本文關鍵詞：數學模型在城市排水規(guī)劃中應用的相關問題，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

數學模型在城市排水規(guī)劃中應用的相關問題 投稿：龍厇厈

摘要：隨著我國經濟的發(fā)展，城市的建設越來越快，城市的排水規(guī)劃需要不斷擴展，城市的排水規(guī)劃包括雨水以及城市污水，排放量的增多使得城市原有的排水規(guī)劃不能適應城市日益增多的排水范圍，為了使排水計算更加準確，需要對原有的設計規(guī)劃進行創(chuàng)新與完善，經過研究發(fā)現數…

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　　摘 要：隨著我國經濟的發(fā)展，城市的建設越來越快，城市的排水規(guī)劃需要不斷擴展，城市的排水規(guī)劃包括雨水以及城市污水，排放量的增多使得城市原有的排水規(guī)劃不能適應城市日益增多的排水范圍，為了使排水計算更加準確，需要對原有的設計規(guī)劃進行創(chuàng)新與完善，經過研究發(fā)現數學模型在城市排水規(guī)劃中應用的范圍很廣，可以有效的緩解排水壓力。下面我們主要針對雨水排放系統(tǒng)分析了數學模型的應用流程、面臨的問題以及應用方法。

　　關鍵詞：數學模型；城市；排水規(guī)劃；應用；問題
　　在城市的排水規(guī)劃中，排水系統(tǒng)主要是用于抵抗大自然中的暴雨災害，這些排水系統(tǒng)可以有效的保護城市中的重要設施，使其免遭破壞，也可以保障城市居民的日常生活與生產可以更加方便舒適。我國在建設城市時，排水規(guī)劃一直引用的是國外經驗，其實并不是很適合我國的國情與城市的實際情況，尤其是我國發(fā)展的越來越快，城市的各項基礎設施建設的越來越多，對設施的保護變得尤為重要，，而原來的排水系統(tǒng)規(guī)劃已經不能適應城市排水的需求，經過研究發(fā)現，數學模型可以使城市排水系統(tǒng)更加完善，數學模型可以彌補城市排水規(guī)劃的不足，下面我們以雨水系統(tǒng)為例，分析下數學模型在城市雨水系統(tǒng)規(guī)劃中的應用流程以及具體的應用方法。
　　1 數學模型在城市雨水系統(tǒng)規(guī)劃中的應用流程
　　經過研究發(fā)現，數學模型的應用不但可以改善城市雨水系統(tǒng)規(guī)劃的方法，而且可以提高城市雨水規(guī)劃系統(tǒng)的安全性，為了使數學模型可以更好的為城市排水規(guī)劃提供便利，我國市政排水規(guī)劃研究小組，借鑒了很多國外的先進經驗，積累了很多國外利用數學模型進行排水的經驗，并且結合我國部分城市的實際情況以及經濟技術水平，在實踐中總結了一套數學模型應用在雨水排水系統(tǒng)的流程。
　　首先，應用數學模型必須明確研究的對象，我國的城市經濟與氣候差異很大，南方北方的降雨量也有很大的不同，不同的降雨情況，采用的數學模型方法也各不相同。其次還要明確研究的范圍有多廣，籠統(tǒng)的分析，必然使得計算的結果不夠精確，影響數學模型的正確性，在確定范圍的時候可以根據研究對象與雨水系統(tǒng)的影響關系來判斷。接下來，要對研究對象進行一系列的分析并且整理成資料，比如要收集研究對象的雨水現狀情況，在不同季節(jié)的降雨量情況，研究對象在當前的雨水狀態(tài)下的設計資料、對雨水監(jiān)測情況的資料等，并對這些資料進行整理，這個步驟主要是為日后數學模型發(fā)揮效用提供基礎資料。接下來，就需要為城市建立雨水系統(tǒng)模型，這個模型包含現狀系統(tǒng)模型以及規(guī)劃模型，現狀模型主要是用來分析參考的，規(guī)劃模型則是用來做預測方案的。這兩個模型都需要建立數據庫，也需要對暴雨進行分析預測以及對模型的參數進行校準。這些工作做完后就需要對排水規(guī)劃制定標準，不論是城市中已經建立排水系統(tǒng)的地區(qū)還是未建立的，都需要根據相關情況制定雨水系統(tǒng)規(guī)劃標準，從而更好的制定城市排水方案。最后，就是需要對數學模式的模擬方案進行優(yōu)化和改進，模擬的模型包括可能發(fā)生積水的積水點分布圖、積水點面積、深度、時間以及積水流速的數據圖等等，最后的步驟就是對這些模擬方案進行局部的優(yōu)化與整體的調整。
　　2 數學模型應用在城市雨水系統(tǒng)時面臨的問題
