考虑湖泊范围的子流域划分和编码方法研究

现有子流域划分方法一般通过虚拟河网将湖泊划分为若干部分，每个部分分属不同的子流域，并未考虑湖泊范围的完整性和独立性，不利于湖泊水量平衡分析。为解决这一问题，提出一种考虑湖泊范围的子流域划分和编码方法，包括湖区子流域(湖泊子流域和湖滨带子流域)划分和非湖区子流域划分方法，以及根据栅格流向和河道汇流关系，确定子流域间的上下游拓扑关系并生成其拓扑关系表。黄河源区(唐乃亥以上区域)有鄂陵湖和扎陵湖两大湖泊，采用该方法对黄河源区进行子流域划分和编码，并基于流域分布式水文模型(WEP-L模型)进行模拟验证，结果表明该方法可实现研究区湖泊区域的自动识别、子流域划分及编码，水文模拟结果和湖泊水量平衡计算结果合理。     

GIS支持下的城市雨水出水口汇水区自动划分研究

鉴于传统城市雨水汇水区依靠人工方法划分存在的效率和质量低下的弊端，本文利用GIS等技术方法，通过开发雨水管网达标信息系统，建立了雨水管网和地形图形数据库，构建了雨水管网数据模型，设计了城市雨水出水口汇水区的自动划分算法。以南京雨水管网为例，基于对雨水管网数据的校验以及道路边界的处理，依次设计了雨水管网系统获取、雨水管网外接多边形提取、分配雨水管网系统所服务汇水区域、合并综合生成出水口汇水区等雨水出水口自动划分方法和相关算法。应用结果证明，本文的雨水出水口汇水区的自动划分方法不仅操作性较强，而且大大提高了汇水区划分的效率和质量。     

基于USRAMS的城市雨水管网排水能力分析

现行《室外排水设计规范》(GB 50014-2006,2014年版)指出应用推理公式法计算雨水设计流量适用于小尺度排水流域,排水流域大于2km2的宜采用数学模型法。为了分析城市雨水管网排水能力,采用USRAMS模型软件构建雨水管网模型,应用芝加哥降雨生成模块计算不同重现期的芝加哥降雨雨型,通过USRAMS管网运行模块选用等流时线法和动力波法进行不同重现期情景的地表产汇流和管网汇流模拟计算,可以统计各重现期情景下的管段最大充满度结果,并以管段最大充满度为依据将雨水管段划分为不同的排水能力标准区间,评估管网的排水能力。以哈尔滨市五道街流域为例介绍了该方法的具体应用情况。     

基于DEM的大清河子流域划分方法

针对流域水循环模拟中的子流域划分问题,以大清河流域为例,首先基于ArcGIS软件,以30 m分辨率的DEM作为数据源,进行填洼处理、流向判定、汇流累计量计算等;然后采用河网密度法和水系分维法确定最佳集水面积阈值,提取出与实际最符合的河网,以此更准确地提取流域水系;最后根据水流流向、汇流累计以及出水口的位置划分子流域,并基于MATLAB程序对子流域及其内部栅格进行编码。结果表明:当集水面积阈值为270 km~2时,提取的大清河流域河网水系与实际较为符合,且对子流域的划分及编码可以实现快速准确定位每一个栅格,方便计算机的识别及演算。因此,以DEM为基础实现大流域尺度下子流域划分是可行的,对子流域的划分及编码可以为开发构建大尺度流域分布式水文模型提供技术支撑。     

香港岛南区雨水管网改造总体规划概述

香港岛南区雨水管网整体规划设计是临海、临江城市雨水管网规划设计的典型实例。重点介绍了该工程如何使用水力模拟软件辅助设计的基本方法以及其它相关内容:确定潮汐水位对雨水管网排水能力的影响,划分集水分区防洪级别,利用HydroWorks和MIKE11建立、校核、调整雨水管网的水文水力模型(以下简称模型)以保证模拟结果的可靠性,根据现状模型的运行结果对管网进行现状评价和洪水风险评估,利用规划模型辅助管网改造设计和方案最优化。     

利用双排水系统理论对城市下穿隧道进行雨水内涝模拟分析

城市下穿隧道是城市防涝的重点部位。传统城市排水系统规划设计只考虑雨水沿地下雨水管网汇流,而忽略了超设计标准雨水的排水出路。双排水理论考虑城市道路雨水漫流和地下管网协同排水的方式,可以模拟在强降雨条件下雨水的真实汇流路径。本文以2011年7月3日某下穿隧道内涝灾害为例,在SWMM软件平台上运用双排水理论对该隧道的排水系统建模分析,模拟结果与当时观察到的积水情况吻合较好,并分析出隧道积水的原因。     

