基于SWMM的滇池环湖截污干渠截留农业径流对干渠水量的影响研究

发布时间：2017-08-02 06:18

  本文关键词：基于SWMM的滇池环湖截污干渠截留农业径流对干渠水量的影响研究

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【摘要】：旨在改善滇池水环境的环湖截污工程体系已部分投入运行。在滇池东岸段的干渠截污体系中,为了探究城市化后的环湖截污干渠的运行效能,从而设计出以干渠为中心的一套高效截流的错峰、调蓄系统和调控方案,前期已建立了呈贡县示范工程区域的规划态模型。已经投入使用的干渠运行实况和效果如何,在服务区域内城市化进程中能否与前端排水系统和后续污水处理厂协调实现高效截留是当前亟待解决的关键问题。为了深入了解当前环湖截污干渠的收集水和输配水的性能,本文基于前期建立的规划态模型的研究成果,建立了现状态模型以探究分析环湖截污干渠在当前各种工况下的截留水量和截留效率,为后期截污工程完善和高效调配截污体系提供了支撑,具体研究内容如下:(1)对干渠的集水范围进行了调查;在干渠收水范围内,对干渠前端的排水系统(农灌沟渠)的空间地理坐标、输配水实况和干渠终端污水处理厂的运行现状进行了调查统计;这些将是建立模型的基础资料;(2)基于前期调查和收集的基础资料,借用Arcgis的空间分析工具和强大的数据管理系统、数字高程模型和Google高清卫星地图,采用SWMM建立了较为精细的降雨径流模型,并对模型进行校正,提高模拟的可靠性;(3)分别针对单一场次的实测降雨和长历时降雨两种降雨边界模式进行模拟,分析对比不同暴雨强度下干渠的截留率,统计干渠的年截留率;(4)考虑干渠终端管段限流后,统计干渠的截留水量和截留效率;分析干渠终端限流对干渠截留率的影响;(5)对比前期已完成的规划态模型和现状模型同一边界条件下的干渠截留水量,对干渠在城市化进程中的收集水和输配水的变化进行预测。得出的主要结论有:(1)经过对模型的校正,得出滇池东岸呈贡县农业片区的平均不透水率为0.57;(2)通过选取近4年12场不同强度实测单场降雨的模拟,干渠没有出现溢流;干渠总截留水量不仅跟总的降雨量有关,跟降雨历时和最大小时降雨量也有关系。干渠出口的流量峰值会受到总降雨量、降雨历时和最大小时降雨量共同作用的影响;(3)当前,干渠能够截留降雨量为70mm或暴雨重现期为6a的全区域降雨,当降雨量大于70mm或暴雨强度大于6a时,部分农灌沟渠首先出现溢流,但并不会形成降雨径流的二次污染;(4)实测单一场次降雨条件下干渠的截留效率能达到30%左右,干渠在降雨量为70mm,即干渠在收集研究区域内的全区域降雨时截留效率最高;(5)长历时降雨条件下的年降雨量与干渠的总截留水量呈明显的一致的变化趋势,年降雨量大,干渠的截留水量就会增加,年降雨量降低时,干渠的截留水量也会相应减少;干渠的截留水量可以为后续污水处理厂的运行优化或扩建提供数据支撑;(6)长历时降雨条件下干渠的截留效率明显高于单场降雨,干渠平均截留率能够达到80%;(7)在干渠终端设施污水处理厂的处理能力有限的情况下,干渠的截留效率较未限流时明显降低,且污水处理厂的运行负荷越小,干渠的截留率越小;当污水处理厂扩建后的运行负荷提高为设计负荷的2倍时,干渠的截流率能提高10%左右。(8)对比规划态和现状态模型中干渠在同场降雨条件下的运行状况,发现城市化前后,规划态模型中干渠截流量是现状模型中干渠截流量的2倍左右,规划态模型中干渠截流量峰值要比现状模型中干渠截流量峰值提前。
【关键词】：滇池 截污干渠 SWMM 雨水径流 截留效率
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU992;TV133
【目录】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-10
• 1 绪论10-22
• 1.1 课题研究背景与意义10-12
• 1.1.1 课题研究背景10-11
• 1.1.2 研究区域概况11-12
• 1.1.3 课题研究目的与意义12
• 1.2 国内外研究与应用现状12-19
• 1.2.1 农业非点源污染控制12-15
• 1.2.2 降雨径流模型15-17
• 1.2.3 滇池流域降雨径流调查现状17-19
• 1.3 本文课题提出、研究内容和技术路线19-20
• 1.3.1 课题提出19
• 1.3.2 本文的研究内容19-20
• 1.3.3 本文的技术路线20
• 1.4 本章小结20-22
• 2 研究区域排水系统现状调查22-36
• 2.1 昆明市滇池东岸环湖截污干渠集水范围调查22-26
• 2.1.1 呈贡县示范工程区域内雨污收集实况调查22-24
• 2.1.2 环湖截污干渠集水范围调查24-25
• 2.1.3 洛龙河混合污水厂运行现状25-26
• 2.2 昆明市滇池东岸呈贡片区农灌沟渠现状调查26-34
• 2.2.1 农灌沟渠（通水明渠）的空间地理分布和地理位置调查29-31
• 2.2.2 农灌沟渠水流走向和尺寸统计31-34
• 2.3 本章小结34-36
• 3 地理信息系统与降雨径流模型的结合36-42
• 3.1 地理信息系统（GIS）36-37
• 3.1.1 地理信息系统简介36
• 3.1.2 数字高程模型的应用36-37
• 3.2 SWMM模型概述37-41
• 3.2.1 SWMM模型的组成37-38
• 3.2.2 SWMM模型的原理分析38-41
• 3.3 本章小结41-42
• 4 滇池东岸呈贡县农灌沟片区数字化模型的建立42-56
• 4.1 基础模型构建42-51
• 4.1.1 地形信息处理42-46
• 4.1.2 土地利用46-47
• 4.1.3 节点与管网生成47-50
• 4.1.4 子汇水面积划分50-51
• 4.2 模型参数的确定、率定及验证51-55
• 4.2.1 模型参数初步拟定51-52
• 4.2.2 基于实测数据的参数率定52-55
• 4.3 本章小结55-56
• 5 基于SWMM模型的滇池东岸环湖截污干渠截留效率分析56-82
• 5.1 课题前期研究成果56
• 5.2 降雨边界条件56-57
• 5.3 实测降雨条件下干渠截留效率分析57-66
• 5.3.1 实测降雨条件下干渠截留量分析57-65
• 5.3.2 实测降雨条件下干渠截留效率分析65-66
• 5.4 长历时降雨条件下干渠截留效率分析66-73
• 5.4.1 长历时降雨条件下干渠截留量分析66-72
• 5.4.2 长历时降雨条件下干渠截留效率分析72-73
• 5.5 滇池东岸截污干渠终端限流后干渠水量变化73-78
• 5.5.1 实测降雨+限流后干渠的截留量分析73-75
• 5.5.2 长历时降雨+限流后干渠的截留效率分析75-78
• 5.6 现状干渠与规划态干渠截留水量的对比分析78-80
• 5.7 本章小结80-82
• 6 结论与建议82-84
• 6.1 结论82-83
• 6.2 建议83-84
• 致谢84-86
• 参考文献86-90
• 附录90
• A 作者在攻读学位期间发表的代表性论文目录90
• B 作者在攻读学位期间参与的科研与工程活动90

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：607982