城市雨水排水系統(tǒng)的管網(wǎng)模型研究.pdf

1、城市雨水排水系統(tǒng)是城市重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，雨水系統(tǒng)的完善程度決定著城市生產(chǎn)、生活的正常運(yùn)轉(zhuǎn)水平。根據(jù)城市雨水排水系統(tǒng)的構(gòu)成，可將雨水排水系統(tǒng)分為兩級(jí)，一是城市雨水管道系統(tǒng)，二是排洪河道。兩級(jí)排水系統(tǒng)之間相互連接，交互影響。排洪河道的水位及流量變化情況，直接或間接影響城市雨水管網(wǎng)的運(yùn)行狀況。因此，為全面系統(tǒng)地分析城市雨水管網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，識(shí)別可能出現(xiàn)內(nèi)澇的區(qū)域，進(jìn)而有針對(duì)性的擬定有效的防澇措施，應(yīng)將城市雨水管網(wǎng)與河網(wǎng)結(jié)合起來考慮，建立城市

2、雨排系統(tǒng)耦合計(jì)算模型。本研究對(duì)此進(jìn)行了一定的嘗試，開展了如下主要工作:
　　1.從城市雨水排水系統(tǒng)的角度出發(fā)，分析了城市雨水管網(wǎng)系統(tǒng)與排洪河道之間的聯(lián)系特征，論述了兩級(jí)排水系統(tǒng)耦合分析的理論依據(jù);從雨水徑流與排放過程入手，研究了內(nèi)澇產(chǎn)生的機(jī)理，并分析了相關(guān)防澇措施。
　　2.通過雨水徑流過程的分析與研究，本文采用數(shù)學(xué)建模的手段建立了由輸入模型、水動(dòng)力模型及耦合模型三部分構(gòu)成的城市雨排系統(tǒng)耦合計(jì)算模型，并研究了各模型現(xiàn)行理論與

3、計(jì)算方法在耦合計(jì)算模型中應(yīng)用的可行性及適用性。分析表明，降雨模型可選用芝加哥合成降雨過程線模擬降雨過程;產(chǎn)流模型可選用霍頓公式模擬入滲過程;匯流模型可選用等時(shí)流線法模擬匯流過程;其建模及計(jì)算工具可采用MIKE URBAN中的降雨徑流模塊。雨水管網(wǎng)水動(dòng)力模型可選用動(dòng)力波法模擬管網(wǎng)匯流過程，其建模及計(jì)算工具采用MIKE URBAN中的MOUSE引擎模塊;河網(wǎng)水動(dòng)力模型選用四點(diǎn)隱式差分理論模擬河網(wǎng)匯流過程，其建模及計(jì)算工具采用MIKE11中的

4、HD水動(dòng)力模塊。耦合模型依據(jù)管網(wǎng)模型理論，采用MIKE FLOOD作為模型耦合及計(jì)算工具，模擬雨水管網(wǎng)系統(tǒng)與河網(wǎng)系統(tǒng)的水動(dòng)力交換過程。
　　3.本文以成都市某區(qū)域?yàn)槔?，建立了該區(qū)域的城市雨排系統(tǒng)概化模型。根據(jù)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定，選用重現(xiàn)期為3年的非恒定降雨情景作為輸入條件。為簡(jiǎn)化模型，提高運(yùn)算效率，本文在模型計(jì)算時(shí)，依據(jù)雨水管網(wǎng)的管徑大小，將雨水管網(wǎng)系統(tǒng)分為兩級(jí)，進(jìn)行分級(jí)模擬計(jì)算。通過對(duì)該區(qū)域內(nèi)一級(jí)雨水管網(wǎng)與河網(wǎng)的水動(dòng)力