“莫兰蒂”强台风期间厦门大学区域暴雨积涝数值模拟研究
发布时间：2021-11-11 18:19
本文综合运用SWMM模型和GIS技术,研究城市暴雨积涝数值模拟理论与技术方法,并且以厦门市厦门大学区域为例,基于基础地理信息数据、城市排水管网数据,构建研究区的SWMM模型,利用聚类分析算法进行参数率定,最终对“莫兰蒂”强台风期间的暴雨内涝状况进行模拟重现,并进行台风暴雨致灾评估。本文的研究结果如下:（1）完成构建厦门大学区域城市暴雨积涝仿真模型。本文通过GIS技术,处理研究区基础数据并提取SWMM模型所需参数,将所有参数实现本地化,完成厦门大学区域城市暴雨内涝仿真模型的构建。（2）利用聚类分析算法对SWMM参数进行率定。本文利用聚类分析算法,根据验证点区域的汇水区参数设置,将汇水区进行分类,对比验证点区域的汇水区参数设置,将属于同一类的汇水区参数进行补全并不断优化调整。率定后的参数模拟得到的结果与实测数据的误差分析表明,所有汇水区的模拟误差均控制在可接受范围内,该方法适用于SWMM模型参数率定。（3）优化地表积水淹没分析算法。本文针对地表积水淹没分析算法的现存问题,对其进行改进与优化。改进后的算法在积水扩散时,对于交叉扩散的栅格,以积水先到达的栅格扩散后的值为最新的高程值,参与下一轮...
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图2-1台风“莫兰蒂”过程累积雨量（14日20时-16日12时，单位：mm）
分辨率为 2.5m 的研究区谷歌地球影像数据，拍摄研究区上空没有云覆盖。如图 2-3。水管网数据。由厦门市市政部门提供，数据更新日期为 井的名称、上下底标高、深度信息；排水口的名称、上底开始节点和终止节点名称、管径、管长、管道形状、管道高程数据。精度为 2.5m 分辨率的高程数据，由厦门市测市高低起伏的地形特征，是城市地表积水分布的依据。本高高程为 58.1m。据。由厦门市气象局提供的区域自动站雨量数据。本研究究区内的厦港街道站点和沿海的演武大桥站点。如图 2-3。据。2016 年 9 月 15 日“莫兰蒂”台风过境后，获取的厦供的厦门市经常发生内涝的区域、新闻媒体所报道的发生定及结果验证。
图 3- 1 研究区原始管网分布图 图 3- 2 研究区概化后管网分布图管道的连接先后顺序就是管道中水流的方向。根据实际排水设施中连接管道的开始节点和结束节点来判断整个流域内的水流方向，用管道将检查井依次连接，对于在实际测量获取参数的过程中有丢失或者统计误差，给予人工纠正，使得整个排水片区内的水流方向合理。对于模型中概化后的检查井，两个检查井之间的距离大于实际排水管网中两个检查井之间的距离，即实际中通过两根以上的管道连接的多个检查井，概化后检查井之间的距离变大，在模型中只能通过一根管道来连接检查井，并且将距离概化管道最近的一条实际管道的属性信息赋值给概化的管道。由于模型是对实际排水设施的概化，并且将原始的几条管道甚至十几条管道概化为一条虚拟管道，因而对于管道的直径设置需要合理调整，使得水流运移的速度符合实际情况，否则概化失去意义。下表 3-2、3-3 为概化后部分管道和检查井的属性值。表 3-2 概化后管道部分属性值
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于SWMM的LID设施对排水管网性能影响研究[J]. 张晓宇,董欣. 山西建筑. 2018(29)
[2]基于低影响开发内涝改造及经济性评估[J]. 周倩倩,许明华,李阿婷,张茜. 水电能源科学. 2018(09)
[3]潮水顶托对雨水管网的影响分析[J]. 苗小波,吕谋,梁风超,王珞桦. 水电能源科学. 2018(06)
[4]降雨雨型和强度对SWMM模型参数局部灵敏度的影响分析[J]. 赵康乾,颜合想,王荫茵,陶涛. 净水技术. 2018(03)
[5]基于Sobol方法的SWMM模型参数敏感性分析[J]. 常晓栋,徐宗学,赵刚,李怀民. 水力发电学报. 2018(03)
[6]外河水位顶托下雨水管网排水能力变化的SWMM模拟[J]. 张家立,丁华凯,高成,赵勇. 水资源与水工程学报. 2017(06)
[7]暴雨洪水管理模型的城市内涝淹没模拟[J]. 王昊,张永祥,唐颖,马骁,常杉,刘宇. 北京工业大学学报. 2018(02)
[8]基于互信息的SWMM模型参数全局敏感性分析[J]. 王汉明,李传奇,熊剑智,宋苏林. 人民黄河. 2017(10)
[9]城市典型下垫面降雨产汇流特性模拟实验研究[J]. 华亚,汪志荣,韩志捷,李洁,刘珊珊. 天津理工大学学报. 2016(06)
[10]基于SWMM模型的城市排水区域降雨及地表产流特征[J]. 熊丽君,黄飞,徐祖信,李怀正,龚玲玲,董梦珂. 应用生态学报. 2016(11)
博士论文
[1]城市洪涝数值模拟技术研究[D]. 喻海军.华南理工大学 2015
[2]随机森林算法优化研究[D]. 曹正凤.首都经济贸易大学 2014
硕士论文
[1]随机森林算法的优化研究及在文本并行分类上的应用[D]. 张鑫.南京邮电大学 2018
[2]基于低影响开发理念的广州高密度旧街区雨水设施模式研究[D]. 胡婷.华南理工大学 2018
[3]基于SWMM的LID措施的雨洪控制效果研究[D]. 武欣然.昆明理工大学 2018
[4]基于SWMM的城市雨水管网超负荷输水的风险评价研究[D]. 殷康烈.重庆交通大学 2017
[5]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
