基于swmm的城市雨水管網(wǎng)可靠性分析以及多目標(biāo)改建優(yōu)化研究(1)

1、碩士學(xué)位論文基于SWMM的城市雨水管網(wǎng)可靠性分析以及多目標(biāo)改建優(yōu)化研究ReliabilityAnalysisandMultiobjectiveReconstructionOptimizationofRainwaterPipelineNetworkBasedonSWMM學(xué)科、專業(yè)：王猩笪理學(xué)號：一2幽魚遜指導(dǎo)教師：袁丞譴塾握完成日期：2業(yè)：逝大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨

2、著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)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(shè)硬化地面，地面截水的能力大幅度下降，在暴雨強(qiáng)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(yīng)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(yīng)的地表徑流系數(shù)、重現(xiàn)期等相關(guān)參數(shù)來進(jìn)行設(shè)計的，而如今城市的發(fā)展和改造必然導(dǎo)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(fù)，在強(qiáng)降雨或者連續(xù)性

3、降雨的情況下出現(xiàn)水澇災(zāi)害等現(xiàn)象，對城市人民的生命以及財產(chǎn)安全造成嚴(yán)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(biāo)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(jìn)行了研究：首先，針對雨洪管理軟件SWMM的應(yīng)用現(xiàn)狀、計算原理以及建模步驟進(jìn)行了詳細(xì)的總結(jié)和闡述。結(jié)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(gòu)建SWMM軟件的接口程序，將SWMM動態(tài)鏈接庫中的計算函數(shù)嵌入MATLA

4、B程序平臺中，實(shí)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(qiáng)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(yùn)行計算的效率。其次，結(jié)合結(jié)構(gòu)可靠性理論探討了己建雨水管網(wǎng)的可靠性問題。以管徑、粗糙系數(shù)以及管道的鋪設(shè)偏差為隨機(jī)變量，基于節(jié)點(diǎn)的角度建立極限狀態(tài)方程。采用已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)可靠性分析的蒙特卡羅法對雨水管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)可靠度進(jìn)行計算，將SW

5、MM源程序耦合進(jìn)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(diǎn)，為雨水管網(wǎng)工程的維修和改擴(kuò)建提供依據(jù)。最后，針對雨水管網(wǎng)多目標(biāo)改建問題進(jìn)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(biāo)，以雨水管網(wǎng)設(shè)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(biāo)改建模型。利用多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法對雨水管網(wǎng)多目標(biāo)改建優(yōu)化模型進(jìn)行求解，將SWMM源程序嵌入多目標(biāo)粒子群的MATLAB計算程序中，自動計