SWMM模型概念
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SWMM(Storm Water Management Model)是一款用于模拟雨水径流、排水系统和水质处理的开源软件。
以下是一个简单的SWMM建模案例和所需数据的概述:案例:城市雨水排水系统模拟1. 模型设置:- 研究区域:一个小型城市街区,包括住宅、商业和公园区域。
- 目标:评估现有排水系统的性能,预测暴雨事件下的积水情况,并提出改善建议。
2. 数据需求:- 地形数据:数字高程模型(DEM)或等高线图,用于定义地形和坡度。
- 气象数据:历史降雨数据,包括降雨量、降雨强度和持续时间,用于模拟不同降雨事件。
- 地块信息:地块面积、土地利用类型(如住宅、商业、绿地等)、不透水面积比例和初始土壤湿度。
- 管网数据:排水管道的尺寸、长度、坡度、材料和连接关系,以及泵站、溢流井等设施的位置和参数。
- 污染源数据:如果进行水质模拟,需要知道非点源污染负荷(如氮、磷等)的排放位置和强度。
3. 模型构建步骤:- 使用地形数据划分汇水区(Subcatchment),每个汇水区对应一个特定的土地利用类型。
- 根据地块信息为每个汇水区分配相应的土地利用类型和不透水面积比例。
- 建立排水网络模型,包括管道、泵站、溢流井等设施,并根据管网数据设定其属性。
- 如果进行水质模拟,将非点源污染负荷添加到相应的汇水区。
- 设置模拟参数,如模拟时间步长、最小和最大降雨强度、初始条件等。
- 输入气象数据,选择要模拟的降雨事件。
4. 模型运行和结果分析:- 运行SWMM模型,模拟选定的降雨事件。
- 分析模拟结果,包括:- 雨水径流总量和峰值流量- 管网中的水流情况和积水位置- 溢流井的溢流频率和溢流量- 排水系统的整体性能和效率- 如果进行了水质模拟,还包括污染物的浓度分布和去除效果5. 改进措施和优化建议:- 根据模拟结果,识别存在的问题和瓶颈,如积水区域、溢流频繁的井点等。
- 提出改进措施,如增加雨水蓄水设施、扩大管道直径、改变管道布局等。
暴雨管理模型SWMM的应用探讨1 前言当前,城市快速发展,河流水系遭受破坏,水面率急剧下降,地面快速硬化、排水设施建设滞后、极端天气频现等造成了城市内涝严重,各地频现积涝成灾现象。
如何有效应对城市排水防涝已成为影响经济发展、人居环境的重大问题,找到一种合适的确定排水防涝设施规模的方式方法,即可以节约工程投资、亦充分发挥市政管网、河流水系的功能,同时亦可排查现状市政管网存在问题,对规划市政管网提出建议。
2 SWMM模型建立1)SWMM模型介绍模型分为以下几个核心模块:径流(RUNOFF)模块、输送(TRANSPORT)模块、扩充输送(EXTRAN)模块和蓄存/处理(TORAGE/TREATMENT)模块。
SWMM模型不包括受纳水体计算模块,但是提供了美国环保总局开发的WASP 模型和DYNHYD模型接口。
SWMM模型还包括很多服务模块,如同及模块、绘图模块、联合模块、降雨模块等。
各模块之间的关系如图2-1所示。
图2-12)设计暴雨确定以安徽省马鞍山市慈湖河流域中下游两岸的圩区建立泵站为例,设计雨量采用马鞍山站实测雨量资料(选用马鞍山气象站1953~2010年共58年实测降雨资料,并对10分钟、30分钟、1小时、6小时雨量系列经插补后,采用P-Ⅲ理论曲线进行适线)与1995年《安徽省长短历时年最大暴雨统计参数等值线图》两种方法分别计算,根据慈湖河流域特性,经分析比较后选用。
慈湖河流域中心点各时段设计雨量成果见表2-1。
降雨过程依据“84办法”分析确定。
