突发暴雨情况下城市排水系统优化设计与安全性评价研究

【摘要】国家正在大力推进公共安全设施的建设，市政排水管网建设作为公共安全设施建设中的一项重要内容，具有十分重要的战略意义。目前我国城市排水管网普遍老化淤塞、单靠重力流排水的设计体制与全球气候变化异常、降雨大而集中的现实极不匹配，为了将其给城市人民带来的灾害降至最小，对于突发暴雨情况下采用“重力流+压力流”进行紧急排水的新模式的设计与探索也就迫在眉睫了。“重力流+压力流”的设计模式即是由过去传统的重力排水变成以水泵提供动力和能量排水为主、自重力排水为辅，加快城市排水管网的排水速度从而确保城市不涝不淹、人民群众的生命财产安全不受水灾的威胁。本文以哈尔滨市某一城市小区突发暴雨情况下城市排水管道系统为研究对象，在对吉林大学青年科技创新基金《突发暴雨情况下的排水管网优化研究》（基金号：450060487502）课题深入研究基础上，通过对“重力流+压力流”的新型设计模式下进行复合应急排水的城市暴雨排水管道系统进行设计论述，可以得到以下成果：(1)推导出了城市暴雨排水管道压力降与其系统所需的机械能功率的计算公式，并对其参数进行了合理的选取，得出了城市暴雨排水管道的压降及其系统所耗的机械能功率。(2)得出了排水管道在排水单元纵向长度上的最大内力压强、内压力及平均内力压强的方程及其结果，建立了以排水单元管道中水流为研究对象的力的平衡状态方程，得出了排水单元管道的周向力、轴向力和径向力的计算公式和结果，推导并分析城市暴雨排水管道的本构（应力-应变）关系。(3)得出了城市暴雨排水管道受到的管顶土压力、侧向土压力以及平均侧向土压力的计算公式、结果和分析，给出了平均雨水冲刷力和管道与周围土体的管顶摩擦力、两侧摩擦力、管底摩擦力、总摩擦力的计算公式、结果及分析，得到了城市暴雨排水管道在防冲方面是安全的结论。(4)对城市暴雨排水管道系统的总体构成进行设计且对其设施进行了合理的配置，并将要实现的两大功能用VisualBasic语言对其中央水位信息处理软件进行了系统的程序设计并成功通过了调试。(5)确定了模糊数学中的模糊综合分析法作为其管道安全性评价的数学模型，给出了管道系统安全模糊综合评判的方法与步骤，确定了管道系统安全因素集、评判集与评价分级，演绎出了城市暴雨排水管道系统安全评价的一系列隶属函数并得出了其管道安全评价的模糊评判矩阵Rrijnm，计算出了模糊综合评判的指标权重，并对其综合评判的模糊矩阵做了乘法运算，最终得出了综合评价的最大可能评判结果。(6)论文最后对突发暴雨情况下城市排水管道系统优化设计与安全性评价研究进行了总结，并提出了一些提高城市暴雨排水管道安全性和保护管道安全的措施与建议。
【作者】郭青松；
【导师】李欣；
【作者基本信息】吉林大学，岩土工程，2014，硕士
【关键词】重力流+压力流；本构（σ-ε）关系分析；防冲安全性分析；模糊综合分析法；

【参考文献】
[1]邓灵.北京销售公司油库油品损耗控制方法的研究与应用[D].西安石油大学,石油与天然气工程（专业学位）,2012,硕士.
[2]王谊广.《江苏电信风险管理条例》管理系统的研究与实现[D].南京理工大学,计算机技术,2011,硕士.
[3]罗雯.论中野重治的转向问题[D].华中师范大学,日语语言文学,2014,硕士.
[4]孙娜.幼儿园户外环境设计探讨[D].西南大学,园林植物与观赏园艺,2013,硕士.
[5]潘毅.歌剧领域男中低音声部演绎特征的悲剧色彩研究[D].湖南师范大学,音乐学,2014,硕士.
[6]杨艳伟.行业协会调解的法理学分析[D].河北经贸大学,法学理论,2012,硕士.
[7]杨学军.Rad51基因多态性与结直肠癌发病风险的关联性研究[D].河北医科大学,外科学,2013,硕士.
[8]王珊珊.介观超导涡旋物质和磁通周期性研究[D].上海大学,凝聚态物理,2013,硕士.
[9]陈琛.化妆品说明书汉英翻译错误分析及对策[D].浙江工商大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[10]王红艳.甘肃农业面源污染法律控制研究[D].兰州大学,环境与资源保护法学,2013,硕士.
[11]侯珊珊.长沙近代教会建筑研究[D].湖南大学,建筑设计及其理论,2011,硕士.
[12]代洁,汪晓岩.新型PLC-075电力线数据传输装置[J].电力系统自动化,2006,04:93-97.
[13]牟现平.论人民陪审制度的存与废[D].吉林大学,法律,2004,硕士.
[14]梁景.含氟查尔酮及二氢黄酮合成的研究[D].华东理工大学,有机化学,2014,硕士.