　�。�1）確保資料的完整性以及正確性。在應用數學模型前，首先要把所有相關的資料、數據整理成冊，要保證這些資料的正確性，而且這些資料越完整建立的排水模型就越完善。所以在搜集這些資料時，一定要保證雨水現狀資料、設計資料、監(jiān)測資料的收集，這三方面的資料越全面越好。這就要求在收集現狀資料時，要注意收集這個地區(qū)的地質地貌情況的資料、這個地區(qū)地面鋪設情況的資料、排水現狀的資料，排水現狀還包括管道的鋪設與分布等情況。而設計方面的資料注意包括設計的標準、依據，城市未來的征地計劃，排水管道的設計以及參數等等方面。監(jiān)測資料主要是對這個地址的降雨量的監(jiān)測，排水情況的監(jiān)測，以及對這個地區(qū)排水的水質的監(jiān)測等等。這些資料的收集可以確定城市的水力模型，所以在收集整理的過程中一定要仔細認真，避免失誤以及遺漏。
　�。�2）應對模型軟件平臺的選擇�？v觀世界應用的各類數學模型軟件，應用比較廣泛的有美國環(huán)保署開發(fā)的SWMM和丹麥DHI等產品。我國在選擇模型軟件時要結合城市的實際情況，城市排水規(guī)劃的經費以及用途等等，既要保證軟件的有效性，也要保證方案的經濟性，為了使軟件能更好的得到利用，相關工作人員一定要充分的了解軟件的各項功能，保證這些功能能充分的發(fā)揮在模型設計中。
　�。�3）對數學模型的校準。運用軟件建立起雨水系統(tǒng)模型，為了使模型發(fā)揮更大的作用，必須結合實際情況對模型進行校對與優(yōu)化，這就要求相關人員必須根據收集的基礎資料，對模型的參數進行對比與改進，主要是將城市可能會遭到的強降水資料模擬在模型中，利用數學模型進行計算，并將計算出的結果與基礎資料中的監(jiān)測流量進行對比，如果出現的誤差比較大，一定要對數學模型進行修改，直到計算出的結果與監(jiān)測的數據相差不大時，才能保證數學模型的構建是正確的。
　　3 數學模型應用在城市雨水排水系統(tǒng)規(guī)劃的優(yōu)化措施
　　除了上述數學模型的應用流程，需要優(yōu)化的措施有：設計工況校核分析，首先進行初步校核，分析采用的參數是否合理，排水流域的劃分是否正確、合理等。其次，進行規(guī)劃設計方案校核，即在模型中設置與規(guī)劃設計條件等價的參數進行模擬計算，分析管徑計算結果及系統(tǒng)間的銜接關系是否合理。其中，設計工況校核的標準為：在設計重現期內，雨水管道應為無壓流狀態(tài)。下一個需要優(yōu)化的是，問題分析及雨水系統(tǒng)調整：針對雨水系統(tǒng)規(guī)劃設計中出現的問題，在分析原因后，需進行方案的調整，并重新模擬，直至滿足設計土況校核的標準。還有一項需要優(yōu)化的是雨峰位置調整：由于管道內部具有很大的調蓄空間，導致雨峰位置對管道壓力的影響不同。由于雨峰位置對管道內水力情況影響較大，且進行設計工況分析時假定雨峰位于開始時刻，與雨峰位置一般位于0.4～0.5的實際情況不符。因此，需要進行雨峰位置調整優(yōu)化。具體步驟為：按當地降雨雨峰對模擬用設計降雨進行調整，并按照設計土況校核分析中的步驟進行管網調整與優(yōu)化。
　　4 結 論
　　綜上所述，城市的發(fā)展要求對人們的生活生產、城市基礎設施等要進行保護與完善，將數學模型應用在城市排水規(guī)劃中，可以有效的改善城市設施被暴雨破壞等情況，數學模型要明確研究對象以及研究范圍，這樣可以保證計算結果的正確性，對數學模型的模擬可以更好的對模型進行改進與優(yōu)化，總之，數學模型的應用與優(yōu)化可以使城市的排水規(guī)劃更加科學更加完善。
　　參考文獻
　　[1]周楠森，張曉昕，馬洪濤.北京奧運中心區(qū)雨水系統(tǒng)研究[J].北京規(guī)劃建設，2010（02）.
　　[2]李瑞，寇子明，李澤松，張任奇.現代控制理論在自動排水系統(tǒng)中的應用[J].煤礦機電，2006（01）.
　　作者簡介：王濤，男，漢族，山東省陵縣人，管理學學士學位，工民建工程師，研究方向為市政排水。

摘要：隨著我國經濟的發(fā)展，城市的建設越來越快，城市的排水規(guī)劃需要不斷擴展，城市的排水規(guī)劃包括雨水以及城市污水，排放量的增多使得城市原有的排水規(guī)劃不能適應城市日益增多的排水范圍，為了使排水計算更加準確，需要對原有的設計規(guī)劃進行創(chuàng)新與完善，經過研究發(fā)現數…

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