山地城市排水管网结构安全性评估与预警系统：以重庆主城排水干管为例

　　《山地城市排水管网结构安全性评估与预警系统——以重庆主城排水干管为例》针对山地城市特有的地形地质条件，全面论述降雨、滑坡、洪水冲击、污水腐蚀等多种管道破坏风险分析理论；结合管道结构力学性能分析理论和方法、结构耐久性分析与检测的研究成果，研究山地城市排水管网系统在多种荷载综合影响下的结构损伤破坏机制与失效模式；结合系统风险分析理论和方法的研究成果，建立山地城市排水管网系统综合风险评估方法与预警理论；介绍适于山地环境的雨量、管道流量、边坡位移、复杂地形条件下土压力以及管道力学效应等城市排水管网结构安全监控技术；论述基于地理信息系统的山地城市排水管网结构安全性监测与管理数字化系统构建原理与方法，并提供示范应用工程——重庆主城排水干管结构安全运行网络化监控与预警示范工程。

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目录
第1章 绪论 1
参考文献 6
第2章 山地城市降雨规律与排水管道设计暴雨强度 7
2.1 极值分析方法概述 7
2.2 降雨量统计分析 11
2.2.1 重庆市日降雨量统计分析 11
2.2.2 针对降雨型滑坡的有效降雨量统计分析 17
2.3 排水管道设计暴雨强度公式修正 20
2.3.1 降雨样本提取及概率分布模型 20
2.3.2 降雨重现期-暴雨强度-降雨历时关系 23
2.3.3 设计暴雨强度公式 24
2.4 重庆主城排水干管排水能力分析 29
2.4.1 二级管网流量分析 29
2.4.2 排水干管排水能力分析 31
参考文献 31
第3章 山地城市降雨型滑坡危险性分析与预警 33
3.1 山地城市边坡危险性区划方法 34
3.1.1 边坡危险性区划研究方法概述 35
3.1.2 管道沿线边坡危险性区划指标体系 36
3.1.3 边坡危险性区划模型 42
3.1.4 重庆主城排水干管A线边坡危险性区划 43
3.2 降雨与滑坡关系的研究 47
3.2.1 降雨与滑坡关系的统计分析 47
3.2.2 降雨与滑坡关系的理论研究 52
3.3 降雨型滑坡风险研究 57
3.3.1 有效降雨量模型 57
3.3.2 降雨型滑坡气象预报预警模型 59
3.3.3 重庆地区降雨型滑坡风险分析 61
3.3.4 气象预报预警模型应用实例 63
参考文献 65
第4章 山地城市架空排水管网结构安全性分析与评价 67
4.1 山地城市排水管网系统概述 67
4.2 架空箱形管道静力作用下力学性能试验研究 69
4.3 冲沟洪水对架空箱形管道的作用 74
4.3.1 洪水对架空箱形管道的水平作用力 75
4.3.2 洪水对架空箱形管道的竖向作用力 76
4.3.3 洪水作用下架空箱形管道力学性能分析 77
4.4 船舶对架空箱形管道的撞击效应 80
4.5 山地城市架空排水管道结构安全性评价 83
参考文献 84
第5章 山地城市埋地管道结构安全性分析与评价 86
5.1 概述 86
5.2 水平地段埋地管道横截面土压力分布特性 87
5.2.1 管-土相互作用对管道横截面土压力的影响机制 87
5.2.2 管-土相互作用有限元分析模型 88
5.2.3 基础刚度不均匀对管道受力性能的影响 90
5.2.4 管-土相对摩擦系数对土压力分布的影响 91
5.2.5 回填土弹性模量对土压力分布的影响 92
5.3 水平地段纵向基础刚度不均匀对管道受力性能的影响 94
5.4 斜坡地段埋地管道性能研究 98
5.4.1 斜坡地段管道埋置位置对土压力的影响 98
5.4.2 斜坡地段管道土压力分布特性分析 101
5.4.3 斜坡地段埋地管道的力学性能 103
5.5 山地城市排水管道结构安全性评价与预警 110
参考文献 113
第6章 山地城市排水管道腐蚀机制与检测修复技术 114
6.1 概述 114
6.2 混凝土排水管道耐久性判定标准 114
6.2.1 排水管道腐蚀机理 114
6.2.2 污水腐蚀下混凝土强度变化规律 119
6.2.3 排水管道的耐久性评定标准 124
6.3 城市排水管道故障检测方法 124
6.3.1 排水管道检测项目 125
6.3.2 排水管道直接检测技术 126
6.4 排水管道修复技术 131
参考文献 133
第7章 山地城市排水管网结构安全性综合评价体系 134
7.1 概述 134
7.2 基本理论 134
7.2.1 决策与决策方法 134
7.2.2 典型的决策方法 135
7.2.3 层次分析法在安全性评价中的应用 144
7.3 排水管网结构安全性综合评价体系 147
7.3.1 体系总体架构 147
7.3.2 山地城市排水管网结构安全性综合评价递阶层次分析模型 147
参考文献 151
第8章 山地城市排水管道安全性远程监测系统 152
8.1 概述 152
8.2 山地城市排水管道安全性网络化监测系统 153
8.2.1 系统结构 153
8.2.2 系统硬件设备的研发 154
8.3 山地城市排水管道安全性网络化监测技术 161
8.3.1 ZigBee网络的孤立点问题 161
8.3.2 基于接收信号强度指示定位技术的山体滑坡监测技术 163
8.3.3 山地城市排水系统安全运行监测与安全故障诊断技术 168
参考文献 171
第9章 山地城市排水管网结构安全性监测与分析 173
9.1 监测与检测内容 173
9.2 监测方案总体制订原则 173
9.3 边坡位移监测与分析 178
9.3.1 盘溪河入口管段边坡位移监测与分析 178
9.3.2 大佛寺大桥管段边坡位移监测与分析 183
9.3.3 茅溪管段边坡位移监测与分析 185
9.3.4 黑石子管段边坡位移监测与分析 186
9.4 排水管道结构安全性监测与分析 189
9.4.1 埋地管道结构安全性监测与分析 189
9.4.2 架空管道结构安全性监测与分析 191
9.5 其他信息的监测 193
参考文献 193
第10章 山地城市排水管网结构安全性监测与管理数字化系统 194
10.1 排水管网数字化管理系统基本理论与框架 194
10.1.1 我国城市排水管网数字化管理系统概况 194
10.1.2 地理信息系统基本功能与结构 195
10.2 系统建设内容与总体架构 197
10.2.1 系统建设内容 197
10.2.2 系统总体架构 198
10.3 软件系统总体架构 199
10.4 系统数据库设计与架构 200
10.5 管网模型构建 201
10.5.1 模型初步构建 202
10.5.2 模型参数的识别与动态更新 202
10.5.3 模型的验证与动态更新 205
10.6 系统平台设计与应用 206
10.6.1 地图基本操作模块 207
10.6.2 图层控制模块 208
10.6.3 管道监测与查询模块 209
10.6.4 边坡监测与查询模块 210
10.6.5 管道耐久性及日常巡查模块 213
10.6.6 管道维护与管理模块 213
10.6.7 其他随机事件风险分析模块 213
参考文献 214