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文檔簡介
1、隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,城市化進程日益加快,城市面貌發(fā)生巨大的變化?,F(xiàn)如今,城市市區(qū)大量地鋪設硬化地面,地面截水的能力大幅度下降,在暴雨強度和匯水面積相同的情況下地面徑流系數(shù)明顯比以前提高,因此在暴雨來臨時雨洪流量也相應地增多。針對很多老城區(qū),排水管網(wǎng)是按照與多年前城市環(huán)境所相對應的地表徑流系數(shù)、重現(xiàn)期等相關參數(shù)來進行設計的,而如今城市的發(fā)展和改造必然導致徑流系數(shù)和流量的大幅度提高,致使老城區(qū)的已建管網(wǎng)系統(tǒng)常常不堪重負,在強降雨或者連續(xù)
2、性降雨的情況下出現(xiàn)水澇災害等現(xiàn)象,對城市人民的生命以及財產安全造成嚴重的威脅。本文從雨水管網(wǎng)的角度出發(fā),研究城市雨水管網(wǎng)的可靠性以及多目標改建優(yōu)化問題,以提高城市現(xiàn)有雨水排水系統(tǒng)的排水能力。本文從以下幾個方面進行了研究:
首先,針對雨洪管理軟件SWMM的應用現(xiàn)狀、計算原理以及建模步驟進行了詳細的總結和闡述。結合南京市某排水區(qū)雨水管網(wǎng)數(shù)據(jù),建立SWMM雨水管網(wǎng)模型。通過構建SWMM軟件的接口程序,將SWMM動態(tài)鏈接庫中的計算函數(shù)
3、嵌入MATLAB程序平臺中,實現(xiàn)MATLAB與SWMM數(shù)據(jù)的動態(tài)傳輸,能夠充分利用MATLAB軟件強大數(shù)值計算能力及SWMM軟件雨水管網(wǎng)性能模擬功能,自動模擬和計算降雨后城市雨水管網(wǎng)排水情況,減少了人工手動操作的步驟,提高運行計算的效率。
其次,結合結構可靠性理論探討了已建雨水管網(wǎng)的可靠性問題。以管徑、粗糙系數(shù)以及管道的鋪設偏差為隨機變量,基于節(jié)點的角度建立極限狀態(tài)方程。采用已經(jīng)被廣泛應用于結構可靠性分析的蒙特卡羅法對雨水管網(wǎng)
4、節(jié)點可靠度進行計算,將SWMM源程序耦合進蒙特卡羅法的MATLAB計算程序之中,求解出雨水管網(wǎng)系統(tǒng)中可靠度較低的節(jié)點,為雨水管網(wǎng)工程的維修和改擴建提供依據(jù)。
最后,針對雨水管網(wǎng)多目標改建問題進行研究。以降低改建成本、挖槽土方量以及溢流量為三個目標,以雨水管網(wǎng)設計過程中的水力條件為約束,以管徑的大小和檢查井的埋深為變量建立管網(wǎng)多目標改建模型。利用多目標粒子群優(yōu)化算法對雨水管網(wǎng)多目標改建優(yōu)化模型進行求解,將SWMM源程序嵌入多目標
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