基于排水模型技术的城市小流域综合雨水系统评估分析

发布时间：2017-06-30 09:21

  本文关键词：基于排水模型技术的城市小流域综合雨水系统评估分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国城市化进程大幅增速以及频现的极端暴雨天气,城市雨水排除系统压力日益增大。发达国家在城市发展过程中已经形成了以“低影响性开发(Low Impact Development)”为核心的新型城市雨水管理理念。近年来,低影响开发在我国城市建设中也得到了快速发展和普及,在政府层面也给予了大力支持。目前发达国家大多已经处于城市排水径流模型非常完善,并可在流域排水模型基础上对LID设施的设计进行评估的阶段。我国目前也出现了一批基于排水模型研究指导规划设计及运行管理的工程实例。国内大部分研究把城市雨水管网系统和区域开发项目LID措施研究人为割裂,事实上,通过排水模型分析市政管网排水能力并找出薄弱环节与利用排水模型评估优化建设项目雨水系统低影响开发措施方案,应作为一个系统的两个不可或缺的部分进行辩证统一地研究。本研究主要内容为通过排水模型模拟,在准确掌握市政排水管网实际接纳能力的基础上对新改扩建项目的低影响性开发综合雨水系统进行分析,并探索出一种在全面实现高重现期标准城市雨水系统规划情况下,有效地评估新改扩建项目雨水系统安全接入市政管网的方法。研究以北京丰南小流域为例,利用InfoWorks Integrated Catchment Management(ICM)软件建立了该流域的排水系统数学模型,并通过有代表性的历史雨型及市政管网运行维护单位提供的淹没范围、水深等与历史调查资料进行了模型的率定和验证。利用此模型首先对整个丰南小流域现况排水管网进行了模拟分析评估,在此基础上选取外部市政雨水管线能力充足/不足两个改造项目分别进行模拟研究,分析评估建设项目雨水排放对现有市政排水系统的影响及其内部雨水控制利用措施效果。本次研究主要成果如下:(1)通过排水模型模拟可以找出市政雨水管网中的薄弱环节加以提升,但通过局部改造使现况排水管网1-3年重现期标准全面达到规划的3-5年很难实施。(2)在建立流域排水模型进行分析评估时,应落实区域雨水排除规划实施情况及进度,评估项目外排流量对市政雨水系统影响时要采用同一规划水平年资料,注意市政雨水管线建设滞后于项目开发及下游管线升级改造建设滞后于上游管线改造的情况。(3)开发建设项目雨水控制与利用措施的效果不能仅依靠单一措施来实现,需要依赖多种措施组合达到错峰、削峰和雨水滞蓄的效果。在无法增大外部雨水系统能力时能通过渗、蓄、滞等多种以实现低影响性开发的宗旨。排水模型技术对于已建成城区现有雨水系统升级改造和新改扩建项目雨水系统方案评估能起到重要的指导意义。这将是今后我国城市排水模型技术应用的又一热点!
【关键词】：城市排水系统 雨水控制利用 接纳能力 数学模型 外排雨水量
【学位授予单位】：北京工业大学
【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
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 国内外研究现状11-17
• 1.2.1 国外研究现状11-16
• 1.2.2 国内研究现状16-17
• 1.3 目前存在的问题17-18
• 1.4 研究内容及意义18-19
• 第2章 研究对象及技术方案19-22
• 2.1 研究范围19
• 2.2 研究对象19-20
• 2.3 研究思路及技术路线20-21
• 2.3.1 研究思路20-21
• 2.3.2 技术路线21
• 2.4 本章小结21-22
• 第3章 丰南小流域雨水系统模型的建立22-28
• 3.1 雨水管网一维数学模型的构建22-25
• 3.1.1 基本信息的录入及修正22-23
• 3.1.2 小流域模型汇水区的划分23
• 3.1.3 汇水区设置——下垫面解析及水文模型参数选取23-25
• 3.1.4 重要排水设施的设置  泵站、堰、调蓄池等25
• 3.2 数学模型率定和验证25-26
• 3.3 模型中雨型的选择26-27
• 3.4 本章小结27-28
• 第4章 小流域雨水系统分析28-33
• 4.1 小流域雨水系统现况概述28
• 4.2 流域内雨水系统整体排水能力分析28-29
• 4.3 流域内市政雨水干线接纳能力评估29-31
• 4.4 本章小结31-33
• 第5章 项目外部雨水干线能力充足案例33-38
• 5.1 案例概述33
• 5.2 案例基础情况33-34
• 5.3 模型评估参数34-35
• 5.4 模型评估35-37
• 5.4.1 评估目标及标准35
• 5.4.2 项目外部市政雨水干线评估35
• 5.4.3 项目内部综合雨水系统评估及方案措施比选35-36
• 5.4.4 评估结果36-37
• 5.5 本章小结37-38
• 第6章 项目外部雨水干线能力不足案例38-72
• 6.1 案例概述38
• 6.2 案例基本设施情况38-41
• 6.3 模型参数选择41-44
• 6.4 模型评估44-71
• 6.4.1 评估目标及标准44
• 6.4.2 项目外部市政雨水干线评估44-45
• 6.4.3 项目内部综合雨水系统评估及方案优化45-70
• 6.4.4 评估结果70-71
• 6.5 本章小结71-72
• 结论及展望72-74
• 结论72
• 展望72-74
• 参考文献74-77
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文77-78
• 致谢78

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