基于水文水动力模型的城市雨水工程课程设计探索与实践
Exploration and Practice of Urban Stormwater Engineering Course Design Based on Hydro-Hydrodynamic Model
DOI: 10.12677/ae.2026.1671349, PDF,    科研立项经费支持
作者: 张 伟*, 刘苗苗, 罗乙玆, 朱鹏飞:北京建筑大学环境与能源工程学院,北京;孙慧超:北京建筑大学教务处,北京
关键词: 海绵城市水文水动力模型课程设计课程建设数学模型Sponge City Hydrological and Hydrodynamic Models Course Design Curriculum Development Mathematical Models
摘要: 海绵城市建设和城市内涝治理领域需求和问题的高度复杂性和不确定性决定了城市雨水工程课程设计题目的综合性和任务的系统性,但传统课程设计缺乏交叉学科和数学模型等新工具的有效支撑。研究提出了基于水文水动力模型的城市雨水工程课程设计和实践方法。该课程设计主要任务是以城市水文水动力模型为基础工具,实现城市雨水系统规划设计方案优化、运行维护方案推求等工程实践问题的有效解决。本文以基于地理信息系统的规划设计项目基础数据处理与解析、基于水文水动力模型的雨水系统运行效果评估与方案优化、基于多情景模拟的泵站运行规则优化与确定这三个具体案例阐述了课程设计的具体应用场景,教学实践表明,该方法开展课程设计可达到预期教学目标,有效培养学生识别发现、综合分析并系统解决复杂工程问题的能力。
Abstract: The high complexity and uncertainty of the needs and problems in sponge city construction and urban waterlogging management determined the comprehensiveness of urban rainwater engineering course design topics and the systematic nature of the tasks. However, traditional course designs lack effective support from new tools such as interdisciplinary approaches and mathematical models. This study proposes a method for urban rainwater engineering course design and practice based on hydrological and hydrodynamic models. The main task of this course design is to use urban hydrological and hydrodynamic models as a foundational tool to effectively solve engineering practice problems, such as optimizing urban rainwater system planning and design schemes and deducing operation and maintenance plans. This paper illustrates the specific application scenarios of the course design through three concrete cases: processing and analysis of planning and design project base data using Geographic Information Systems, evaluation and optimization of the rainwater system’s operational performance based on hydrological and hydrodynamic models, and optimization and determination of pump station operational rules based on multi-scenario simulations. Teaching practice shows that using this method for course design can achieve the expected educational objectives and effectively cultivate students’ ability to identify, analyze comprehensively, and systematically solve complex engineering problems.
文章引用:张伟, 孙慧超, 刘苗苗, 罗乙玆, 朱鹏飞. 基于水文水动力模型的城市雨水工程课程设计探索与实践[J]. 教育进展, 2026, 16(7): 140-150. https://doi.org/10.12677/ae.2026.1671349

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