[6]城市雨洪模型参数敏感性分析与率定[D]. 熊剑智.山东大学 2016
[7]排水管网水力计算及暴雨积水模拟方法研究[D]. 张灵敏.华南理工大学 2015
[8]城市排水管网动态水力学建模技术研究[D]. 施南征.杭州电子科技大学 2015
[9]基于HEC-HMS和SWMM的城市雨洪模拟[D]. 边易达.山东大学 2014
[10]基于GIS的城市积涝灾害分析模型研究[D]. 沈东东.南京信息工程大学 2013
本文编号：3489299
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图2-1台风“莫兰蒂”过程累积雨量（14日20时-16日12时，单位：mm）
分辨率为 2.5m 的研究区谷歌地球影像数据，拍摄研究区上空没有云覆盖。如图 2-3。水管网数据。由厦门市市政部门提供，数据更新日期为 井的名称、上下底标高、深度信息；排水口的名称、上底开始节点和终止节点名称、管径、管长、管道形状、管道高程数据。精度为 2.5m 分辨率的高程数据，由厦门市测市高低起伏的地形特征，是城市地表积水分布的依据。本高高程为 58.1m。据。由厦门市气象局提供的区域自动站雨量数据。本研究究区内的厦港街道站点和沿海的演武大桥站点。如图 2-3。据。2016 年 9 月 15 日“莫兰蒂”台风过境后，获取的厦供的厦门市经常发生内涝的区域、新闻媒体所报道的发生定及结果验证。
图 3- 1 研究区原始管网分布图 图 3- 2 研究区概化后管网分布图管道的连接先后顺序就是管道中水流的方向。根据实际排水设施中连接管道的开始节点和结束节点来判断整个流域内的水流方向，用管道将检查井依次连接，对于在实际测量获取参数的过程中有丢失或者统计误差，给予人工纠正，使得整个排水片区内的水流方向合理。对于模型中概化后的检查井，两个检查井之间的距离大于实际排水管网中两个检查井之间的距离，即实际中通过两根以上的管道连接的多个检查井，概化后检查井之间的距离变大，在模型中只能通过一根管道来连接检查井，并且将距离概化管道最近的一条实际管道的属性信息赋值给概化的管道。由于模型是对实际排水设施的概化，并且将原始的几条管道甚至十几条管道概化为一条虚拟管道，因而对于管道的直径设置需要合理调整，使得水流运移的速度符合实际情况，否则概化失去意义。下表 3-2、3-3 为概化后部分管道和检查井的属性值。表 3-2 概化后管道部分属性值
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于SWMM的LID设施对排水管网性能影响研究[J]. 张晓宇,董欣. 山西建筑. 2018(29)
[2]基于低影响开发内涝改造及经济性评估[J]. 周倩倩,许明华,李阿婷,张茜. 水电能源科学. 2018(09)
[3]潮水顶托对雨水管网的影响分析[J]. 苗小波,吕谋,梁风超,王珞桦. 水电能源科学. 2018(06)
[4]降雨雨型和强度对SWMM模型参数局部灵敏度的影响分析[J]. 赵康乾,颜合想,王荫茵,陶涛. 净水技术. 2018(03)
[5]基于Sobol方法的SWMM模型参数敏感性分析[J]. 常晓栋,徐宗学,赵刚,李怀民. 水力发电学报. 2018(03)
[6]外河水位顶托下雨水管网排水能力变化的SWMM模拟[J]. 张家立,丁华凯,高成,赵勇. 水资源与水工程学报. 2017(06)
[7]暴雨洪水管理模型的城市内涝淹没模拟[J]. 王昊,张永祥,唐颖,马骁,常杉,刘宇. 北京工业大学学报. 2018(02)
[8]基于互信息的SWMM模型参数全局敏感性分析[J]. 王汉明,李传奇,熊剑智,宋苏林. 人民黄河. 2017(10)
[9]城市典型下垫面降雨产汇流特性模拟实验研究[J]. 华亚,汪志荣,韩志捷,李洁,刘珊珊. 天津理工大学学报. 2016(06)
[10]基于SWMM模型的城市排水区域降雨及地表产流特征[J]. 熊丽君,黄飞,徐祖信,李怀正,龚玲玲,董梦珂. 应用生态学报. 2016(11)
博士论文
[1]城市洪涝数值模拟技术研究[D]. 喻海军.华南理工大学 2015
[2]随机森林算法优化研究[D]. 曹正凤.首都经济贸易大学 2014
硕士论文
[1]随机森林算法的优化研究及在文本并行分类上的应用[D]. 张鑫.南京邮电大学 2018
[2]基于低影响开发理念的广州高密度旧街区雨水设施模式研究[D]. 胡婷.华南理工大学 2018
[3]基于SWMM的LID措施的雨洪控制效果研究[D]. 武欣然.昆明理工大学 2018
[4]基于SWMM的城市雨水管网超负荷输水的风险评价研究[D]. 殷康烈.重庆交通大学 2017
[5]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
[6]城市雨洪模型参数敏感性分析与率定[D]. 熊剑智.山东大学 2016
[7]排水管网水力计算及暴雨积水模拟方法研究[D]. 张灵敏.华南理工大学 2015
[8]城市排水管网动态水力学建模技术研究[D]. 施南征.杭州电子科技大学 2015
[9]基于HEC-HMS和SWMM的城市雨洪模拟[D]. 边易达.山东大学 2014
[10]基于GIS的城市积涝灾害分析模型研究[D]. 沈东东.南京信息工程大学 2013
本文编号：3489299
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/qxxlw/3489299.html
