基于要素异质性的城市雨洪过程建模及模拟案例

　　本文以影响城市雨洪过程的要素及其空间异质性特征为视角，以要素异质性特征的表达、动力学过程建模及模拟以及地理分析为切入点，对城市雨洪过程建模及模拟过程中的输入数据适配及空间离散、地表与管网水流耦合建模及模拟进行了研究，在此基础上，结合典型城市区域，针对不同要素对城市雨洪过程的影响及其时空特征进行了分析研究。

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第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 数据预处理及空间离散
1.2.2 城市水文模型及其对城市空间异质性要素的处理
1.2.3 城市雨洪过程模拟结果分析内容和方法
1.2.4 研究现状总结
1.3 研究目标与研究内容
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究内容
1.4 研究方法与技术路线
1.4.1 研究方法
1.4.2 技术路线
1.5 组织架构
第2章 理论基础及城市水文要素异质性特征分析
2.1 城市水文学基础理论
2.2 空间异质性理论基础
2.3 基于研究领域的空间异质性概念论述
2.4 空间异质概念的基本特征分析
2.4.1 空间异质性概念随时间的演变特征
2.4.2 空间异质性概念在不同研究领域中的特征
2.5 面向城市雨洪过程建模及模拟的要素异质性特征
2.6 本章小结
第3章 基于要素的耦合模型数据适配与空间离散方法
3.1 整体框架
3.2 数据适配模型构建
3.2.1 概念模型设计
3.2.2 逻辑模型设计
3.3 面向空间离散及耦合模拟的数据预处理
3.3.1 面向空间离散的单要素数据适用性特征分析与处理
3.3.2 面向空间离散网格生成的要素之间的拓扑关系研究
3.3.3 面向地表与管网水流过程耦合模拟的数据预处理研究
3.4 地表空间离散网格自动生成及数据格式自动转换方法
3.4.1 多要素对象约束下的非结构三角形网格生成
3.4.2 要素异质性特征与离散网格自动融合方法
3.4.3 排水系统专题数据自动转换方法
3.5 应用案例
3.5.1 基于城市居民社区的应用案例
3.5.2 基于城市公共服务区域的应用案例
3.5.3 基于复杂城市区域的综合应用案例
3.6 本章小结
第4章 城市地表与地下管网水流过程双向同步耦合方法
4.1 模型简介
4.1.1 SWMM模型简介
4.1.2 SWMM模型EXTRAN模块计算原理
4.1.3 ANUGA模型简介
4.1.4 ANUGA模型基本计算原理
4.2 地表与地下管网水流过程双向同步耦合建模方法原理
4.2.1 地表水流经入孔出流
4.2.2 管道水流经入孔入流
4.2.3 建筑物屋顶水流汇入管网
4.2.4 耦合下渗模型
4.3 ANUGA和SWMM模型系统的耦合模拟机制
4.3.1 SWMM模型封装及调用
4.3.2 ANUGA模型的入流与出流操作对象的实现
4.3.3 以ANUGA模型为主控的双向同步耦合模拟流程
4.4 应用案例
4.4.1 实验区域概况及基础数据
4.4.2 耦合模拟实验设计
4.4.3 模拟结果积水范围验证与讨论
4.4.4 基于要素的统计结果分析与讨论
4.4.5 基于不同模型的淹没范围对比分析
4.5 本章小结
第5章 基于要素的城市雨洪过程情景分析和时空特征研究
5.1 基础实验设计
5.2 基于情景分析的要素对地表总径流量及积水影响研究
5.2.1 情景分析方法介绍与模拟情景设计
5.2.2 考虑不同要素的模拟情景对地表径流量的影响及原因分析
5.2.3 考虑不同要素的模拟情景对地表积水的影响及原因分析
5.3 基于EOF的管网节点人流及溢流时空变化特征分析
5.3.1 经验正交函数分析法背景介绍及基本计算流程
5.3.2 结果及分析
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 研究结论
6.2 主要创新点
6.3 不足与展望
参考文献