最大1小时雨量与最大24小时雨量的比值,查得暴雨衰减指数(n),确定其3小时雨量占24小时雨量的比值,降雨过程采用不同时段设计雨量内含的形式分析确定,20年一遇、10年一遇24小时降雨过程见图2-2、图2-3。
3 排涝泵站规模优化排涝泵站规模确定原则为满足地形对泵前水位的要求,各个集流井位置满足淹没水深小于15cm,淹没时间小于1h作为确定涝区控制条件,排水分区最高控制水位确定为为了保证设计暴雨频率下,泵站流域范围内不产生涝区采取的最高水位。
基于SWMM模型的道路积水分析道路积水是指降雨后,雨水无法迅速排走而积聚在道路上的现象。
道路积水不仅会影响交通安全,还可能导致道路损坏和城市内涝等问题。
对道路积水进行准确分析和预测具有重要意义。
SWMM(Storm Water Management Model)模型是一种常用的城市雨水管理模型,它是一种动态模拟模型,可以模拟和预测城市雨水系统中的流量、水位和水质等参数。
基于SWMM模型的道路积水分析可以定量评估道路积水的程度,并帮助设计和改善城市排水系统。
1. 收集数据:首先需要收集道路及其周围环境的基本数据,包括道路几何参数、雨水排放口位置、地形等。
道路几何参数包括道路长度、宽度、横坡等,这些参数对道路排水能力有着重要影响。
2. 设置模型:使用SWMM软件,根据实际情况设置模型的输入和输出参数。
输入参数包括降雨数据、土壤类型、建筑物等,是模拟道路积水的基础。
输出参数包括流量、水位、水质等,是评估道路积水程度的关键。
3. 定义道路网络:在SWMM模型中,需要将道路划分成一个个节点和链接,形成一个道路网络。
每个节点代表一个汇水点,例如下水道口,每个链接代表道路或下水道之间的连接。
4. 设置降雨模式:根据实际降雨情况,选择合适的降雨模式,例如均匀降雨或单峰降雨等。
降雨模式的选择应考虑降雨的强度、持续时间和频率等因素。
5. 运行模型:运行SWMM模型,模拟道路积水的过程。
模型将根据设定的降雨模式和道路网络,计算出每个节点和链接的流量、水位和水质等参数。
6. 分析结果:根据模型运行的结果,定量评估道路积水的程度和影响范围。
可以通过查看流量和水位的变化情况,判断是否会发生道路积水,并分析其影响范围和持续时间。
7. 优化设计:根据分析结果,对排水系统进行优化设计。
可以调整道路几何参数、排水设施位置和规模等,以改善道路的排水能力,减少道路积水的发生。
基于SWMM模型的道路积水分析可以帮助城市规划和设计人员评估道路积水的情况,优化排水系统的设计,提高城市的排水能力。
在进行swmm模型应用的专业技术培训证书评估之前,我们首先需要了解swmm模型的基本概念和应用范围。
swmm模型,全称Storm Water Management Model,是一种用于城市雨水管理的模拟软件,主要用于模拟城市下雨时雨水径流和水质的变化情况。
它可以帮助工程师和城市规划者更好地理解城市雨水系统运行情况,从而制定更有效的雨水管理措施和方案。
针对swmm模型应用的专业技术培训证书评估,首先需要对该技术培训的内容和水平进行全面评估。
这包括课程设置、教学质量、师资力量、教学设施等方面的评估。
考虑到swmm模型在城市雨水管理领域的重要性和复杂性,专业技术培训证书的深度和广度应该兼具。
培训课程应该包括swmm模型的基本原理、模拟方法、模型参数设置、模拟结果分析等内容,同时还应该涵盖市政工程、水利工程、环境工程等相关知识,以便学员能够全面理解和应用swmm模型。
在撰写这篇有价值的文章时,我会将swmm模型应用的专业技术培训证书作为主线贯穿全文,从不同角度进行全面评估和分析。
