城市化進(jìn)程對(duì)排水系統(tǒng)的影響及改造措施分析.pdf

1、近年來(lái)，隨著城市化進(jìn)程的加快和極端天氣的頻發(fā)，城市內(nèi)澇現(xiàn)象日益嚴(yán)重。從城市排水管網(wǎng)角度分析，主要有兩方面的原因:一是城市不透水鋪裝面積的增加導(dǎo)致產(chǎn)流量增大;二是城市不斷擴(kuò)張導(dǎo)致位于下游的老管網(wǎng)排水壓力過(guò)大，而對(duì)其進(jìn)行改造常用的工程措施往往成本較大，如何在控制成本的基礎(chǔ)上對(duì)城市內(nèi)澇進(jìn)行防治是非常有意義的工作。
　　目前管網(wǎng)改造常用的工程措施包括蓄水池、泵站、透水鋪裝和綠色基礎(chǔ)設(shè)施等，蓄水池適合低洼難以排水地區(qū)，泵站適合臨近受納水體（

2、河流、湖泊等）的易澇地區(qū)，而透水鋪裝和綠色基礎(chǔ)設(shè)施適合于存在大量易改造不透水面積的市區(qū)。并且以上幾種措施投資成本、占地成本都比較高。近年來(lái)，一種利用優(yōu)化制動(dòng)閥(Hydro-Braker Optimum)控制洪水的方式在國(guó)外得到了許多應(yīng)用，該設(shè)施主要通過(guò)控制上游的管網(wǎng)中的水流，使其與下游管網(wǎng)中水流錯(cuò)峰，從而達(dá)到減緩下游管網(wǎng)洪水壓力的目的。
　　本文主要應(yīng)用SWMM模型，結(jié)合ArcGIS，研究了城市化進(jìn)程對(duì)排水系統(tǒng)的影響、優(yōu)化制動(dòng)閥改

3、造措施分析和基于模糊決策理論的方案優(yōu)選三方面的內(nèi)容。
　　(1)城市化進(jìn)程對(duì)排水系統(tǒng)的影響。以大連市某片區(qū)為研究區(qū)，城市化進(jìn)程加快，一方面增加了不透水面積比例，一方面城市面積向外擴(kuò)張，形成新的排水管網(wǎng)系統(tǒng)。本文應(yīng)用SWMM模型，在3年、5年和10年重現(xiàn)期的降雨條件下，對(duì)城市化前后的排水管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行模擬計(jì)算。從出水口狀況、地面徑流情況和管道負(fù)荷情況三方面分析城市化進(jìn)程對(duì)排水系統(tǒng)的影響。結(jié)果顯示，城市化后地面徑流量增大，在老管網(wǎng)未進(jìn)行

4、相應(yīng)的改造以適應(yīng)新管網(wǎng)的條件下，城市化進(jìn)程增加了老管網(wǎng)的排水壓力，出現(xiàn)了溢流量。
　　(2)基于優(yōu)化制動(dòng)閥的措施改造分析。在城市化后的排水管網(wǎng)中，應(yīng)用優(yōu)化制動(dòng)閥改造措施。在不同重現(xiàn)期降雨條件下，應(yīng)用SWMM模型對(duì)優(yōu)化制動(dòng)閥添加前后的排水管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行模擬計(jì)算。從四個(gè)方面分析優(yōu)化制動(dòng)閥的作用效果:對(duì)流量和流速的控制效果分析;對(duì)節(jié)點(diǎn)水深的控制效果分析;對(duì)溢流量的影響分析;對(duì)下游管道負(fù)荷的影響分析。結(jié)果顯示，優(yōu)化制動(dòng)閥可以達(dá)到減緩下游淹沒(méi)

5、狀況的目的。但相應(yīng)地增加了上游溢流量，基于這種情況，本文做了優(yōu)化制動(dòng)閥與蓄水池相結(jié)合的措施分析。
　　(3)基于模糊決策理論的方案優(yōu)選。通過(guò)改變優(yōu)化制動(dòng)閥的數(shù)量和位置，本文設(shè)計(jì)了四種不同的優(yōu)化制動(dòng)閥添加方案，利用模糊決策理論方法，選擇最優(yōu)方案。選擇溢流量，溢流節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，費(fèi)用等指標(biāo)，在10年重現(xiàn)期降雨條件下，應(yīng)用SWMM模型對(duì)各個(gè)方案的排水系統(tǒng)模擬計(jì)算，得到特征值矩陣。應(yīng)用二元法計(jì)算各個(gè)方案的權(quán)重向量，最終計(jì)算得出各個(gè)方案的優(yōu)越性排