基于SWMM模型的邯鄲某區(qū)城市內(nèi)澇模擬研究
發(fā)布時(shí)間:2022-02-04 17:13
近年來,由于城市發(fā)展增加的不透水地面使得雨水快速匯流至管網(wǎng),遇到極端天氣,就會(huì)增加雨水管網(wǎng)的水力負(fù)荷造成溢流,從而引發(fā)城市內(nèi)澇。城市內(nèi)澇災(zāi)害不僅影響交通安全,破壞公共財(cái)物,甚至還威脅到人民的生命健康,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。目前,關(guān)于應(yīng)用模型模擬城市內(nèi)澇積水區(qū)及積水時(shí)排水管網(wǎng)系統(tǒng)徑流變化過程研究成果尚少,且應(yīng)用不足。本文針對(duì)目前日益突出的城市內(nèi)澇問題,選取邯鄲市某區(qū)域建立SWMM(Storm Water Management Model,暴雨洪水管理模型)模型。在實(shí)測(cè)降雨基礎(chǔ)上運(yùn)用修正的Morris篩選法分析參數(shù)的靈敏性,在設(shè)計(jì)暴雨情境下采用徑流系數(shù)法率定、驗(yàn)證模型參數(shù),最后通過率定后的模型模擬不同重現(xiàn)期降雨下研究區(qū)域地表徑流、管段超載、節(jié)點(diǎn)溢流、排放口徑流變化規(guī)律,分析內(nèi)澇積水地點(diǎn),積水深度,評(píng)估現(xiàn)狀雨水系統(tǒng)排水能力。主要研究成果如下:1.利用ArcGIS軟件和inp文件編輯功能快速建立研究區(qū)SWMM模型,模型共包括224個(gè)子匯水區(qū),249個(gè)節(jié)點(diǎn)和250根管段。2.基于修正的Morris篩選法對(duì)參數(shù)進(jìn)行敏感分析。結(jié)果表明,敏感性顯著的參數(shù)為Destore-Imperv、Roughness...
【文章來源】:河北工程大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:105 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線圖
第2章SWMM模型原理11第2章SWMM模型原理2.1SWMM模型概述暴雨洪水管理模型(StormWaterManagementModel,SWMM)是美國(guó)為研究城市地表地下雨水徑流、污水管網(wǎng)、合流制管網(wǎng)的水量水質(zhì)而研發(fā)的。1971年至今,經(jīng)過多次模型結(jié)構(gòu)和模擬功能上的改進(jìn),已經(jīng)升級(jí)到現(xiàn)在的SWMM5.1版本。它是以Windows為操作平臺(tái),具有簡(jiǎn)潔的操作界面,可編輯城市管網(wǎng)數(shù)據(jù)。模擬結(jié)果以數(shù)據(jù)圖表、時(shí)間序列曲線、沿程剖面線、流量過程線和統(tǒng)計(jì)結(jié)果等多種形式展現(xiàn)管網(wǎng)水流動(dòng)態(tài),在全球范圍內(nèi)深受水文、水力學(xué)者的青睞,目前被廣泛應(yīng)用于城市暴雨積澇、水環(huán)境、生態(tài)修復(fù)、排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與規(guī)劃。SWMM模型的核心引擎模塊為服務(wù)模塊和功能模塊[83]。服務(wù)模塊包含統(tǒng)計(jì)、繪圖、聯(lián)合、降雨和溫度模塊。功能模塊包含輸送、擴(kuò)展、徑流、調(diào)蓄/處理模塊。各模塊即能獨(dú)立運(yùn)行,也能聯(lián)合運(yùn)行。各模塊之間的關(guān)系見圖2-1。圖2-1SWMM模型各模塊關(guān)系示意圖Fig.2-1SchematicdiagramoftherelationshipbetweenthemodulesoftheSWMMmodel2.2SWMM模型原理2.2.1降雨模型降雨作為模型的外部條件,模擬時(shí)可以導(dǎo)入實(shí)際降雨數(shù)據(jù),也可以輸入設(shè)計(jì)
