城市小区雨水管网非恒定数学模型的对比研究.pdf

维普资讯 第 26卷 第 5期 水 力 发 电 学 报 V01．26 No．5 2007年 10月 JOURNALOFHYDROELECTRIC ENGINEERING 0ct．．2007 城市小区雨水管网非恒定数学模型的对 比研究 张明亮，沈永 明，沈 丹 (大连理工大学海岸和近海工程 国家重点实验室 ，大连 116024) 摘 要 ：本文采用水力学和水文学相结合 的途径 ，建立了三种排水管网系统的数学模型，动力波法、非线性运动波法、改 进 的马斯京根法 ，并对具体 的方法给 出详尽 的推导。通过对单一管道和北京百万庄小区小 巴区域 的雨水管网进行模拟 ， 应用文献 的资料进行验证分析 ，可 以看 出计算结果和文献 的计算值及实测值吻合 比较好 ，表明三种方法均可用于城市小 区排水系统管网的设计和管理，有实际的应用价值 。 关键词 ：水力学；城市排水系统；动力波法 ；非线性运动波法 ；改进 的马斯京根法 ；牛顿迭代技术 中图分类号 ：TV131．4 文献标识码 ：A Contraststudyofunstadyflow mathematicalmodelforrainpipeline networksofurbandrainagesystem ZHANG Mingliang，SHEN Yongming，SHEN Dan (StateKeyLaboratoryofCoastalandOffshoreEngineering，DalianUniversityofTechnology，Dalian 116024) Abstract：Bycombiningthehydraulicsandhydrologymethod，threemathematicmodelsofthedynamicwave，the nonlinearkinematicwaveandthemuhilinearMuskingum methodare developedandthekeyissuesofthesemodels areexpatiatedparticulralyinthispaper．ThesemodelsareappliedtosimulatthesingleconduitandtheXiaobaraea drainagesystemofBmwanzhuanguptowninBeijing．Thecalculatedresultsofwaterdepthanddischrageagreewith thedatafrom Hosseinandthemeasureddata．Theseresultsshow thatthesemodelsarethesimpleandpractical tools fordesignandmanagementofurbandrainagesystem andfloodprevention．Ithastheapplicationvalue． Keywords：hydraulics；urbandrainagesystem；thedynamicwave；thenonlinearkinematicwave；theMuskingum method；theNewton iterationmethod O 前言 近年来 ，随着我国城市数量和规模不断的扩大，建筑面积的不断增加 ，从而导致城市不透水面积大幅度增加， 致使相 同条件的降雨，径流系数增大，使得对城市排水和城市河道行洪构成巨大的压力。为解决这一压力，现代 化城市利用雨水管网排除降雨径流。为保证我国城市的快速 良性发展 ，必须采取相应的城市降雨径流理论和计 算模型方法对城市雨水管网进行有序的规划和管理。 城市排水系统包括城市地表 、道路边沟 、雨水 口、检查井等其他控制和调节设施。根据水力学特点，它可以分 为两个子系统