市雨水径流污染、减少城市内涝发生、科学合理充分地利用天然雨水生态资源,保护城市的生态水环境及有效地促进城市良性的生态水循环。本研究针对小尺度已有场地,通过分析灰、绿排雨水基础设施结构与排水能力要素,基于耦合协调的方法,提出了灰、绿排雨水基础设施间耦合协调的理论模型,通过分析各个子系统的排水能力影响因素,采用层次分析法确立各个因素权重,构建出完整的灰、绿排雨水基础设施系统评价指标体系,得到完善的适用于灰、绿排雨水基础设施间的耦合协调模型;以控制指标目标、效益目标、建设成本目标作为绿色雨水基础设施子系统优化目标,结合灰、绿排雨水基础设施系统间耦合协调度,构建多目标优化方程组计划求得各类型绿色雨水基...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
城市内涝（图片来源：网络）
西安建筑科技大学硕士学位论文11绪论1.1研究背景及意义1.1.1研究背景随着中国城市化进程的不断加快，城市地表流域原有的水文特征也相应发生了变化。地表不透水面积的日益增加致使城市内的地表综合径流系数相较于以往变大。现有的雨水管网排水压力伴随径流峰值的提前以及洪峰径流量的增加而更为明显。降雨无法有效且快速的处理排放，则会引发城市内涝，从而进一步影响城市化的进程，并且随着城市的发展，水资源也存在陷入短缺的困境[1][2]。在传统发展模式和“灰色排水基础设施”下，即通过城市雨水管网系统进行的雨水排放，存在部分城市地下管网布局合理性弱，部分排水系统设备陈旧，管径过小的问题；一些城市地下设施所能消纳雨水量只能满足当前城市规模，而无法紧跟现代城市化的发展速。频繁出现的城市内涝，致使积水损坏路面以及交通堵塞，造成城市市民出行方面的困扰并且给城市带来巨大的经济损失。除此之外，通过传统排水系统对雨水进行排放，大量城区内雨水被直接排放，严重影响了城市的水文环境以及整个城市内部地表水和地下水的水文循环，更有可能影响到城市生态系统的稳定以及城市地下水水源水质[3]。图1.1城市内涝（图片来源：网络）图1.2水资源匮乏（图片来源：网络）近年来，“绿色雨水基础设施”这一新概念得到广泛的应用，即通过一系列绿色雨水基础设施来缓解城市径流和污染物的排放，有效解决上述城市暴雨洪水问题，实现环境、生态、景观等功能的整合[4]。现有绿色雨水基础设施作为城市排雨水的一个环节，仍需同作为城市排雨水的基本架构的雨水管网配合。一方面，单靠提
西安建筑科技大学硕士学位论文7图1.3技术路线图（图片来源：作者自绘）1.6创新点（1）将耦合协调理论用于灰、绿排雨水基础设施系统间在本研究中，将灰色排水基础设施系统与绿色雨水基础设施系统看作是复合排雨水系统的两个子系统，运用耦合协调模型描述两个系统间的相互作用与影响，为二者的协调发展提供论依据。（2）确定多目标优化的绿色雨水基础设施规模在研究中，将耦合协调度作为场地内两种排雨水设施系统的连接依据，同时结合绿色雨水基础设施系统内的控制指标、效益目标、成经济目标，从宏观系统间及微观系统内共同作用，构建多目标优化方程组，合理确定出绿色雨水基础设施的面积大校
【参考文献】：
期刊论文
[1]绿色屋顶径流减控效果的监测分析[J]. 杨默远,张书函,潘兴瑶. 中国给水排水. 2019(15)
[2]基于SWMM的城市绿色基础设施组合优化研究[J]. 刘丽君,王思思. 建筑与文化. 2019(05)
[3]低影响开发模式下城市雨洪控制效果模拟研究[J]. 胡彩虹,李东,李析男,荐圣淇. 水利水电技术. 2019(06)
[4]下凹式绿地对地表径流的调节作用研究[J]. 李港妹,张兴奇,孙媛. 水资源与水工程学报. 2019(02)
