基于情景驱动的低影响开发雨水系统评估方法研究

发布时间：2017-10-18 22:44

  本文关键词：基于情景驱动的低影响开发雨水系统评估方法研究

  更多相关文章： 低影响开发 灵敏度分析 熵 模糊层次分析 成本效益分析

【摘要】：快速城镇化改变了下垫面的入渗能力,加上近年来极端降雨事件频发,导致携带高浓度污染物的径流量急剧增大,传统管道承载能力有限,雨水由于不能及时得到排除形成内涝灾害,污染物威胁着下游的生态安全,这些问题都凸显了传统城市雨水排除理念的弊端。借鉴国外低影响开发(Low Impact Development,LID)理念,再结合我国实际国情,海绵城市理念应运而生。目前,我国正处于海绵城市试点建设时期,相关理念和技术还不够完善,海绵城市低影响开发设施较多,如何评价多种设施组合而成的方案,是迫切需要解决的问题。本研究基于情景驱动策略和雨水管理模型SWMM (Storm water management model),开展LID模块参数灵敏度分析,构建LID设施方案评价方法,对不同LID设施的组合情景方案进行评价,为海绵城市建设低影响开发雨水系统构建提供有益参考。借助模型对低影响开发设施的雨水控制效果进行模拟是海绵城市低影响开发雨水系统构建的有效手段和方法之一。模型参数的敏感性分析有助于模型的实际应用。国内外对SWMM模型进行水文、水力、水质参数敏感性分析较多,而对于低影响开发设施的参数敏感性分析较少。基于情景驱动策略,本文借助常用的Morris法开展了低影响开发设施参数敏感性分析,为模型LID模块参数的合理设置提供了参考。从经济、社会和环境三个维度解析,构建了低影响开发雨水系统综合成本效益评价体系,提出了基于熵的模糊层次分析综合评价方法。本文以安徽省池州市江南产业集中区某地块为研究对象,并基于SWMM模型对研究区域进行了概化处理,在此基础上布置了区域雨水管网系统。根据多年连续日降雨统计资料和年径流总量控制要求,通过总控制目标面积权值分配构建了三种不同LID组合的低影响开发雨水系统方案。其中,方案一为生物滞留设施、透水铺装、绿色屋顶的组合；方案二包括生物滞留设施、透水铺装、植草沟三种设施；方案三则是由雨水花园、植草沟和绿色屋顶构成。模拟结果显示,三种方案的径流削减效果分别为80.6%、82.2%、80.9%,但这些组合设施的造价、用地面积和其它效益等也各不相同。为了对这三种方案开展决策评估,采用了本文提出的基于熵的模糊层次分析综合评价方法。在评价决策前,对几种LID设施的参数进行了合理设置,最终的评价结果显示,方案三的综合成本效益最佳。本文最后基于情景驱动模拟分析了2年设计降雨下雨峰系数的变化对传统雨水管网系统和低影响开发雨水管网系统的影响,以及不同降雨强度的情景下,两种系统对径流和洪峰的控制效果。在平均降雨强度不变的情况下,对于出口径流量,传统雨水管网的出口径流随雨峰系数r的增大出现先减小后增大的情况,而LID雨水系统的出口径流随r的增大而增大;对于出口洪峰,两种系统都随雨峰的后移而增大。LID雨水系统的径流控制效果随雨峰r的增大而减小,但洪峰削减效果在中峰有最大值,在前峰和后峰都变小,这与r=0.5时雨量最小有一定的关联。在雨峰r为中峰的不同强度设计降雨的模拟结果显示,低影响开发雨水系统表现出很好的洪峰和径流削减效果。
【关键词】：低影响开发 灵敏度分析 熵 模糊层次分析 成本效益分析
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU992;TV213.9
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 选题背景与研究意义11-12
• 1.1.1 选题背景11-12
• 1.1.2 研究意义12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.2.1 国外低影响开发雨水系统模拟及评估研究进展12-13
• 1.2.2 国内低影响开发雨水系统模拟及评估研究进展13-14
• 1.3 主要研究目标、内容与技术路线14-17
• 1.3.1 研究目标14
• 1.3.2 研究内容14-16
• 1.3.3 技术路线16-17
• 第2章 低影响开发雨水系统17-34
• 2.1 低影响开发设施控制效果分析17-21
• 2.1.1 径流量控制17-19
• 2.1.2 洪峰削减和延迟19-20
• 2.1.3 径流污染控制20
• 2.1.4 雨水资源化利用20-21
• 2.2 LID设施水文控制效果分析21-33
• 2.2.1 生物滞留设施21-24
• 2.2.2 雨水花园24-26
• 2.2.3 绿色屋顶26-28
• 2.2.4 透水铺装28-30
• 2.2.5 植草沟30-31
• 2.2.6 渗渠31-33
• 2.3 本章小结33-34
• 第3章 雨水管理模型与LID模块参数敏感性分析34-57
• 3.1 设计暴雨34-36
• 3.1.1 降雨雨型34-36
• 3.1.2 降雨雨峰36
• 3.2 雨水管理模型36-48
• 3.2.1 SWMM模型概述36-37
• 3.2.2 SWMM模型原理37-48
• 3.3 LID参数灵敏度分析48-55
• 3.4 本章小结55-57
• 第4章 低影响开发雨水系统综合评估57-70
• 4.1 低影响开发雨水系统综合成本效益分析57-60
• 4.1.1 低影响开发设施成本分析58-59
• 4.1.2 低影响开发设施效益分析59-60
• 4.2 多方案评估方法60-66
• 4.2.1 层次分析法60-62
• 4.2.2 模糊层次分析法62-65
• 4.2.3 基于熵的模糊层次分析法65-66
• 4.3 多方案评估体系构建66-69
• 4.4 本章小结69-70
• 第5章 案例应用分析70-92
• 5.1 池州市江南产业集中区某地块70-78
• 5.1.1 区域背景资料70-71
• 5.1.2 汇水面积划分71-73
• 5.1.3 雨水管网设计计算及模型构建73-78
• 5.2 构建多种低影响开发雨水系统方案78-84
• 5.2.1 方案一82-83
• 5.2.2 方案二83-84
• 5.2.3 方案三84
• 5.3 综合成本效益评估及多方案优选84-89
• 5.4 不同降雨情景下低影响开发雨水系统的模拟89-91
• 5.5 本章小结91-92
• 第6章 结论与展望92-95
• 6.1 结论92-93
• 6.2 创新点93-94
• 6.3 展望与建议94-95
• 参考文献95-103
• 在校期间研究成果103-104
• 致谢104

