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城市排水管网系统模拟方法和应用

作　者: 谢莹莹
导　师: 刘遂庆
学　校: 同济大学
专　业: 市政工程
关键词: 排水管网水力建模 SWMM模型动态模拟管网汇流
分类号: TU992
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 888次
引　用: 15次
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内容摘要

城市排水管网系统是重要的城市基础设施，也是城市水污染防治和城市排渍防涝的骨干工程，对消除和减少城市道路积水、合流制管道溢流等内涝灾害发挥着重要的安全保障作用。建立城市排水管网系统模型的目的是模拟或预测系统中各部分的水流状况，以便对排水系统进行管理和控制。随着计算机技术、网络技术和通信技术等信息技术的飞速发展，城市排水管网事业信息化管理带来了的机遇和挑战，使排水管网水力模型的建立和现代化管理技术应用成为可能。建立城市排水管网系统模型是实现城市排水管网系统信息化管理的重要途径。本文针对城市排水管网系统水力模型的建立，首先总结了国内外城市排水管网系统模型的研究现状及应用发展，系统地阐述了城市排水管网系统的应用背景、概念及分类等。其次，分析了排水管网系统数学模型构成和技术方法，其中结合ZHJ市镇江建模实际需要，针对建模中数据重要性及数据需求等问题，进行了排水管网模型的数据需求分析，提出了动态水力模型的数据分类和收集方法体系，为以后的城市排水管网建模工作提供技术支持，使收集数据的过程更有方向性和针对性；并提出具有二级网络结构的排水监测系统，以获得模型校验所需的水力运行数据。然后，分析了SWMM模型的建模原理和技术方法。最后，在排水管网系统建模理论与方法研究的基础上，将SWMM模型应用于ZHJ市主城区排水管网系统建模，对模型的建立及应用进行了研究。提出了包括基础数据搜集与录入、汇水子流域划分、模型参数初选和模拟情境设计分析的排水管网实用建模方法。模拟情境基于城市暴雨强度公式，应用芝加哥过程线模型合成了不同重现期的降雨情境，对排水管网进行非恒定流动态模拟分析。初步建立了ZHJ市主城区排水管网系统模型，可为排水管网系统服务性能的总体评价及系统瓶颈识别提供科学依据和参考。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-12
第1章绪论  12-17
  1.1 排水管网系统动态模拟的目的和意义  12-15
    1.1.1 动态模拟的背景  12-15
    1.1.2 动态模拟的意义  15
  1.2 课题研究的内容和方法  15-17
第2章排水管网系统模型的发展和现状  17-26
  2.1 排水管网系统模型概念  17-19
    2.1.1 模型概述  17-18
    2.1.2 模型分类  18
    2.1.3 模型应用  18-19
  2.2 排水管网系统模型的发展  19-21
    2.2.1 模型理论的发展  19-20
    2.2.2 计算机模型的发展  20
    2.2.3 模型的应用发展  20-21
  2.3 国外排水管网系统模拟软件  21-24
  2.4 我国排水管网系统模型的研究及应用现状  24-26
    2.4.1 模型的自主开发和应用  24-25
    2.4.2 对国外模型软件的应用研究  25-26
第3章排水管网系统的模拟理论和技术方法  26-51
  3.1 排水管网系统数学模型及其构成  26-38
    3.1.1 降雨模型  26-27
    3.1.2 地面径流模型  27-31
    3.1.3 管网汇流模型  31-38
  3.2 排水管网系统建模的数据基础及其收集方法  38-42
    3.2.1 排水管网系统模型的数据分类  38-40
    3.2.2 动态水力模型数据源分析  40-42
  3.3 模型校准与模拟监测技术  42-49
    3.3.1 排水管网系统模型的校准  42-44
    3.3.2 排水管网系统水力监测技术  44-49
  3.4 排水管网系统建模的技术流程  49-51
第4章基于 SWMM的排水管网系统模拟方法与步骤  51-68
  4.1 SWMM软件的背景  51-52
    4.1.1 发展历程  51
    4.1.2 SWMM模型功能  51-52
  4.2 SWMM模型的理论方法  52-59
    4.2.1 子流域概化  52-53
    4.2.2 产流计算模型  53
    4.2.3 下渗计算模型  53-56
    4.2.4 非线性水库模型  56-57
    4.2.5 管网汇流演算  57-58
    4.2.6 稳定性条件  58-59
  4.3 SWMM建模基本技术路线  59-68
    4.3.1 建立新项目  59-60
    4.3.2 绘制建模对象  60-61
    4.3.3 属性设置  61-62
    4.3.4 运行模拟  62-63
    4.3.5 模拟结果查看  63-67
    4.3.6 状态报告  67-68
第5章案例分析——ZHJ排水管网系统建模  68-95
  5.1 建模区概况  68-71
    5.1.1 建模区域概况  68-70
    5.1.2 存在的问题  70-71
    5.1.3 目标  71
  5.2 模型建立过程  71-84
    5.2.1 管网概化  71-74
    5.2.2 划分汇水子流域  74-79
    5.2.3 创建模型背景图  79-82
    5.2.4 确定模型参数  82-84
  5.3 排水管网系统的模拟  84-95
    5.3.1 不同降雨情境的模拟  85-87
    5.3.2 模拟结果及分析  87-95
第6章结论与建议  95-97
  6.1 结论  95
  6.2 建议  95-97
致谢  97-98
参考文献  98-101
个人简历在读期间发表的学术论文与研究成果  101

城市排水管网系统模拟方法和应用

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