[15]王广占.益气活血法防护急性高原肺水肿作用机制研究[D].中国人民解放军医学院,中西医结合临床,2013,硕士.
[16]郑宁来.石墨烯制导电纤维[J].合成纤维,2013,10:51.
[17]王管华.碳荧光量子点检测陶瓷疲劳微裂纹方法的研究[D].华东理工大学,化工过程机械,2014,硕士.
[18]陈大芳.中巴、中新、中国—东盟自由贸易区投资规则比较研究[D].山东财经大学,国际贸易学,2012,硕士.
[19]刘成钢.基于粗糙集理论的不确定决策问题的研究与应用[D].南京航空航天大学,2003.
[20]邢燕.在役结构在未来地震中的损失估计[D].西安建筑科技大学,结构工程,2004,硕士.
[21]马逢乐.桥联二胺合锗、钡金属配合物及五元膦杂吡唑的合成与表征[D].山西师范大学,化学,2013,硕士.
[22]梁艳美.RUNX3在口腔癌前病变及鳞癌中表达的研究[D].吉林大学,口腔临床医学,2013,硕士.
[23]李婷.我国十大洗发水品牌电视广告的现状与发展研究[D].东北师范大学,新闻学,2012,硕士.
[24]王倩.消费主义思潮对大学生人生观的影响及对策研究[D].重庆工商大学,思想政治教育,2014,硕士.
[25]王立国,徐殿国,张华强,苗立杰,郎永强.风力发电中Buck-Boost变换器参数设计的动力学建模方法[J].电力系统自动化,2005,17:45-48.
[26]曹阳.包西线路基病害检测与强化技术研究[D].北京交通大学,2014.
[27]杨旭.机场配载结算业务流程再造研究[D].浙江工业大学,工商管理,2013,硕士.
[28]陈思伟.应用SDZ-751数字仪判断仪器自身故障部位[J].石油地球物理勘探,1984,02:190.
[29]李蓓.曹田梅教授治疗慢性肾衰竭经验总结[D].湖北中医药大学,中西医结合临床（专业学位）,2013,硕士.
[30]张惠颖.浅论王国维悲观主义生命美学对人生痛苦的解读[D].中国科学技术大学,中国哲学,2014,硕士.
[31]熊晨.十八烷基封端聚合物增容半结晶性聚合物共混体系的研究[D].湖南师范大学,高分子化学与物理,2013,硕士.
[32]常银梅.陕北地区信息技术课程开设现状的调查与分析[D].延安大学,课程与教学论,2014,硕士.
[33]林弘宇,张晶,徐鲲鹏,皮学军.智能用电互动服务平台的设计[J].电网技术,2012,07:255-259.
[34]李晓峰.血清触珠蛋白与动脉粥样硬化血栓形成性脑卒中的关联研究[D].山西医科大学,神经病学,2013,硕士.
[35]樊计昌,刘明军,王夫运,海燕,赵俊猛.小波包节点域和空间域倾角扫描高阶相关去噪技术[J].石油地球物理勘探,2009,06:695-699+783+645-646.
[36]李斌.网络化多功能曲轴动平衡测试系统研制[D].沈阳理工大学,机械电子工程,2012,硕士.
[37]梁欢.石门方言民俗文化词语研究[D].广西师范大学,汉语言文字学,2013,硕士.
[38]李珣.小型固定翼无人机监控仿真系统的设计与实现[D].西安电子科技大学,计算机技术,2010,硕士.
[39]许虹.荣格艺术思想的研究[D].河北大学,艺术学,2003,硕士.
[40]顾红艳.高中生母语文化英语表达能力现状研究[D].曲阜师范大学,学科教学（专业学位）,2013,硕士.
[41]陈秉尉.卧位四步锻炼法配合针刺中频治疗神经根型颈椎病的临床疗效观察[D].福建中医药大学,中医骨伤科学（专业学位）,2014,硕士.
[42]李永玲.压水堆核电机组一回路系统建模与智能参数优化研究[D].华北电力大学,控制理论与控制工程,2014,博士.
[43]徐家宽,白俊强,乔磊,黄江涛,史亚云.横流不稳定性转捩预测模型研究[J].航空学报.
[44]刘健.交流接触器投切负面效应抑制方法研究[D].哈尔滨工业大学,电气工程,2013,硕士.
[45]侯露露.医学生信息素养教育模式研究[D].新乡医学院,情报学,2012,硕士.
[46]杨洋.谈话制约理论在中国文化语境中的应用性解析[D].燕山大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[47]王玉涛.陶瓷坯体数控雕刻加工技术研究[D].景德镇陶瓷学院,机械电子工程,2014,硕士.
[48]徐庆君.中学化学探究性实验中手持技术的应用[D].鲁东大学,学科教学（专业学位）,2014,硕士.
[49]徐灵慧.AOMBR热水解同步污泥减量及磷回收工艺研究[D].浙江工业大学,2012.
[50]李彬.激光雷达散射截面测量中的电子学放大系统[D].西安电子科技大学,光学工程,2012,硕士.