河北工程大學(xué)碩士學(xué)位論文12暴雨數(shù)據(jù)。2.2.2地表產(chǎn)流模型地表產(chǎn)流是指區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的降雨總量扣除土壤下滲、水分蒸發(fā)、地表填洼、植物截留等損失后形成的徑流過程[84-85]。SWMM模型將研究區(qū)劃分成若干個(gè)形狀不一的子匯水區(qū),且每個(gè)子匯水區(qū)根據(jù)不同的地表特性和徑流演算過程又分為透水區(qū)域A1、有洼地蓄水的不透水區(qū)域A2和無洼地蓄水的不透水區(qū)域A3。子匯水區(qū)分區(qū)示意圖如圖2-2所示。圖2-2子匯水區(qū)分區(qū)示意圖Fig.2-2Sub-catchmentzoningdiagram(1)透水區(qū)域產(chǎn)流量計(jì)算該區(qū)域產(chǎn)流量用降雨總量減去地面洼蓄量和土壤入滲量,計(jì)算公式如下:)(tfiA1(2-1)式中:A1--透水區(qū)域產(chǎn)流量,mm;i--降雨強(qiáng)度,mm/h;f--入滲強(qiáng)度,mm/h;t--降雨歷時(shí),h。(2)有洼地蓄水的不透水區(qū)域產(chǎn)流量計(jì)算該區(qū)域產(chǎn)流量用降雨總量減去地面洼蓄量,計(jì)算公式如下:DPA2(2-2)式中:A2--有洼地蓄水的不透水區(qū)域產(chǎn)流量,mm;P--降雨量,mm;D--洼地蓄水量,mm。(3)無洼地蓄水的不透水區(qū)域產(chǎn)流量計(jì)算該區(qū)域產(chǎn)流量用降雨總量減去蒸發(fā)量,計(jì)算公式如下:EPA3(2-3)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]建筑小區(qū)的海綿化改造效益核算——以固原市玫瑰苑小區(qū)為例[J]. 樊超,孫學(xué)良. 環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報(bào). 2020(02)
[2]廈門市海滄區(qū)樂活島海綿改造工程關(guān)鍵技術(shù)與示范[J]. 張顯忠,紀(jì)莎莎. 中國(guó)市政工程. 2020(01)
[3]廣州天河智慧城SWMM參數(shù)敏感性分析[J]. 曾家俊,麥葉鵬,李志威,任秀文,潘健,黃國(guó)如. 水資源保護(hù). 2020(03)
[4]可持續(xù)排水系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用研究[J]. 嚴(yán)慈玉,王景蕓,康乾昌,周衛(wèi),李昕. 城鎮(zhèn)供水. 2019(06)
[5]城市排水規(guī)劃與排澇規(guī)劃的銜接方法研究[J]. 宋旭升,王輝霞. 工程建設(shè)與設(shè)計(jì). 2019(16)
[6]基于耦合SWMM模型和NSGA-Ⅱ算法的多目標(biāo)低影響開發(fā)措施優(yōu)化設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用[J]. 李旦,葉長(zhǎng)青. 水電能源科學(xué). 2019(06)
[7]邯鄲市永年區(qū)土壤耕層肥力變化情況[J]. 鄭麗萍,燕利彬,張麗紅,高東霞,王俊英. 農(nóng)業(yè)與技術(shù). 2019(11)
[8]暴雨洪水管理模型(SWMM)研究應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 康得軍,孫健,匡帥,江雪,唐虹. 凈水技術(shù). 2019 (03)
[9]SWMM模型河道及明滿流模擬能力分析研究[J]. 范玉燕,汪誠(chéng)文,喻海軍. 水資源與水工程學(xué)報(bào). 2019(01)
[10]基于SWMM的暴雨模擬與LID效果評(píng)價(jià)——以西南石油大學(xué)為例[J]. 周易,戴佳宏,李小龍,李帆. 水利規(guī)劃與設(shè)計(jì). 2019(01)
