平原城市排涝分析计算方法研究开题报告.doc

天津农学院 毕业论文开题报告 中文题目 平原城市排涝分析计算方法研究 学生姓名 朱 继 二级学院 水利工程学院 专业班级 2011级水电专业1班 指导教师 余 萍 开题时间 2015年3月 一、研究目的和意义 人类诞生伊始濒水而居，近水而种，在远古时代河流就为城市提供了稳定的水源和肥沃的土壤。随着水上交通工具的发展,河流成为了城市物资运输的重要通道。在近代工业化阶段，河流不仅成为水源地、动力源、交通通道,而且是污染净化的场所。在现代城市，河道又增添了泄洪排涝、维持城市生态、休闲旅游等功能。城镇河道功能的多样化变化，使河道综合整治的任务己由单纯的满足引水、灌溉等功能向以防洪排水功能为主、兼具生态、景观和休闲旅游等功能的转变。城镇排洪河道的任务就是及时、通畅的排除设计标准下的暴雨洪水，找到合乎实际的排洪河道设计流量计算方法是进行河道综合整治，实现河道功能的先决条件。伴随着城市化进程及河道功能的演变，城镇排洪河道设计流量计算面临种种问题: (l)城市化带来的城区下垫面条件的急剧改变影响了城市雨水产汇流规律,使长期用于计算自然发育条件下河道洪峰流量的推理公式不能适用于城区排洪河道的设计流量计算[1][2][3]； (2)城镇河道功能由引水灌溉一雨水排水一防洪排涝的转变,导致计算城区排洪河道设计流量时,在选用设计流量计算公式上产生了难点，是采用市政部门的排水设计标准，还是采用水利部门的防洪标准计算的问题[4][5]； (3)现代城市雨水排水设施完善，导致城镇雨水排水系统，排洪河道相互关联城区排洪河道设计流量应有两部分组成：1.雨水系统排水流量；2.超过雨水排水系统排放能力的洪水以地面径流的形式排入的流量，现行计算公式中对此考虑较少。因此，结合城市化进程，城市河道功能的转变和雨水排水系统对城市河道设计流量的影响,开展对城镇排洪河道设计流量计算的研究,具有重要的实际意义。 该选题的研究现状及发展趋势 城市的水文现象本身就是一个不确定和难以精确计算的随机问题，从理论上对其不可能做出十分准确的判断；可是由于这些水文现象所带来的各种灾害性问题时时刻刻威胁着我们的生命和创造的财富,对其做出尽量符合实际的判断,对现实来说意义重大；尤其是现代城市河道的设计流量计算问题，时时刻刻影响着城市人民的生活和城市的可持续发展,近百年来对河道设计流量的研究一直不断。1857年摩尔凡尼以暴雨洪水的成因分析为基础，根据等流时线原理最早提出了暴雨洪峰流量的推理公式，它是一种由暴雨推求设计洪水流量的方法,认为流域出口断面处形成最大流量,是降落在流域上的暴雨经过产流和汇流两个阶段演变的结果。1932年舍尔曼(L.K.shernan)基于线性汇流系统的倍比性和叠加性两个基本假定提出了地面净雨汇流计算的经验单位线法,该法把地面总径流过程分割出各个时段净雨形成的地面径流过程,然后转换为时段单位线近而得到出口断面的流量过程线[6][7]。前苏联列宁格勒公用事业研究院在1948年提出空隙容积利用法计算方法,该法是充分考虑到河道内的空隙容积削减一部分洪峰流量得出的[18]。日本板仓诚教授于1952年和1955年提出滞流式计算法，该法的理论基础类似于空隙容积利用法,在原来的基础上添加了数学表达式,有助于理解计算理论与分析成果,但是并没有得到推广应用[8] 。 1945年克拉克(c.o.clark)首次提出了地表净雨汇流计算的瞬时单位线法的思想，1957年纳希(J:Eash)又通过数学公式确定了相关参数和时段转换等一套方法,通过该法也可计算出地面径流的流量设计过程线[9][10]。1957年Keife提出芝加哥雨型研究模型；1960年Tholin与Keife又提出芝加哥水文过程线法[8]。1958年陈家琦提出了水利科学院的推理公式[11][12],用于计算小流域暴雨洪水,此法把洪峰流量的形式分成全面积汇流和部分面积汇流两类形式,采用实测资料的综合分析成果,在我国应用较广,现己为水利水电工程设计洪水计算规范6(SL44一2006)的推荐公式，1970年铁道相关部门提出了在考虑洪峰流量行程中汇流面积的分配和流域调蓄的作用,提出了计算小流域洪峰流量的简化公式[12]我国学者同济大学教授邓培德在前人研究的基础上,结合我国暴雨公式型式，提出容量平衡法计算理论，其