[5]基于网络最大流的城市雨水管网系统脆弱性评价[J]. 杨秋侠,赵瑞垠. 系统工程理论与实践. 2018(11)
[6]基于SWMM的大型地下建筑绿色屋顶低影响开发应用研究[J]. 刘志峰,陈晨. 南京林业大学学报(自然科学版). 2018(06)
[7]建筑小区绿色-灰色耦合雨洪调蓄系统的构建模式[J]. 陈彦熹,李旭东,刘建华,刘小芳,赵珅,马旭升. 中国给水排水. 2018(17)
[8]雨水花园对实际降雨径流的调控效果研究[J]. 蒋春博,李家科,马越,李怀恩,阮添舜. 水土保持学报. 2018(04)
[9]海绵城市理念在景观园林工程中的应用研究[J]. 冯豪. 低碳世界. 2018(04)
[10]雨水花园集中入渗对地下水水位与水质的影响[J]. 贾忠华,吴舒然,唐双成,罗纨,许青,邵正宵. 水科学进展. 2018(02)
博士论文
[1]海绵城市建设中小型绿色基础设施对雨洪径流的调控作用研究[D]. 唐双成.西安理工大学 2016
[2]城市规划视角下的中国城市雨水内涝问题研究[D]. 王通.华中科技大学 2013
硕士论文
[1]基于低影响开发的校园道路雨水景观设计研究[D]. 张丹.南昌航空大学 2018
[2]低影响开发设施在高校校园中的应用探究[D]. 张同钰.西安建筑科技大学 2018
[3]基于SWMM的湿陷性黄土地区海绵城市建设研究[D]. 李杰.长安大学 2018
[4]城市既有雨水管段脆弱性判定及预控措施研究[D]. 晁昕逸.西安建筑科技大学 2018
[5]基于海绵城市理念的城市雨水系统优化设计研究[D]. 唐冬云.合肥工业大学 2017
[6]建设海绵城市的研究与实践探索[D]. 弓亚栋.长安大学 2015
[7]重庆地区小城镇合流制排水系统截流倍数研究[D]. 黄维.重庆大学 2014
[8]城市道路路面排水设计研究[D]. 孙杰.长安大学 2013
[9]煤炭资源型城市可持续发展的研究[D]. 叶坚.安徽理工大学 2011
本文编号：3590780
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
城市内涝（图片来源：网络）
西安建筑科技大学硕士学位论文11绪论1.1研究背景及意义1.1.1研究背景随着中国城市化进程的不断加快，城市地表流域原有的水文特征也相应发生了变化。地表不透水面积的日益增加致使城市内的地表综合径流系数相较于以往变大。现有的雨水管网排水压力伴随径流峰值的提前以及洪峰径流量的增加而更为明显。降雨无法有效且快速的处理排放，则会引发城市内涝，从而进一步影响城市化的进程，并且随着城市的发展，水资源也存在陷入短缺的困境[1][2]。在传统发展模式和“灰色排水基础设施”下，即通过城市雨水管网系统进行的雨水排放，存在部分城市地下管网布局合理性弱，部分排水系统设备陈旧，管径过小的问题；一些城市地下设施所能消纳雨水量只能满足当前城市规模，而无法紧跟现代城市化的发展速。频繁出现的城市内涝，致使积水损坏路面以及交通堵塞，造成城市市民出行方面的困扰并且给城市带来巨大的经济损失。除此之外，通过传统排水系统对雨水进行排放，大量城区内雨水被直接排放，严重影响了城市的水文环境以及整个城市内部地表水和地下水的水文循环，更有可能影响到城市生态系统的稳定以及城市地下水水源水质[3]。图1.1城市内涝（图片来源：网络）图1.2水资源匮乏（图片来源：网络）近年来，“绿色雨水基础设施”这一新概念得到广泛的应用，即通过一系列绿色雨水基础设施来缓解城市径流和污染物的排放，有效解决上述城市暴雨洪水问题，实现环境、生态、景观等功能的整合[4]。现有绿色雨水基础设施作为城市排雨水的一个环节，仍需同作为城市排雨水的基本架构的雨水管网配合。一方面，单靠提