碩士論文
[1]基于SWMM模型的城市雨洪模擬研究[D]. 蘇海龍.西安理工大學(xué) 2018
[2]基于SWMM的城市暴雨內(nèi)澇模擬研究[D]. 賈賽君.遼寧師范大學(xué) 2018
[3]基于SWMM模型的悅來會(huì)展城雨洪模擬研究[D]. 李偉雨.重慶大學(xué) 2018
[4]城市雨水管網(wǎng)模型參數(shù)優(yōu)化及應(yīng)用研究[D]. 周曉喜.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[5]西安市典型區(qū)域暴雨內(nèi)澇成因分析與模擬研究[D]. 武大洋.長(zhǎng)安大學(xué) 2015
[6]基于GIS及SWMM的鄭州市暴雨內(nèi)澇研究[D]. 張杰.鄭州大學(xué) 2012
本文編號(hào):3613609
【文章來源】:河北工程大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:105 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線圖
第2章SWMM模型原理11第2章SWMM模型原理2.1SWMM模型概述暴雨洪水管理模型(StormWaterManagementModel,SWMM)是美國(guó)為研究城市地表地下雨水徑流、污水管網(wǎng)、合流制管網(wǎng)的水量水質(zhì)而研發(fā)的。1971年至今,經(jīng)過多次模型結(jié)構(gòu)和模擬功能上的改進(jìn),已經(jīng)升級(jí)到現(xiàn)在的SWMM5.1版本。它是以Windows為操作平臺(tái),具有簡(jiǎn)潔的操作界面,可編輯城市管網(wǎng)數(shù)據(jù)。模擬結(jié)果以數(shù)據(jù)圖表、時(shí)間序列曲線、沿程剖面線、流量過程線和統(tǒng)計(jì)結(jié)果等多種形式展現(xiàn)管網(wǎng)水流動(dòng)態(tài),在全球范圍內(nèi)深受水文、水力學(xué)者的青睞,目前被廣泛應(yīng)用于城市暴雨積澇、水環(huán)境、生態(tài)修復(fù)、排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與規(guī)劃。SWMM模型的核心引擎模塊為服務(wù)模塊和功能模塊[83]。服務(wù)模塊包含統(tǒng)計(jì)、繪圖、聯(lián)合、降雨和溫度模塊。功能模塊包含輸送、擴(kuò)展、徑流、調(diào)蓄/處理模塊。各模塊即能獨(dú)立運(yùn)行,也能聯(lián)合運(yùn)行。各模塊之間的關(guān)系見圖2-1。圖2-1SWMM模型各模塊關(guān)系示意圖Fig.2-1SchematicdiagramoftherelationshipbetweenthemodulesoftheSWMMmodel2.2SWMM模型原理2.2.1降雨模型降雨作為模型的外部條件,模擬時(shí)可以導(dǎo)入實(shí)際降雨數(shù)據(jù),也可以輸入設(shè)計(jì)
河北工程大學(xué)碩士學(xué)位論文12暴雨數(shù)據(jù)。2.2.2地表產(chǎn)流模型地表產(chǎn)流是指區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的降雨總量扣除土壤下滲、水分蒸發(fā)、地表填洼、植物截留等損失后形成的徑流過程[84-85]。SWMM模型將研究區(qū)劃分成若干個(gè)形狀不一的子匯水區(qū),且每個(gè)子匯水區(qū)根據(jù)不同的地表特性和徑流演算過程又分為透水區(qū)域A1、有洼地蓄水的不透水區(qū)域A2和無洼地蓄水的不透水區(qū)域A3。子匯水區(qū)分區(qū)示意圖如圖2-2所示。圖2-2子匯水區(qū)分區(qū)示意圖Fig.2-2Sub-catchmentzoningdiagram(1)透水區(qū)域產(chǎn)流量計(jì)算該區(qū)域產(chǎn)流量用降雨總量減去地面洼蓄量和土壤入滲量,計(jì)算公式如下:)(tfiA1(2-1)式中:A1--透水區(qū)域產(chǎn)流量,mm;i--降雨強(qiáng)度,mm/h;f--入滲強(qiáng)度,mm/h;t--降雨歷時(shí),h。