雨水管网运行风险分析和模拟方法

论文摘要

雨水管网系统是城市重要的基础设施之一,在运行过程中存在着许多不确定因素,威胁着人类的健康和安全。风险分析作为一门具有重要实用价值的新兴科学,可以对工程风险程度做出评估,从而找到为减少风险需要投入资金和改进管理的方向,也为决策提供参考。因此,对雨水管网系统进行运行风险分析和模拟是一项具有现实意义的课题。本课题以雨水管网超负荷运行时的内涝风险为对象,在对管网系统特点和SWMM建模特征进行探讨的基础上,将风险管理领域的先进技术与水力模拟技术相结合,进行了雨水管网运行风险分析和模拟,对这一课题做了开拓性的探索。风险分析为城市水系统可持续发展和安全管理提供保障,本文对国内外水系统风险分析的研究进展进行了较为全面的阐述,介绍了风险分析的理论和方法。根据管网系统运行和管理的特点,按诱发风险的原因对雨水管网的风险进行分类,提出采用幕景分析法进行风险辨识、敏感性分析法和模糊综合评价法进行风险评估,建立适用于雨水管网运行风险分析的技术流程和研究体系,并应用于实例中。分析了管网风险分析中模型模拟所能提供的技术支持,详细说明了模型参数的不确定性,及各个对象的水力特性,提出以风险指标来描述系统功能风险状况,建立了功能风险系数的计算方法,为风险分析方法的具体应用提供了思路。最后以ZHJ市雨水管网为工程实例,演绎了雨水管网运行风险分析和模拟的全过程。根据水力模拟和风险分析的结果,为风险的综合管理提供决策参考,制定和选择有效的管理措施,完善了排水系统的管理,验证了风险分析的必要性。风险分析技术与水力模拟技术可以较好地反映管网运行中多种因素对系统风险的影响程度,两者的结合为其他城市或地区的雨水管网建模以及风险分析提供借鉴,具有较好的推广前景。两者互相补充,互为参考,为降低系统风险以及管网的综合管理提供了一种新的思想和方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.1.1 排水系统的现代化管理
• 1.1.2 排水系统面临的问题
• 1.2 国内外相关研究进展
• 1.2.1 国外研究进展和发展动态
• 1.2.2 国内研究进展和发展动态
• 1.3 研究目的和意义
• 1.3.1 研究目的
• 1.3.2 研究意义
• 1.4 研究内容和结构体系
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 结构体系
• 第2章 排水管网风险分析的理论体系
• 2.1 风险理论简介
• 2.1.1 风险的定义
• 2.1.2 风险分析的原理
• 2.2 排水管网系统概论
• 2.2.1 系统特点
• 2.2.2 系统体制
• 2.2.3 水力计算基础
• 2.2.4 技术要求
• 2.3 排水管网风险分析体系
• 2.3.1 风险分析的范围
• 2.3.2 风险分析的对象
• 2.3.3 风险分类及表现形式
• 2.3.4 风险分析途径
• 2.3.5 风险分析的方法和流程
• 2.4 本章小结
• 第3章 基于水力模拟的雨水管网运行风险分析
• 3.1 水力模拟理论的发展
• 3.1.1 恒定流模拟技术
• 3.1.2 非恒定流模拟技术
• 3.2 水力模拟的方法
• 3.2.1 SWMM简介
• 3.2.2 SWMM模块组成
• 3.2.3 SWMM模型的原理
• 3.3 基于水力模拟的风险分析
• 3.3.1 水力模拟的目的
• 3.3.2 风险分析的必要性
• 3.3.3 信息收集和分析
• 3.3.4 水力特性分析
• 3.3.5 风险指标分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 工程实例研究
• 4.1 项目简介
• 4.1.1 项目概况
• 4.1.2 背景资料
• 4.2 ZHJ市雨水管网模型构建
• 4.2.1 系统概化
• 4.2.2 降雨数据分析
• 4.2.3 地表产汇流计算
• 4.2.4 管网汇流计算
• 4.2.5 模型参数设置
• 4.3 ZHJ市雨水管网运行风险分析和模拟案例研究
• 4.3.1 不确定因素
• 4.3.2 风险辨识
• 4.3.3 风险量化
• 4.3.4 风险评估
• 4.3.5 风险管理
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 对进一步工作的展望
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果