基于SWMM模型的邯郸某区城市内涝模拟研究
发布时间：2022-02-04 17:13
近年来,由于城市发展增加的不透水地面使得雨水快速汇流至管网,遇到极端天气,就会增加雨水管网的水力负荷造成溢流,从而引发城市内涝。城市内涝灾害不仅影响交通安全,破坏公共财物,甚至还威胁到人民的生命健康,造成巨大的经济损失。目前,关于应用模型模拟城市内涝积水区及积水时排水管网系统径流变化过程研究成果尚少,且应用不足。本文针对目前日益突出的城市内涝问题,选取邯郸市某区域建立SWMM（Storm Water Management Model,暴雨洪水管理模型）模型。在实测降雨基础上运用修正的Morris筛选法分析参数的灵敏性,在设计暴雨情境下采用径流系数法率定、验证模型参数,最后通过率定后的模型模拟不同重现期降雨下研究区域地表径流、管段超载、节点溢流、排放口径流变化规律,分析内涝积水地点,积水深度,评估现状雨水系统排水能力。主要研究成果如下:1.利用ArcGIS软件和inp文件编辑功能快速建立研究区SWMM模型,模型共包括224个子汇水区,249个节点和250根管段。2.基于修正的Morris筛选法对参数进行敏感分析。结果表明,敏感性显著的参数为Destore-Imperv、Roughness...
【文章来源】：河北工程大学河北省
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
第2章SWMM模型原理11第2章SWMM模型原理2.1SWMM模型概述暴雨洪水管理模型（StormWaterManagementModel，SWMM）是美国为研究城市地表地下雨水径流、污水管网、合流制管网的水量水质而研发的。1971年至今，经过多次模型结构和模拟功能上的改进，已经升级到现在的SWMM5.1版本。它是以Windows为操作平台，具有简洁的操作界面，可编辑城市管网数据。模拟结果以数据图表、时间序列曲线、沿程剖面线、流量过程线和统计结果等多种形式展现管网水流动态，在全球范围内深受水文、水力学者的青睐，目前被广泛应用于城市暴雨积涝、水环境、生态修复、排水系统的设计与规划。SWMM模型的核心引擎模块为服务模块和功能模块[83]。服务模块包含统计、绘图、联合、降雨和温度模块。功能模块包含输送、扩展、径流、调蓄/处理模块。各模块即能独立运行，也能联合运行。各模块之间的关系见图2-1。图2-1SWMM模型各模块关系示意图Fig.2-1SchematicdiagramoftherelationshipbetweenthemodulesoftheSWMMmodel2.2SWMM模型原理2.2.1降雨模型降雨作为模型的外部条件，模拟时可以导入实际降雨数据，也可以输入设计
河北工程大学硕士学位论文12暴雨数据。2.2.2地表产流模型地表产流是指区域内产生的降雨总量扣除土壤下渗、水分蒸发、地表填洼、植物截留等损失后形成的径流过程[84-85]。SWMM模型将研究区划分成若干个形状不一的子汇水区，且每个子汇水区根据不同的地表特性和径流演算过程又分为透水区域A1、有洼地蓄水的不透水区域A2和无洼地蓄水的不透水区域A3。子汇水区分区示意图如图2-2所示。图2-2子汇水区分区示意图Fig.2-2Sub-catchmentzoningdiagram（1）透水区域产流量计算该区域产流量用降雨总量减去地面洼蓄量和土壤入渗量，计算公式如下：)(tfiA1（2-1）式中：A1--透水区域产流量，mm；i--降雨强度，mm/h；f--入渗强度，mm/h；t--降雨历时，h。（2）有洼地蓄水的不透水区域产流量计算该区域产流量用降雨总量减去地面洼蓄量，计算公式如下：DPA2（2-2）式中：A2--有洼地蓄水的不透水区域产流量，mm；P--降雨量，mm；D--洼地蓄水量，mm。（3）无洼地蓄水的不透水区域产流量计算该区域产流量用降雨总量减去蒸发量，计算公式如下：EPA3（2-3）