SWMM在通辽市主城区排水防涝中的应用

文章在详细收集通辽市排水管网基础数据的基础上,基于SWMM排水管网模型构建通辽市城区的雨水管网系统模型,分析管网系统中存在的问题,并对城区雨水系统进行完善和优化,进行评价分析。     

雨水管网模型子汇水区划分与模拟精度

为提升城市雨水管网模型精度，基于DEM城市地表水文分析原理，针对城市子汇水区划分不精确问题，提出一种基于盆域分析的泰森多边形子汇水区划分方法（basin analysis based Thiessen polygon subcatchment division method,BATP）。该方法综合考虑地形对雨水管网模型模拟精度的影响,利用数字高程模型数据进行盆域分析获得初级子汇水区，并进一步运用泰森多边形法划分出模型子汇水区。将BATP方法分别与人工绘制法、传统泰森多边形法进行对比，分析不同汇水区划分方法的模拟精度。实例研究表明：BATP方法的模拟结果与实测数据拟合度最佳，井下液位的峰值、流量峰值和总流量偏差分别为1.115%、1.301%、6.796%。所提出的子汇水区划分方法能获得更高模拟精度的城市雨水管网模型。研究成果可为城市排水防涝模拟提供更加合理的建模方法。     

基于多目标优化模型的雨水管网改建

雨水管网是城市排涝工程体系的重要组成部分,如何科学经济地对现状雨水管网进行优化改建,是提升管网排水能力、缓解城市内涝的的关键问题之一。建立以降低造价和工程量以及提高排水能力为目标的管网改建多目标优化模型,以管径改建值作为变量,利用NSGA-II多目标优化算法求解;基于Java运行平台,将SWMM源代码嵌入寻优过程,实现程序自动调用水力学模拟软件,得到快速获取可行解的新途径;将新建模型应用于工程实例,应用结果表明,优化模型在保证工程合理性要求的前提下,可快速获得多个经济可行的组合改建方案。研究对于雨水管网改建工作等具有借鉴意义。     

基于DEM的子流域划分方法改进与应用

为解决狭长子流域及水库与水文站控制的子流域划分问题,对河段编码、子流域划分算法进行了改进。改进后的算法实现了对狭长子流域的自动加密,并可根据水文站、水库的位置把子流域进行加密,使最终得到的子流域面积更加均匀。     

农村不同排污方式水质调查与治污新策略

目前全国各地正在积极推进农村生活污水整治工作,为了该项工作能够合理选用最佳排污方式即污水收集方式,选取厦门某个亟待整治的村庄,针对该村3种不同排污方式即污水经PVC管道排放、排水沟排放和荒地排放,开展了水质调查。调查结果表明,从荒地排出的污水水质最好,经简单沉淀后有望满足农田灌溉标准;其次是硬化排水沟;水质最差的是PVC管道。基于该调查结果,提出农村污水整治工作应改变目前简单效仿城市采用管道排污的思维,建议充分利用农村中现有荒地这种天然土壤渗滤系统;充分利用农村现有排水沟进行排污以便沿程削减污染物质,应尽量避免新建排污管网。最后,本文还提出一种治污新措施即集生态景观与"渗、蓄、滞、净、排"功能于一体的LID新型排水沟。     

雨水回用对城市水循环和下游生态环境的影响

基于水量平衡理论和城市径流污染控制理论,从水量和水质2个方面探讨城市雨水回用对地表水和地下水原有自然径流以及对下游生态环境的影响。结果表明:雨水回用不仅不会减少雨水入渗量,还可以控制雨水径流污染,削减汛期江河下游区域的洪峰流量,是改善下游区域生态环境的有效途径。最后对城市雨水回用的合理规划提出了建议。     

外河水位顶托下雨水管网排水能力变化的SWMM模拟

以沈阳市和平区雨水管网系统为例,选取芝加哥雨型为设计雨型,利用SWMM,模拟分析了不同暴雨重现期和外河设计洪水位下的雨水管网系统排涝过程。结果表明:随着降雨重现期增大,雨水管网排水能力增加,但积水程度加重;雨水管网系统有效排涝系数随着降雨重现期的增大而减小,且在高重现期时变化程度减缓;雨水管网系统总排水能力与外河水位和各节点(雨水井)的平均落差呈显著正相关,相关系数R为0.992,并呈近似线性关系;泵站排水在淹没出流地区至关重要,本例中可提升36.3%的管网系统排水能力,而对于自由出流地区,泵站对系统排水能力基本没有贡献。     

