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GZ市沙河涌流域合流制排水管网模型的研究及应用

作　者: 赵小根
导　师: 余健
学　校: 湖南大学
专　业: 市政工程
关键词: 排水管网水力模型模型校核径流系数正交试验
分类号: TU992.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 33次
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内容摘要

排水管网是保障城市日常正常运行的基础设施，对消除和减少城市晴天管道溢流和暴雨道路积水等内涝灾害有至关重要的作用。在现代化城市中利用排水管网水力模型指导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。为此，本文选择InfoWorks CS为水力模拟软件，建立了GZ市沙河涌流域合流制排水管网水力模型，从实践层面为GZ市及其他城市的排水系统设计管理提供指导。本文首先总结了国内外城市排水模型的研究及应用现状；其次，介绍了合流制排水管网系统数学模型构成模块以及InfoWorks CS模型软件的计算模块。然后，详细介绍了GZ市沙河涌流域合流制排水管网模型的建立过程与校核验证方法，评估管网的淤积风险及主干管的运行负荷状态、晴天溢流和地下水入渗，并在此基础上，分析管网系统中存在的问题，针对流域溢流及水浸两重点关注对象提出了优化工程措施。最后，在已建立的准确的合流排水管网系统模型的基础上，分析沉积物厚度的变化对排水模型的影响，并且通过正交实验的极差、方差分析的方法考察下垫面径流系数对模型的影响。研究结果表明：沉积物厚度增加管径的5%、10%、15%、20%、25%时，五种工况下管网水位平均增幅分别为13.8%、16.7%、18.8%、19.6%和19.5%。流域三种下垫面对合流模型的影响从强到弱排列为：铺装＞房屋＞道路，其径流系数分别取0.4、0.7、0.6时，模型径流总量、峰值流量最小。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-9
第1章绪论  9-14
  1.1 合流制管网水力模型的研究背景及意义  9
  1.2 合流制管网水力模型概述  9-13
    1.2.1 水力模型的概念及分类  9-10
    1.2.2 国内外水力模型的应用研究发展  10-11
    1.2.3 水力模型软件介绍  11-13
  1.3 本课题研究的内容和方法  13-14
第2章基于 InfoWorks CS 的水力建模  14-18
  2.1 合流制排水管网水力模型的数学理论  14-16
    2.1.1 降雨模型  14-15
    2.1.2 产流模型  15
    2.1.3 汇流模型  15
    2.1.4 管网水动力模型  15-16
  2.2 InfoWorks CS 水力模型的计算原理  16-18
    2.2.1 管流模型  16-17
    2.2.2 压力管流模型  17
    2.2.3 渗透求解模型  17-18
第3章 G 市沙河涌流域晴天旱流模型的建立及应用  18-62
  3.1 G 市排水管网水力建模项目简介  18
  3.2 晴天水力模型构建  18-34
    3.2.1 数据标准化  18-19
    3.2.2 模型基础数据导入  19-21
    3.2.3 拓扑结构检查  21-23
    3.2.4 汇水区域划分  23-24
    3.2.5 模型参数和边界条件设定  24-34
  3.3 晴天污水流量监测  34-43
    3.3.1 监测点选取  34-36
    3.3.2 监测数据处理及分析  36-42
    3.3.3 监测数据质量评估  42-43
  3.4 晴天水力模型校核验证  43-61
    3.4.1 晴天模型运行校核  43-44
    3.4.2 校核完成质量评估  44-48
    3.4.3 晴天模型验证  48-54
    3.4.4 晴天管网运行结果分析  54-61
  3.5 本章小结  61-62
第4章 G 市沙河涌流域合流制管网模型的建立及应用  62-85
  4.1 雨天运行模型参数设置  62-63
  4.2 合流制管网模型校核评估  63-69
    4.2.1 雨天流量监测数据  63-64
    4.2.2 雨天降雨数据  64-66
    4.2.3 雨天校核完成质量评估  66-69
  4.3 合流制管网模型验证评估  69-72
    4.3.1 FM1 验证完成情况  69-70
    4.3.2 FM2 验证完成情况  70
    4.3.3 FM3 验证完成情况  70-71
    4.3.4 FM4 验证完成情况  71
    4.3.5 FM6 验证完成情况  71-72
    4.3.6 验证完成情况统计  72
  4.4 降雨对合流制管网的影响分析  72-75
    4.4.1 水浸内涝点原因初步分析  73-74
    4.4.2 雨天溢流量分析  74
    4.4.3 截污管对合流管的运行影响分析  74-75
    4.4.4 河涌水位对合流管泄洪影响分析  75
  4.5 合流制管网模型应用  75-84
    4.5.1 沙河涌西侧截污管设计方案校核  75-78
    4.5.2 沙河涌天河立交水浸内涝分析及方案校核  78-84
  4.6 本章小结  84-85
第5章排水管网模型影响因素研究分析  85-91
  5.1 下游泵站水位的影响  85-87
  5.2 管网沉积物厚度的影响  87-88
  5.3 径流系数的影响  88-90
  5.4 本章小结  90-91
结论与建议  91-93
参考文献  93-96
致谢  96

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