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题名

基于SOBEK水动力模型的城市洪涝及排水系统优化研究--以深圳市沙井河排涝片区为例

其他题名
URBAN FLOOD AND DRAINAGE SYSTEM OPTIMIZATION STUDY BASED ON SOBEK HYDRODYNAMIC MODEL ——A CASE STUDY OF SHAJING RIVER FLOOD CONTROL AREA IN SHENZHEN
姓名
姓名拼音
YU Ziwei
学号
12032348
学位类型
硕士
学位专业
0801 力学
学科门类/专业学位类别
08 工学
导师
田展
导师单位
环境科学与工程学院
论文答辩日期
2023-05-09
论文提交日期
2023-06-29
学位授予单位
南方科技大学
学位授予地点
深圳
摘要

在全球气候变暖和城市化进程加快的双重背景下,城市内涝问题日益突出。近年来,针对城市内涝的成因、机制及其预防和治理措施等研究已成为国内外相关领域的热点。深圳作为中国经济最发达的城市之一,极端降雨事件频发和不透水面的快速增加,使得深圳城市内涝问题日益严峻。本文以深圳市茅洲河流域沙井河排涝片区为研究对象,采用SOBEK模型对城市内涝过程进行模拟,识别研究区易涝点,并对易涝区域和现状雨水管网排水能力进行评估。同时,本研究针对深圳沙井河排涝片区现状,设计了两种方案对城市排水系统进行优化,并对两种优化方案进行了有效评估。主要结果如下:

(1)搭建了茅洲河流域沙井河排涝片区的城市内涝模型。利用不同类型的降雨事件对模型进行率定,多数降雨事件中,纳什效率系数超过0.6,模型模拟效果良好。并用“8月28日”降雨事件对模拟内涝情况进行验证,结果表明实测内涝点与模拟内涝点的水深基本吻合,模型满足本研究需求。

(2)对不同重现期下(2年、3年、5年、10年、50年、100年)城市内涝淹没情况进行模拟。研究表明,随着重现期年数的增加,发生溢流的检查井个数、满负荷运行的管道数和城市淹没面积不断增大。与2年一遇相比,100年一遇情景下溢流节点数量和满负荷管道数量增加2倍。此外,本研究以5年一遇重现期为排水标准对研究区进行模拟,研究表明有8个内涝点由于管网排水能力不足造成内涝;5个内涝点由于所在区域地势较低,易发生河水倒灌从而造成内涝。

(3)设计了扩大管径和增加低影响开发措施两种优化方案,利用模型模拟结果比对两种方案对城市内涝的改善效果。结果表明,扩大管径方法可提高管网排水能力,研究区最大淹没水量减少60%,但对于地势较低处效果甚微;而增加低影响开发措施时最大淹没水量减少15%,该方案可提高城市地表下渗能力从而减轻管网排水负担。

本研究对深圳市暴雨内涝灾害研究有重要意义,解释了研究区的内涝成因,并对排水系统的优化提出了针对性的改进措施,有助于保障居民的生活和城市的运行。

关键词
语种
中文
培养类别
独立培养
入学年份
2020
学位授予年份
2023-07
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所在学位评定分委会
力学
国内图书分类号
TU992
来源库
人工提交
成果类型学位论文
条目标识符http://sustech.caswiz.com/handle/2SGJ60CL/544584
专题工学院_环境科学与工程学院
推荐引用方式
GB/T 7714
余梓伟. 基于SOBEK水动力模型的城市洪涝及排水系统优化研究--以深圳市沙井河排涝片区为例[D]. 深圳. 南方科技大学,2023.
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