基于内涝风险分析的海绵城市雨水管网优化研究

摘要

城市化的进程对城市及周边环境造成了巨大的改变，路面硬化程度的提高、可截留雨水植被的减少、城市原有河道的改造等严重影响了城市的自然气候，改变了其水文效应。在突发特大暴雨及持续性降雨的情况下，由于城市排水系统存在管网排水能力不足、市政调蓄能力差、河道拥堵等诸多问题，造成多个城市地面积水难以排除，最终导致严重的内涝现象。城市内涝不仅给居民生活造成了诸多的不便，更严重威胁着生命安全，同时也造成了经济上的重大损失。结合水力模型建立内涝风险分析的方法，以及基于风险分析对雨水管网优化和海绵城市建设展开研究具有很强的现实意义。
　　论文综述比较了现有城市内涝风险评估、雨水管网优化的基本方法，介绍了城市雨水排水系统和治涝系统的基本理念，详细阐述了可变模糊聚类模型的基本原理、计算方法，以合肥市某排水管网系统作为研究对象，构建了排水管网系统内涝风险分析模型，并利用风险分析模型综合评估水力模型的模拟结果;存内涝风险分析研究的基础上，深入探讨了管网的水力性能、经济效果优化的方法;除此之外，文章从径流系数角度出发分析海绵城市建设控制指标的合理性，结合管网内涝风险分析结果研究指标分解的方法，探讨了海绵城市建设对雨水管网优化设计的影响，设计中规划性指标的选取、控制性指标的分解以及建设方案在空间范围、管网合理性等存在区别的建设区域上的适用性，并针对新老城区的建设方案提出了合适的建议及实施的办法，为老城区内涝防治这一课题带来新的思路。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1．1 课题背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究进展

1．2．1 城市内涝风险分析研究概述

1．2．2 雨水排水管网优化研究概述

1．2．3 海绵城市建设研究概述

1．3 研究内容

第二章 城市雨水排水与治涝系统

2．1 城市雨水排水系统

2．1．1 城市雨水排水系统设计

2．1．2 雨水排水系统现状及问题

2．2 城市治涝系统

2．2．1 城市传统治涝系统

2．2．2 城市现代治涝系统

第三章 内涝风险综合评价

3．1 内涝风险综合评价方法

3．2．1 风险评价指标筛选

3．2．2 评价指标的预处理

3．3．1 可变模糊聚类理论

3．3．2 可变模糊聚类分析方法

3．3．3 可变模糊聚类方法的matlab实现

第四章 基于内涝风险分析的管网优化

4．1 排水管网优化方法

4．1．1 水力性能优化的方法

4．1．2 经济效果优化的方法

4．1．1 基于内涝风险分析的优化方法

4．2 动态规划理论及模型

4．3．1 目标函数

4．3．2 约束条件

4．3．3 雨水管网动态规划模型

4．3．4 雨水管网优化的程序实现

第五章 海绵城市建设对管网优化的影响分析

5．1 海绵城市控制指标研究

5．1．1 外排径流系数

5．1．2 控制指标对外排径流系数的影响

5．1．3 实际年径流总量控制率计算

5．2 海绵城市建设在新老城区中的应用

5．2．1 新老城区控制指标研究

5．2．1 新老城区海绵城市措施的选用

5．3．1 海绵城市建设对内涝风险的影响

5．3．2 基于内涝风险分析与海绵城市建设的管网优化

5．3．3 经济参数的确定

5．3．4 投资回收期计算

第六章 实例分析

6．1 概况

6．2 基础资料及参数

6．3 内涝风险分析

6．4 雨水管网优化

6．5 基于海绵城市建设的管网优化

6．6 讨论

第七章 总结与展望

7．1 结语

7．2 展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况