西安建筑科技大学硕士学位论文7图1.3技术路线图（图片来源：作者自绘）1.6创新点（1）将耦合协调理论用于灰、绿排雨水基础设施系统间在本研究中，将灰色排水基础设施系统与绿色雨水基础设施系统看作是复合排雨水系统的两个子系统，运用耦合协调模型描述两个系统间的相互作用与影响，为二者的协调发展提供论依据。（2）确定多目标优化的绿色雨水基础设施规模在研究中，将耦合协调度作为场地内两种排雨水设施系统的连接依据，同时结合绿色雨水基础设施系统内的控制指标、效益目标、成经济目标，从宏观系统间及微观系统内共同作用，构建多目标优化方程组，合理确定出绿色雨水基础设施的面积大校
【参考文献】：
期刊论文
[1]绿色屋顶径流减控效果的监测分析[J]. 杨默远,张书函,潘兴瑶. 中国给水排水. 2019(15)
[2]基于SWMM的城市绿色基础设施组合优化研究[J]. 刘丽君,王思思. 建筑与文化. 2019(05)
[3]低影响开发模式下城市雨洪控制效果模拟研究[J]. 胡彩虹,李东,李析男,荐圣淇. 水利水电技术. 2019(06)
[4]下凹式绿地对地表径流的调节作用研究[J]. 李港妹,张兴奇,孙媛. 水资源与水工程学报. 2019(02)
[5]基于网络最大流的城市雨水管网系统脆弱性评价[J]. 杨秋侠,赵瑞垠. 系统工程理论与实践. 2018(11)
[6]基于SWMM的大型地下建筑绿色屋顶低影响开发应用研究[J]. 刘志峰,陈晨. 南京林业大学学报(自然科学版). 2018(06)
[7]建筑小区绿色-灰色耦合雨洪调蓄系统的构建模式[J]. 陈彦熹,李旭东,刘建华,刘小芳,赵珅,马旭升. 中国给水排水. 2018(17)
[8]雨水花园对实际降雨径流的调控效果研究[J]. 蒋春博,李家科,马越,李怀恩,阮添舜. 水土保持学报. 2018(04)
[9]海绵城市理念在景观园林工程中的应用研究[J]. 冯豪. 低碳世界. 2018(04)
[10]雨水花园集中入渗对地下水水位与水质的影响[J]. 贾忠华,吴舒然,唐双成,罗纨,许青,邵正宵. 水科学进展. 2018(02)
博士论文
[1]海绵城市建设中小型绿色基础设施对雨洪径流的调控作用研究[D]. 唐双成.西安理工大学 2016
[2]城市规划视角下的中国城市雨水内涝问题研究[D]. 王通.华中科技大学 2013
硕士论文
[1]基于低影响开发的校园道路雨水景观设计研究[D]. 张丹.南昌航空大学 2018
[2]低影响开发设施在高校校园中的应用探究[D]. 张同钰.西安建筑科技大学 2018
[3]基于SWMM的湿陷性黄土地区海绵城市建设研究[D]. 李杰.长安大学 2018
[4]城市既有雨水管段脆弱性判定及预控措施研究[D]. 晁昕逸.西安建筑科技大学 2018
[5]基于海绵城市理念的城市雨水系统优化设计研究[D]. 唐冬云.合肥工业大学 2017
[6]建设海绵城市的研究与实践探索[D]. 弓亚栋.长安大学 2015
[7]重庆地区小城镇合流制排水系统截流倍数研究[D]. 黄维.重庆大学 2014
[8]城市道路路面排水设计研究[D]. 孙杰.长安大学 2013
[9]煤炭资源型城市可持续发展的研究[D]. 叶坚.安徽理工大学 2011
本文编号：3590780
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