摘要：城市形态与污水设施的运行之间关系密切,探讨城市形态对城市内污水设施的影响对解决现有设施存在的水力失效及未来情景应对能力欠佳等问题具有重要价值。因此,论文测算了现阶段中国地级城市的城市形态,设置了城市形态情景和排水情景,使用Kruscal算法进行管网定线、SWMM软件模拟系统性能,构建自上而下的虚拟城市空间与污水系统耦合模型,探索了不同形态城市的污水系统生命周期成本、结构和性能的一般性规律,构建了系统经济性、有效性和适应性指标体系以综合评估城市污水系统。研究发现,在城市人口36.24万、面积35 km2的规模下,污水系统的生命周期成本约为6亿~7亿元。方形、长条形和星形的流速失效比分别为0.55、0.67、0.55,充满度失效比分别为0.35、0.42、0.36。在排水情景改变下,污水量变小时,系统流速失效情况均更为严重,而充满度失效情况均有所改善;当污水量变大时,流速失效情况均有所改善,而充满度失效情况更为严重。分析系统结构特性,发现越分散的污水系统连通性越好,长条形城市的污水系统相较于方形和星形城市更为集中。对指标作相关性分析,发现越分散的污水系统经济性和有效性更好,但适应性更差。从系统经济性和有效性角度出发,方形和星形城市更有利。从污水系统适应性角度出发,长条形城市优于方形和星形城市,结合2010—2015年的城市形态分析,长条→长条(变化前后城市形态均为长条形,以此类推)、星形→长条、方形→长条的86个城市的城市发展方向不够合理,各城市在未来扩建或新建规划中应在因地制宜基础上考虑内部污水设施,选择合理的城市形态。

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