长三角一体化示范区水生态环境治理思考

为治理和提升长三角生态绿色一体化发展示范区水生态环境质量,以示范区上海片区为例,分析了河湖水系资源和水环境状况,提出系统治理的思维和流域治理的思路,统筹陆上、滨水、河湖及信息系统4个空间的治理与管控,通过雨污水源头治理与管控、清洁小流域与河湖生态修复、清洁水源与管网互联互通、防汛安全与水动力提升、智慧水务一体化管理协同...     

基于 MIKE UＲBAN 的城市内涝模型应用

针对日益突出的城市内涝问题,为了减少内涝灾害的发生、达到防洪排涝的目的,以成都市某小区为例,基于对小区排水管网的概化处理,雨量分配利用芝加哥雨型,应用 MIKE UＲBAN 软件模拟小区排水管网在不同降雨强度下承压运行情况及管点溢流情况,并通过设置小型调蓄池和扩增管径两种途径改善城市内涝状况。结果表明: 改造后管网设计重现期由 2 年一遇提高到 10 年一遇,管段承压状况得到明显改善。在遭遇 10 年一遇降雨时,管道峰值流量明显降低,典型管道削峰率达62. 5% ,管网过水能力大幅度增加。在今后排水系统改造中,应当使城市管网与雨水调蓄池等海绵措施相结合,实现削减峰值雨量,从源头上防止内涝的发生。该模型具有建模简单、运算精确的特点,对城市防洪排涝相关研究有较好的借鉴意义。     

区域化污水管网自动化信息系统的实现

目前很多城市污水管网缺乏有效的统一调度管理和管理措施,为此无锡市建设了对覆盖整个无锡城区污水管网进行远程集中监控和相关信息管理的工程,即区域化污水管网自动化信息系统。首先提出系统总体方案设计,分析了系统结构,详细分析了系统相关自动化监控、信息管理、视频和安防等功能。系统已通过验收,基本达到设计目标,完成设计功能。     

海绵城市建设的新途径-雨水雨能联合利用

针对城市内涝严重、水资源短缺、水环境恶化等水问题,讨论了海绵城市与雨水收集利用的关系,提出城市暴雨管理的一种新观点——雨水雨能联合利用(Co-use of Rain WaterRain Energy,RWRE)。以屋面雨水收集为例,给出了其水雨能联合收集利用模式,介绍了实现RWRE的雨能发电、雨水电化处理、积水助排等几项关键技术,并介绍了世界上第一座采用RWRE模式建成的雨水电站——位于金华市茂盛岩土工程有限公司厂区内的小型雨水雨能联合收集利用系统,分析了RWRE的应用前景。分析认为,相对于传统的雨水收集利用模式,RWRE具有环境友好、节能降耗、产投比高、能协同缓解城市水问题等优势,可以通过雨水管网连接和自然能互补发电两项措施分别解决RWRE雨水收集量不足和雨能品质差的问题,从而为海绵城市建设提供了一条新途径。     

台州市生活污水处理厂设计水量中雨水混入比例研究

基于台州市椒江区2014年污水处理厂进水量和雨量监测站的数据,进行污水处理厂日进水量频率分析和城镇污水管网中雨水混入比例分析,从而对污水处理厂设计水量进行修正。结果表明:小雨、中雨、大雨、连续暴雨时的污水量分别是晴天污水量的1.29、1.53、1.77、2.31倍;地下水与河水渗入量约占晴天日均污水量的24.1%,雨天雨水混入量约占雨天日均污水量的24.2%;随着降雨量增大,雨水混入比例由10%升高至35%,最后趋于27%;滨海城市生活污水处理厂设计水量中雨水混入比例可定为25%~30%。     

浅谈山地城市污水管网改造设计

简要分析了山地城市排水管网现状及实现雨污水分流改造的重要性,提出山地城市排水管网改造设计过程中需注意的几个关键问题,结合具体的工程实例介绍了污水管网改造实施过程中解决排水管道系统短距离、大落差,以及管道穿越特殊构筑物等方面的技术方案.