我将从swmm模型的基本原理和应用范围入手,介绍该模型在城市雨水管理中的重要性,为读者打开知识的大门。
我会逐步深入分析培训课程的设置和内容,评估其深度和广度是否符合学习者的需求。
在文章的结尾部分,我会对整个培训课程进行回顾和总结,提出个人的观点和理解,为读者提供一个深刻、全面的swmm模型应用专业技术培训证书评估。
这篇文章将以从简到繁、由浅入深的方式探讨swmm模型应用的专业技术培训证书。
通过全面分析和评估,我希望读者能够更深入地理解swmm模型的重要性和应用价值,同时对专业技术培训证书的质量和水平有一个全面、深刻的了解。
我也会共享我对swmm模型应用的个人观点和理解,希望能够为读者提供更多思考和启发。
Storm Water Management Model(SWMM)是一种用于城市雨水管理的模拟软件,它被广泛应用于城市雨水系统的规划、设计和管理中。
SWMM模型概念阳光、空气、水留给子孙后代最宝贵的财富不是金钱,而是洁净的水、土壤、空气…… SWMM将排水系统概化为一系列智能模型的水和物质在数个大的环境组成部分之间的活动。
这些组成部分和SWMM包括的对象包括:大气部分,从中雨水降落、污染物质沉淀到地表部分。
SWMM用Rain Gage对象代表进入系统的降雨。
地表部分,由一个或多个Subcatchment对象表示。
接受来大气部分的降水(雨或雪),通过渗透将出流传给地下水部分,同时将地表径流和污染物输给传输部分。
地下水部分接受来自地表部分的入渗并把部分入流传给传输部分。
这部分用Aquifer含水层模拟。
传输部分包括由渠道管道泵站径流电力模型调节器组成的管网和将水送到出水口或污水处理厂的蓄水/处理单元。
这部分的入流来自地表径流、壤中流、旱季时的污水或用户定义的水文过程。
由Node和Link对象表示。
SWMM模型中不必出现所有的组成部分。
如,单独进行传输部分的模拟时,可以用预先定义的水文过程作为输入即可。
1.可视对象可视对象可如下图描述的来组织以表示洪水排水系统。
这些对象可以在SWMM工作空间的图上显示。
点击对象名称可以看到相应的描述。
雨量站雨量站为研究区域内一个或多个子汇水区域提供降水资料。
降水资料可以是用户定义的时间序列也可以来自外部文件。
除标准的用户自定义格式,还支持多个目前常用的降水资料格式。
雨量站输入的主要特征值包括:降雨资料类型(如,强度,体积,或累颊瑰积)记录时段长(如,1h,15min等)降雨资料来源(输入时间序列,或获取外部文件)降雨资料源文件名子汇水区域子汇水区域指由于地形和排水系统的各要素作用使得区域内地表径流同一点汇集的水文分块。
用户要对研究区域中子汇水区域个数的合理划分以及每个子汇水区域出水口的确定负责。
出水口所在位置可以是排水系统的节点也可以是其它子汇水区域。
子汇水区域可分为透水区域和不透水区域。
透水区域的地表径流可渗透上层土壤,但不可以流经不透水区域。
swmm模型实验报告SWMM模型实验报告引言:SWMM(Storm Water Management Model)是一种广泛应用于城市雨水管理领域的模型,用于模拟和分析雨水径流、污水排放和污染物传输等问题。
本实验旨在使用SWMM模型对某城市的雨水排放进行建模和模拟,并评估不同措施对雨水管理的影响。
实验方法:1. 数据收集:收集某城市的地理信息、雨水径流数据、污水排放数据等相关数据,为模型建立提供基础。
2. 模型建立:根据收集到的数据,使用SWMM软件建立模型,包括定义城市的地理特征、雨水和污水排放的来源、排放管道等。
3. 参数设置:根据实际情况,设置模型中的各项参数,如地表渗透率、污染物浓度等。
