基于水力模型的雨水蓄水池優(yōu)化研究.pdf

1、近幾年，隨著我國城市化進程的加快以及全球氣候的變化，造成城市極端內(nèi)澇災(zāi)害頻繁發(fā)生，如此頻繁嚴重的城市內(nèi)澇災(zāi)害對人民群眾的生命安全和社會經(jīng)濟的發(fā)展都造成了巨大影響。
　　雨水蓄水池作為一種低影響開發(fā)設(shè)施可以有效地削減洪峰流量，降低城市內(nèi)澇風(fēng)險。目前，國內(nèi)外的研究主要集中在雨水蓄水池控制非點源污染及其設(shè)計方法上，本文從排水管網(wǎng)水力模型的角度，基于水池造價和城市內(nèi)澇風(fēng)險的考量，研究雨水蓄水池的優(yōu)化選址和優(yōu)化設(shè)計問題，本文的主要研究內(nèi)容可

2、分為3個部分。
　　首先，本文進行了排水管網(wǎng)建模的研究。本文對排水管網(wǎng)模型理論進行了介紹，重點對SWMM模型的基本原理進行了研究。作為排水管網(wǎng)模型的重要輸入?yún)?shù)——暴雨強度公式，對其推求方法進行了相關(guān)研究，進行了基于不同適線準則的頻率分布曲線調(diào)整研究，研究發(fā)現(xiàn)基于降雨強度殘差平法和最小的適線準則可以取得很好的適線效果；基于一種改進高斯-牛頓法進行了暴雨強度公式參數(shù)求解研究，并與粒子群優(yōu)化算法（PSO）和實數(shù)編碼遺傳優(yōu)化算法（RCG

3、A）進行了對比，研究結(jié)果表明該方法具有較高的求解精度。本文以所推求的暴雨強度公式為基礎(chǔ)，應(yīng)用SWMM軟件建立了W市某排水區(qū)的排水管網(wǎng)水力模型。
　　其次，本文進行了多目標進化算法 NSGA-II的研究?；谥鲝氖侥Ｐ?，提出了一種并行NSGA-II算法，并通過基本多目標優(yōu)化問題對該算法進行了相關(guān)測試，測試結(jié)果表明該算法是一種快速、有效的算法。
　　最后，本文進行了雨水蓄水池優(yōu)化研究?；赟WMM模型和優(yōu)化問題，開發(fā)了11個外部

4、接口函數(shù)，擴展了SWMM的API函數(shù)。以水池的位置和設(shè)計參數(shù)為決策變量，水池造價、溢流總量以及溢流節(jié)點總數(shù)為目標函數(shù)建立了雨水蓄水池多目標優(yōu)化模型，并利用并行 NSGA-II算法對所建立的優(yōu)化模型進行了求解。優(yōu)化結(jié)果表明最優(yōu)解的空間分布（雨水蓄水池位置）與城市內(nèi)澇點的空間分布基本吻合；同時，位于不同位置的解對兩個水力目標的干擾的效果，從上游到下游呈現(xiàn)明顯的過渡規(guī)律，位置位于中上游的解對于降低溢流節(jié)點總數(shù)更有優(yōu)勢，而位置位于下游的解對降低