模型参数不确定性对排水管网功能状态评价的影响

• 作者: 吴珊 程玉林 侯本伟 李化雨 李俊
• 来源期刊: 北京工业大学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 排水管网 参数不确定性 参数灵敏度 失效概率 节点溢流 管道充满度
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 280-292
• 页数: 13页
• 分类号: TU992.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.11936/bjutxb2019100004

摘要

降雨时空分布的随机性,下垫面的复杂性,以及管网在设计、施工、使用过程中的不确定性,导致排水管网水力模型参数取值存在着不确定性.为了评估参数不确定性对节点和管道功能状态评价的影响,建立了考虑降雨输入、产流、汇流、管网水动力计算各过程不确定性参数的分析模型.根据建模流程的参数要求和文献结论,选择了暴雨洪水管理模型(storm water management model,SWMM)建模过程中的14个参数作为不确定性参数;基于模型参数的增量对计算结果的影响分析,进行了参数灵敏度排序,选取了5个主要参数进行不确定性分析;基于SWMM求解器,采用Monte Carlo随机模拟方法计算了节点、管道的失效概率和相应的溢流时间、体积、充满度模拟均值、变异系数;通过对比参数取中值的确定性工况计算出的节点、管道的相应结果,分析了不确性与确定性分析结果的差异性.算例分析结果表明:在降雨输入和模型计算过程中均存在影响较大的不确定性参数,有必要考虑模型计算全过程参数的不确定性;相对于确定性工况,不确定性分析模型对高风险概率的节点和管道具有较好的识别效果;不确定性分析识别出的不可靠节点的溢流时间、体积模拟值相对确定性工况全网平均值的变化率分别达到了29.13％、10.41％,各管道充满度的变化率最高可达22.31％.