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 梅晓岚,刘应明;深圳市南山区雨水系统现状分析及改造对策[J];给水排水;2005年02期

2 张轶;;浅谈深港西部通道口岸港方管区场地雨水系统设计[J];甘肃科技;2007年01期

3 马洪涛;张晓昕;王强;;基于模型的城市雨水系统改造规划方法——以北京奥林匹克公园地区为例[J];给水排水;2008年10期

4 张晓昕;王强;马洪涛;;奥林匹克公园地区雨水系统研究[J];给水排水;2008年11期

5 王铁风;王靖华;;丘陵缓坡地带下沉庭院雨水系统设计[J];给水排水;2008年11期

6 李俊奇;向璐璐;刘洋;;地震灾后重建中雨水系统规划及处置技术应用[J];市政技术;2009年02期

7 郭永亮;刘伟;;北方丘陵地区中小城市雨水系统设计[J];市政技术;2010年02期

8 刘颂;章亭亭;;西方国家可持续雨水系统设计的技术进展及启示[J];中国园林;2010年08期

9 冷宝一;;试述立交桥雨水系统的组成与设计[J];中国科技财富;2011年03期

10 洪忠;范培沛;;低冲击开发模式在城市雨水系统中的应用[J];中国农村水利水电;2011年07期

中国重要会议论文全文数据库 前6条

1 高斌;庄宝玉;王蔚;;关于城镇雨水系统规划的几点思考[A];全国排水委员会2012年年会论文集[C];2012年

2 周伟恩;;城市规划中雨水系统规划浅谈[A];转型与重构——2011中国城市规划年会论文集[C];2011年

3 李晶;金霏霏;张莉;于树利;;模型辅助典型汇水区雨水系统规划研究[A];多元与包容——2012中国城市规划年会论文集(07.城市工程规划)[C];2012年

4 马洪涛;张晓昕;王强;;基于模型的城市雨水系统改造规划方法——以北京市奥运中心区为例[A];生态文明视角下的城乡规划——2008中国城市规划年会论文集[C];2008年

5 李欣;刘洪海;王蕊;侯钧;沈优越;;绿色生态校园雨水系统规划——以天津大学新校区为例[A];全国排水委员会2012年年会论文集[C];2012年

6 张晓昕;马洪涛;王强;;北京市奥运中心区雨水系统研究[A];2008年全国给水排水技术交流会暨全国水网理事会换届大会论文集[C];2008年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 梅晓岚;刘应明;沿海城市雨水系统改造规划对策研究[N];中国建设报;2003年

2 本报记者 翟立　整理;海绵城市：让城市回归自然[N];中国建设报;2014年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 王文亮;基于多目标的城市雨水系统构建技术与策略研究[D];中国地质大学(北京);2015年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 秦子明;基于排水模型技术的城市小流域综合雨水系统评估分析[D];北京工业大学;2016年

2 袁慎崇;基于情景驱动的低影响开发雨水系统评估方法研究[D];安徽工业大学;2016年

3 户园凌;低影响开发雨水系统综合效益的分析研究[D];北京建筑工程学院;2012年

4 乔梦曦;区域开发不同尺度雨水系统关系研究[D];北京建筑大学;2013年

5 王晓晨;基于低冲击开发技术的城镇区域雨水系统规划的优化[D];天津大学;2014年

6 陈明燕;山地城市雨水系统数值模拟及优化设计[D];重庆大学;2012年

7 刘W，

本文编号：1057590