城市立交桥雨排系统模拟研究

摘要

随着社会经济科技和城市化建设的飞速发展,城市日益严峻的交通问题不容忽视,而立交桥的修建能极大地缓解城市这种状况。近年来立交桥的兴建解决了很多交通问题,但同时带来了新的问题—立交桥积水。基于地形、经济投资等条件的考虑,在城市修建的立交桥中有大约70％为下穿立交桥,而下穿立交桥结构特殊,雨天时,下穿路段极易积水,造成交通堵塞,严重时威胁到车辆和行人的安全。因此,解决立交桥积水问题刻不容缓,而建立一个通畅的雨水排水系统是确保立交桥不积水的重要措施。本文以立交桥雨水排水系统作为研究对象,进行分析研究,希望能为类似工程设计提供参考。
　　首先,对城市立交桥雨水排水系统的设计理论进行了探讨,针对暴雨时立交桥下穿道路容易积水的特点,使用调蓄池改善其排水能力。并对调蓄池的规模及其集蓄效益进行分析研究。
　　其次,本研究以西安市西郊某下穿立交桥为对象,在深入研究暴雨管理模型(SWMM)的基础上,结合西安当地降雨特征,以及该立交桥的区域地形、排水分区、排水路线等情况,概化其汇水区域及管网系统,进而建立了SWMM雨水径流模型。并利用SWMM模型对不同重现期下该立交桥雨水系统进行分析,并得出结论:管径变化对立交桥雨水排水能力的影响远高于坡度变化对其排水能力的影响;地面坡度大小对立交桥排水有重要影响。
　　最后,应用SWMM模型对西安西郊某立交桥下穿道路易积水区,设置调蓄池之前和之后的雨水系统排水能力分别进行模拟。模拟结果表明:设置调蓄池能够解决立交桥积水问题,原设计频率为20%的立交桥雨水系统,通过设置1000m3调蓄池后,能够满足10%频率的暴雨径流排出。

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第一章 绪论

1.1课题研究背景

1.1.1西安市自然概况

1.1.2内涝现象及危害

1.1.3西安市降雨量演变

1.1.4课题的提出

1.2课题研究现状及进展

1.2.1计算机模型选取

1.2.2国外研究现状及进展

1.2.3国内研究现状及进展

1.3课题研究内容及方法

第二章 城市立交桥雨排系统设计

2.1城市立交桥概述

2.1.1立交桥概念及作用

2.1.2立交桥分类及特点

2.2城市立交桥雨水系统设计方法

2.2.1设计规范原则

2.2.2雨水系统设计

2.2.3推理公式法计算设计流量

2.2.4设计参数的选取

2.3城市雨水调蓄技术

2.3.1雨水调蓄概述

2.3.2雨水调蓄池分类及特点

2.3.3影响雨水调蓄池规模的因素

2.3.4雨水调蓄池规模的计算原理

2.3.5雨水调蓄池容积计算

第三章 城市立交桥暴雨管理模型原理

3.1 SWMM综述

3.1.1 SWMM组成

3.1.2 SWMM数据需求

3.1.3 SWMM使用步骤

3.2 SWMM降雨模拟

3.2.1实测降雨模拟

3.2.2合成降雨模拟

3.3 SWMM计算原理

3.3.1地表径流计算原理

3.3.2管网输送过程计算原理

3.3.3径流污染模拟原理

第四章 城市立交桥SWMM实例模拟

4.1.1工程实例概况

4.1.2研究区域的雨水系统概化

4.1.3工程实例模型参数选取

4.2 SWMM模拟西安降雨量

4.3不同重现下雨水管道运行状况模拟

4.4地面坡度对立交桥排水影响模拟

4.5管径和坡度对立交桥排水影响模拟

4.5.1管径对立交桥排水影响

4.5.2坡度对立交桥排水影响

4.6调蓄池在立交桥排水中的应用模拟

4.6.1设置调蓄池对立交桥排水影响模拟

4.6.2雨水调蓄池容积计算优化

4.6.3成本分析

4.7下凹绿地在立交桥排水中的应用模拟

4.7.1下凹绿地概述

4.7.2下凹绿地在立交桥中应用模拟

结论建议

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