【参考文献】：
期刊论文
[1]建筑小区的海绵化改造效益核算——以固原市玫瑰苑小区为例[J]. 樊超,孙学良. 环境工程技术学报. 2020(02)
[2]厦门市海沧区乐活岛海绵改造工程关键技术与示范[J]. 张显忠,纪莎莎. 中国市政工程. 2020(01)
[3]广州天河智慧城SWMM参数敏感性分析[J]. 曾家俊,麦叶鹏,李志威,任秀文,潘健,黄国如. 水资源保护. 2020(03)
[4]可持续排水系统的发展与应用研究[J]. 严慈玉,王景芸,康乾昌,周卫,李昕. 城镇供水. 2019(06)
[5]城市排水规划与排涝规划的衔接方法研究[J]. 宋旭升,王辉霞. 工程建设与设计. 2019(16)
[6]基于耦合SWMM模型和NSGA-Ⅱ算法的多目标低影响开发措施优化设计方法及应用[J]. 李旦,叶长青. 水电能源科学. 2019(06)
[7]邯郸市永年区土壤耕层肥力变化情况[J]. 郑丽萍,燕利彬,张丽红,高东霞,王俊英. 农业与技术. 2019(11)
[8]暴雨洪水管理模型（SWMM）研究应用及发展趋势[J]. 康得军,孙健,匡帅,江雪,唐虹. 净水技术. 2019 (03)
[9]SWMM模型河道及明满流模拟能力分析研究[J]. 范玉燕,汪诚文,喻海军. 水资源与水工程学报. 2019(01)
[10]基于SWMM的暴雨模拟与LID效果评价——以西南石油大学为例[J]. 周易,戴佳宏,李小龙,李帆. 水利规划与设计. 2019(01)
硕士论文
[1]基于SWMM模型的城市雨洪模拟研究[D]. 苏海龙.西安理工大学 2018
[2]基于SWMM的城市暴雨内涝模拟研究[D]. 贾赛君.辽宁师范大学 2018
[3]基于SWMM模型的悦来会展城雨洪模拟研究[D]. 李伟雨.重庆大学 2018
[4]城市雨水管网模型参数优化及应用研究[D]. 周晓喜.哈尔滨工业大学 2017
[5]西安市典型区域暴雨内涝成因分析与模拟研究[D]. 武大洋.长安大学 2015
[6]基于GIS及SWMM的郑州市暴雨内涝研究[D]. 张杰.郑州大学 2012
本文编号：3613609
【文章来源】：河北工程大学河北省
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
第2章SWMM模型原理11第2章SWMM模型原理2.1SWMM模型概述暴雨洪水管理模型（StormWaterManagementModel，SWMM）是美国为研究城市地表地下雨水径流、污水管网、合流制管网的水量水质而研发的。1971年至今，经过多次模型结构和模拟功能上的改进，已经升级到现在的SWMM5.1版本。它是以Windows为操作平台，具有简洁的操作界面，可编辑城市管网数据。模拟结果以数据图表、时间序列曲线、沿程剖面线、流量过程线和统计结果等多种形式展现管网水流动态，在全球范围内深受水文、水力学者的青睐，目前被广泛应用于城市暴雨积涝、水环境、生态修复、排水系统的设计与规划。SWMM模型的核心引擎模块为服务模块和功能模块[83]。服务模块包含统计、绘图、联合、降雨和温度模块。功能模块包含输送、扩展、径流、调蓄/处理模块。各模块即能独立运行，也能联合运行。各模块之间的关系见图2-1。图2-1SWMM模型各模块关系示意图Fig.2-1SchematicdiagramoftherelationshipbetweenthemodulesoftheSWMMmodel2.2SWMM模型原理2.2.1降雨模型降雨作为模型的外部条件，模拟时可以导入实际降雨数据，也可以输入设计