4. 模拟运行:运行SWMM模型,模拟城市雨水排放的情况,并记录模拟结果。
5. 措施评估:根据模拟结果,评估不同雨水管理措施对雨水排放的影响,如建设雨水花园、增加雨水收集设施等。
实验结果:通过模拟运行SWMM模型,我们得到了某城市雨水排放的模拟结果。
根据模拟结果,我们可以得出以下结论:1. 雨水径流量:模型显示,在强降雨事件中,城市的雨水径流量较大,可能导致城市内涝和水污染问题。
2. 污水排放:模型模拟了城市的污水排放情况,发现某些区域的污水排放量较大,可能对附近水体造成污染。
3. 污染物传输:模型还模拟了污染物在雨水排放过程中的传输情况,发现某些污染物可能会在排放过程中被稀释,但仍有可能对水体造成污染。
4. 雨水管理措施:通过模拟不同雨水管理措施的效果,我们发现建设雨水花园和增加雨水收集设施等措施可以有效减少雨水径流量和污染物排放量。
讨论与分析:本实验的结果表明,SWMM模型可以用于城市雨水管理的建模和模拟。
通过模拟运行模型,我们可以评估不同雨水管理措施的效果,并为城市雨水管理提供科学依据。
然而,SWMM模型也存在一些局限性。
首先,模型的准确性受到输入数据的影响,如果数据不准确或不全面,模型的结果可能会有一定误差。
SWMM(Storm Water Management Model)模型是一个用于模拟降雨径流和城市排水系统设计的工具。
SWMM指数累积模型是一种使用SWMM模型来描述径流和污染物累积过程的方法。
在SWMM指数累积模型中,降雨被视为指数型分布,即降雨量随时间呈指数增长。
这种分布假设降雨事件是由一系列独立的子事件组成,每个子事件的降雨量是随机分布的。
在指数累积模型中,径流和污染物累积过程被描述为一系列的子事件。
每个子事件对应于一次降雨事件,其降雨量服从指数分布。
在每个子事件中,径流和污染物累积过程被模拟为指数增长的过程。
通过使用SWMM指数累积模型,可以模拟不同降雨事件下的径流和污染物累积过程,从而评估城市排水系统的性能和设计。
这种模型可以用于城市排水系统的规划、设计和优化,以减少径流和污染物的排放,保护环境和公共卫生。
需要注意的是,SWMM指数累积模型是一种简化的模型,可能无法完全准确地模拟实际的降雨径流和污染物累积过程。
因此,在使用该模型时,需要根据实际情况进行验证和调整。
基于SWMM模型的道路积水分析道路积水是城市排水系统中的一个重要问题,其严重性在城市化进程中日益凸显。
道路积水会对交通、环境和人民的生活产生负面影响,因此道路积水分析成为城市规划和管理的必备工具。
本文将介绍基于SWMM模型的道路积水分析方法。
SWMM(Storm Water Management Model)是一种广泛应用于城市排水系统中降雨径流仿真的模型。
该模型能够模拟降雨事件过程中的径流产生、传输和处理等过程,并提供多种功能,如水文循环分析、水质分析、道路积水分析等。
因此,基于SWMM模型的道路积水分析成为城市排水系统中的重要分析手段。
SWMM模型基本包括三大部分:降雨产生和逐渐增加、汇流处理和控制措施等。
其中,降雨过程是进一步分为初始抛洒和雨水渗透、径流产生和启动三个部分。
汇流处理是模拟城市排水系统中的汇流、传输和储存等过程。
控制措施是模拟城市排水系统中排水管网的构造和设施。
道路积水主要产生于城市道路表面,通常是由于城市排水系统的不足或者其他因素导致道路水logging不良而产生。
基于SWMM模型的道路积水分析主要是通过模拟降雨事件和道路水logging,以便研究和分析降雨径流产生、传输和处理过程中道路积水的发生和变化规律。
具体而言,基于SWMM模型的道路积水分析通常包括以下步骤。