(2)有洼地蓄水的不透水區(qū)域產(chǎn)流量計(jì)算該區(qū)域產(chǎn)流量用降雨總量減去地面洼蓄量,計(jì)算公式如下:DPA2(2-2)式中:A2--有洼地蓄水的不透水區(qū)域產(chǎn)流量,mm;P--降雨量,mm;D--洼地蓄水量,mm。(3)無洼地蓄水的不透水區(qū)域產(chǎn)流量計(jì)算該區(qū)域產(chǎn)流量用降雨總量減去蒸發(fā)量,計(jì)算公式如下:EPA3(2-3)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]建筑小區(qū)的海綿化改造效益核算——以固原市玫瑰苑小區(qū)為例[J]. 樊超,孫學(xué)良. 環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報(bào). 2020(02)
[2]廈門市海滄區(qū)樂活島海綿改造工程關(guān)鍵技術(shù)與示范[J]. 張顯忠,紀(jì)莎莎. 中國(guó)市政工程. 2020(01)
[3]廣州天河智慧城SWMM參數(shù)敏感性分析[J]. 曾家俊,麥葉鵬,李志威,任秀文,潘健,黃國(guó)如. 水資源保護(hù). 2020(03)
[4]可持續(xù)排水系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用研究[J]. 嚴(yán)慈玉,王景蕓,康乾昌,周衛(wèi),李昕. 城鎮(zhèn)供水. 2019(06)
[5]城市排水規(guī)劃與排澇規(guī)劃的銜接方法研究[J]. 宋旭升,王輝霞. 工程建設(shè)與設(shè)計(jì). 2019(16)
[6]基于耦合SWMM模型和NSGA-Ⅱ算法的多目標(biāo)低影響開發(fā)措施優(yōu)化設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用[J]. 李旦,葉長(zhǎng)青. 水電能源科學(xué). 2019(06)
[7]邯鄲市永年區(qū)土壤耕層肥力變化情況[J]. 鄭麗萍,燕利彬,張麗紅,高東霞,王俊英. 農(nóng)業(yè)與技術(shù). 2019(11)
[8]暴雨洪水管理模型(SWMM)研究應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 康得軍,孫健,匡帥,江雪,唐虹. 凈水技術(shù). 2019 (03)
[9]SWMM模型河道及明滿流模擬能力分析研究[J]. 范玉燕,汪誠(chéng)文,喻海軍. 水資源與水工程學(xué)報(bào). 2019(01)
[10]基于SWMM的暴雨模擬與LID效果評(píng)價(jià)——以西南石油大學(xué)為例[J]. 周易,戴佳宏,李小龍,李帆. 水利規(guī)劃與設(shè)計(jì). 2019(01)
碩士論文
[1]基于SWMM模型的城市雨洪模擬研究[D]. 蘇海龍.西安理工大學(xué) 2018
[2]基于SWMM的城市暴雨內(nèi)澇模擬研究[D]. 賈賽君.遼寧師范大學(xué) 2018
[3]基于SWMM模型的悅來會(huì)展城雨洪模擬研究[D]. 李偉雨.重慶大學(xué) 2018
[4]城市雨水管網(wǎng)模型參數(shù)優(yōu)化及應(yīng)用研究[D]. 周曉喜.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[5]西安市典型區(qū)域暴雨內(nèi)澇成因分析與模擬研究[D]. 武大洋.長(zhǎng)安大學(xué) 2015
[6]基于GIS及SWMM的鄭州市暴雨內(nèi)澇研究[D]. 張杰.鄭州大學(xué) 2012
本文編號(hào):3613609
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