海绵城市雨水管理优化与监测系统设计

发布时间：2021-02-27 02:39

　　海绵城市是为解决我国城市内涝、河流水污染而提出的新型雨水管理理念,现正处于试点建设期。作为海绵城市试点之一,萍乡市老城区部分排水管建设年份久远,城市人口密集,存在排水管堵塞、渗漏,水环境污染等风险,故萍乡海绵城市建设需根据老城区的特点,有针对性地进行雨水管理的规划设计及海绵工程的后期运维。因此,本文研究海绵城市雨水管理措施优化设计方法,设计具有管理优化、监测预警、远程调控等功能的萍乡海绵城市监测系统。首先,利用SWMM（Stormwater Management Model）建立萍乡市西门内涝区的降雨-径流模型,将SWMM与Matlab对接,进行模型不确定参数的敏感性分析及基于遗传算法的参数率定。导入城市设计降雨序列,实现在不同降雨重现期下的降雨-径流模拟。其次,建立了以建筑小区为尺度的LID（Low Impact Development）布设多目标优化模型。经PICEA-g多目标进化算法求解得到Pareto解集,由此分析得到一组LID布设成本-效益最优方案,由SWMM模型模拟验证可知,在不同重现期设计降雨下,系统径流总量削减率最高达到21.8%,系统径流峰值削减率在10%以上,SS污... 

【文章来源】：东北电力大学吉林省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 课题国内外研究现状
        1.2.1 雨水管理的研究现状
        1.2.2 海绵城市的研究现状
        1.2.3 城市排水系统在线监测的研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 海绵城市降雨-径流模型建立
    2.1 SWMM模型组成与模拟原理
        2.1.1 水文过程模拟
        2.1.2 水力过程模拟
        2.1.3 水质过程模拟
    2.2 模型构建与模块参数设置
        2.2.1 研究区域概况
        2.2.2 研究区模型概化
        2.2.3 各模块参数设置
        2.2.4 生成设计降雨序列
    2.3 模型参数率定
        2.3.1 Matlab与SWMM模型对接
        2.3.2 参数敏感性分析
        2.3.3 基于遗传算法的参数率定
    2.4 本章小结
第3章 低影响开发设施优化布设方法研究
    3.1 低影响开发设施种类及布局
        3.1.1 研究区低影响开发设施种类
        3.1.2 低影响开发设施布局及模型部署方式
    3.2 低影响开发设施布设规模优化
        3.2.1 设置优化决策变量
        3.2.2 确定优化目标函数
        3.2.3 PICEA-g多目标优化算法
        3.2.4 SWMM与PICEA-g算法联合
    3.3 低影响开发设施布设方案制定
        3.3.1 成本-效益最优解
        3.3.2 模型模拟验证最优解
        3.3.3 与应用NSGA-Ⅱ算法比较
    3.4 本章小结
第4章 调蓄池优化调控策略研究
    4.1 调蓄池概述及模型设置方法
        4.1.1 调蓄池概述
        4.1.2 调蓄设施在模型设置方法
    4.2 建立调蓄池优化调控模型
        4.2.1 制定调蓄池调控方案
        4.2.2 确定决策变量
        4.2.3 设定目标函数
    4.3 模型求解与调控策略分析
        4.3.1 调蓄池优化模型求解分析
        4.3.2 调蓄池优化调控策略分析与验证
    4.4 本章小结
第5章 海绵城市监测系统设计
    5.1 海绵城市监测系统总体设计方案
    5.2 海绵城市监测系统硬件设计
        5.1.1 海绵城市工程管网监测系统设计
        5.1.2 海绵城市水域水质监测系统设计
    5.3 监测系统组态软件设计
        5.3.1 组态软件基本设置
        5.3.2 监测系统组态设计
        5.3.3 监测系统用户交互界面
        5.3.4 报表查询及数据历史曲线
        5.3.5 事件报警
    5.4 海绵城市监测平台现场测试
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]不同模式雨水调蓄池与低影响开发组合对雨洪控制的效果[J]. 焦春蛟,吕谋,张士官,宋杰.  科学技术与工程. 2019(34)
[2]基于SWMM的初期雨水调蓄池容积确定及截污效能模拟[J]. 熊子鹰,肖存艳,蔡甜,詹健.  水电能源科学. 2019(01)
[3]偏好多目标进化算法研究综述[J]. 王丽萍,丰美玲,邱启仓,章鸣雷,邱飞岳.  计算机学报. 2019(06)
[4]海绵城市理论及其在城市规划中的实践构想[J]. 何军民.  中华建设. 2018(11)
[5]海绵城市建设的“萍乡答卷”——萍乡市海绵城市试点建设的做法和成效[J]. 叶华林.  老区建设. 2018(01)
[6]城市设计暴雨研究综述[J]. 梅超,刘家宏,王浩,向晨瑶,周晋军.  科学通报. 2017(33)
[7]中国海绵城市建设的水问题研究与展望[J]. 夏军,张永勇,张印,邹磊,王强.  人民长江. 2017(20)
[8]海绵城市系统构建模式[J]. 王浩,梅超,刘家宏.  水利学报. 2017(09)
[9]大尺度森林碳循环过程模拟模型综述[J]. 谢馨瑶,李爱农,靳华安.  生态学报. 2018(01)
[10]基于SWMM的雨水调蓄池容积研究[J]. 邵泽岩,冯燕.  工业用水与废水. 2017(04)

博士论文
[1]排水系统模型在城市雨水水量管理中的应用研究[D]. 谭琼.同济大学 2007

硕士论文
[1]海绵城市背景下调蓄池水质调控规则研究[D]. 王天舒.西安理工大学 2019
[2]海绵城市背景下调蓄池水量调控规则研究[D]. 李孟钒.西安理工大学 2019
[3]西南地区海绵城市评价方法与应用研究[D]. 梁雯.西南科技大学 2019
[4]基于SWMM的LID与雨水调蓄池联合运行方案功效研究[D]. 陈思飖.重庆大学 2017
[5]雨水系统水质监测和水质模拟的研究[D]. 成龙.天津大学 2017
[6]基于水力模型的雨水蓄水池优化研究[D]. 刘瑞丰.哈尔滨工业大学 2015
[7]基于SWMM的分流制系统初期雨水调蓄池调蓄能力研究[D]. 潘羽.重庆大学 2015
[8]基于S12单片机的高炉煤气CO含量激光检测系统[D]. 李家荣.武汉科技大学 2011



本文编号：3053555