G市L涌排水系统水力模型建立及其应用

论文摘要

城市排水管网系统是重要的城市基础设施,在防止出现合流制管道溢流、雨天道路积水等内涝灾害承担非常重要的作用。通过排水管网系统水力模型可以有效的指导排水系统管理和控制以及规划设计。随着计算机技术的发展,排水系统水力模型软件的开发和应用得到发展,利用排水管网计算机水力模型辅助城市排水系统的设计、改造和管理是提升一个城市市政基础设施建设和管理的有效途径,模型的辅助不但有利于改善系统运行状况,提高排水系统管理的效率,还为排水安全提供保障。本文总结了国内外城市排水管网系统模型的研究及应用现状,介绍了排水管网数学模型构成、原理及建模技术方法,同时结合G市建模实际需求,提出了包括数据收集与录入、拓扑结构检查、汇水区域划分、模型参数设置、模型校核方法以及模型结果分析的一套适用的建模方法。在排水管网系统建模理论与方法研究的基础上,将模型应用于G市L涌排水系统的水力建模。利用实测排水过程线对模型进行校核,研究模型的实际应用。研究结果表明,L涌排水系统截污干管改造时,天河南二路管径扩大可以改善管道的运行情况,五山渠箱分流改造可以明显减小东侧主干管运行负荷,两个方案同步实施可以兼顾当前与远期发展的需要,效果优于单独改造；因此,建议同步实施两个改造方案,可以有效的改善现状排水系统的运行条件。此外,模型研究主渠箱水位对L涌排水系统影响时发现,主渠箱水位降低可以通过多种途径实现,同时,模型分析计算得到了主渠箱水位对L涌排水系统运行影响范围,研究成果为排水系统的营运管理提供了理论参考,同时也为系统问题分析指明方向。论文所得成果不仅从实践层面为G市的排水系统设计管理提供了依据与参考,也为国内其他城市利用模型进行排水系统进行设计管理提供了参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 城市排水管网模型研究目的
• 1.1.1 排水管网模型
• 1.1.2 城市排水管网模型研究的背景
• 1.2 排水管网系统模型的研究进展
• 1.2.1 国外排水系统水力模型的发展
• 1.2.2 国内排水管网系统模型的发展及应用现状
• 1.3 课题研究内容和意义
• 1.3.1 课题研究内容
• 1.3.2 课题研究意义
• 第2章 排水管网模拟理论基础及技术方法
• 2.1 排水管网系统数学模型的构成
• 2.1.1 旱流污水模型
• 2.1.2 降雨-径流模型
• 2.1.3 管网汇流模型
• 2.2 排水管网系统建模技术方法
• 2.2.1 排水管网系统建模基础数据及其收集
• 2.2.2 排水管网系统水力模型的校核
• 2.2.3 排水管网系统建模的技术路线
• 第3章 G市L涌排水系统水力模型的建立
• 3.1 建模内容
• 3.2 建模步骤
• 3.2.1 数据收集
• 3.2.2 模型建立
• 3.2.3 模型校核
• 第4章 模型实际工程应用
• 4.1 L涌流域截污干管改造模型分析
• 4.1.1 L涌流域系统简介
• 4.1.2 模型建立及校验
• 4.1.3 系统现状输水能力评价
• 4.1.4 改造方案模型分析
• 4.1.5 主要结论
• 4.2 主渠箱水位对L涌排水系统影响的模型分析
• 4.2.1 项目背景
• 4.2.2 模型建立及校验
• 4.2.3 降低主渠箱运行水位的方案模型分析
• 4.2.4 主渠箱水位对L涌排水系统的影响范围及程度模型分析
• 4.2.5 水位降低对系统运行的影响
• 4.2.6 主要结论
• 结论及建议
• 参考文献
• 致谢