河北工程大学硕士学位论文12暴雨数据。2.2.2地表产流模型地表产流是指区域内产生的降雨总量扣除土壤下渗、水分蒸发、地表填洼、植物截留等损失后形成的径流过程[84-85]。SWMM模型将研究区划分成若干个形状不一的子汇水区，且每个子汇水区根据不同的地表特性和径流演算过程又分为透水区域A1、有洼地蓄水的不透水区域A2和无洼地蓄水的不透水区域A3。子汇水区分区示意图如图2-2所示。图2-2子汇水区分区示意图Fig.2-2Sub-catchmentzoningdiagram（1）透水区域产流量计算该区域产流量用降雨总量减去地面洼蓄量和土壤入渗量，计算公式如下：)(tfiA1（2-1）式中：A1--透水区域产流量，mm；i--降雨强度，mm/h；f--入渗强度，mm/h；t--降雨历时，h。（2）有洼地蓄水的不透水区域产流量计算该区域产流量用降雨总量减去地面洼蓄量，计算公式如下：DPA2（2-2）式中：A2--有洼地蓄水的不透水区域产流量，mm；P--降雨量，mm；D--洼地蓄水量，mm。（3）无洼地蓄水的不透水区域产流量计算该区域产流量用降雨总量减去蒸发量，计算公式如下：EPA3（2-3）
【参考文献】：
期刊论文
[1]建筑小区的海绵化改造效益核算——以固原市玫瑰苑小区为例[J]. 樊超,孙学良. 环境工程技术学报. 2020(02)
[2]厦门市海沧区乐活岛海绵改造工程关键技术与示范[J]. 张显忠,纪莎莎. 中国市政工程. 2020(01)
[3]广州天河智慧城SWMM参数敏感性分析[J]. 曾家俊,麦叶鹏,李志威,任秀文,潘健,黄国如. 水资源保护. 2020(03)
[4]可持续排水系统的发展与应用研究[J]. 严慈玉,王景芸,康乾昌,周卫,李昕. 城镇供水. 2019(06)
[5]城市排水规划与排涝规划的衔接方法研究[J]. 宋旭升,王辉霞. 工程建设与设计. 2019(16)
[6]基于耦合SWMM模型和NSGA-Ⅱ算法的多目标低影响开发措施优化设计方法及应用[J]. 李旦,叶长青. 水电能源科学. 2019(06)
[7]邯郸市永年区土壤耕层肥力变化情况[J]. 郑丽萍,燕利彬,张丽红,高东霞,王俊英. 农业与技术. 2019(11)
[8]暴雨洪水管理模型（SWMM）研究应用及发展趋势[J]. 康得军,孙健,匡帅,江雪,唐虹. 净水技术. 2019 (03)
[9]SWMM模型河道及明满流模拟能力分析研究[J]. 范玉燕,汪诚文,喻海军. 水资源与水工程学报. 2019(01)
[10]基于SWMM的暴雨模拟与LID效果评价——以西南石油大学为例[J]. 周易,戴佳宏,李小龙,李帆. 水利规划与设计. 2019(01)
硕士论文
[1]基于SWMM模型的城市雨洪模拟研究[D]. 苏海龙.西安理工大学 2018
[2]基于SWMM的城市暴雨内涝模拟研究[D]. 贾赛君.辽宁师范大学 2018
[3]基于SWMM模型的悦来会展城雨洪模拟研究[D]. 李伟雨.重庆大学 2018
[4]城市雨水管网模型参数优化及应用研究[D]. 周晓喜.哈尔滨工业大学 2017
[5]西安市典型区域暴雨内涝成因分析与模拟研究[D]. 武大洋.长安大学 2015
[6]基于GIS及SWMM的郑州市暴雨内涝研究[D]. 张杰.郑州大学 2012
本文编号：3613609
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