首先,需要建立一个包括道路、管道、雨水收集装置、排水口等元素的城市排水系统模型。
然后,需要确定道路积水的影响因素,如降雨量、道路坡度、道路表面材料等。
接着,需要设置模型参数,如管道材料、管径尺寸、地面条件等。
在完成模型建立和参数设置后,需要进行模型的编译、调试和验证。
最后,可以通过模型运算分析道路积水的分布、变化规律,并制定相应的排水方案和措施。
综上所述,基于SWMM模型的道路积水分析能够模拟和分析城市排水系统中的降雨径流产生、传输和处理过程,并通过模型分析确定如何改善道路积水情况。
随着城市化进程的不断加快,基于SWMM模型的道路积水分析将会越来越受到关注和应用。
SWMM模型在城市排水系统规划中的应用摘要:随着城市化进程的不息加速,城市排水系统规划成为城市规划和管理的重要内容。
为了合理规划城市排水系统,提高城市防洪排涝能力,SWMM模型应运而生。
本文通过对进行探究,分析其优点和不足,探讨其将来进步方向。
1. 引言城市排水系统是城市公共基础设施的重要组成部分,直接影响城市的防洪排涝能力和城市环境的质量。
城市排水系统的规划是保卫城市进步、提高城市环境质量的重要环节。
SWMM (Storm Water Management Model)是一种被广泛应用于城市排水系统规划的模型,它能够精确模拟城市雨水径流和洪水分析,为城市排水系统规划提供科学依据。
2. SWMM模型的原理和结构SWMM模型是一个基于计算机的动态模拟模型,将城市排水系统中的各个组成部分以及其互相作用干系建立数学模型,通过运算得出城市排水系统的运行状态。
该模型包含五个主要部分:下雨(Rainfall)子模型、径流(Runoff)子模型、污水(Sewer)子模型、污水处理(Treatment)子模型和水质(Quality)子模型。
3.(1)排水管网规划:通过SWMM模型对城市排水管网进行仿真分析,可以明确管网的流量输送能力、水位变化和其对抗洪能力,为合理设计和扩建排水管网提供科学依据。
(2)洪水模拟与猜测:SWMM模型可模拟不同降雨事件下的城市洪水状况,猜测洪水的范围、深度和洪水过程,并为城市的防洪工作提供技术支持和决策依据。
(3)雨水收集系统优化:SWMM模型可以评估雨水收集系统的效果,通过对不同规模、形式和设计方案的分析比较,优化雨水收集系统的设计,提高雨水的利用效率。
(4)水质监测和评估:SWMM模型可以对城市雨水径流的水质进行模拟和分析,猜测污染物的扩散和水质的变化,指导城市污染物排放控制和水质改善工作。
4. SWMM模型的优点和不足(1)优点:SWMM模型能够多方面、多角度地模拟城市排水系统,精确反映系统的运行状况;模型操作相对简易,易于精通和应用;模型的结果具有较高的可信度,可为城市排水系统规划和管理提供可靠的科学依据。
基于SWMM模型的道路积水分析道路积水是城市排水系统中的一个重要问题,因为它会导致交通堵塞和安全隐患,还会污染环境和影响人们的生活。
因此,道路积水的分析和管理非常重要。
本文将介绍基于SWMM模型的道路积水分析方法。
SWMM(Storm Water Management Model)是美国环境保护局(EPA)开发的一种计算水文学模型,主要用于城市雨水排放和水资源管理方面的研究。
该模型可以模拟城市排水系统的各个组成部分和其与周围环境的相互作用,包括河流、道路、地下管道、下水管、雨水收集设施等。
SWMM能够模拟和预测雨水产流和污水排放等过程,具有高度准确性和可靠性。
1. 收集数据:收集道路网格数据、降雨数据和流量数据等信息,用于模拟和分析道路积水情况。
2. 建立模型:将收集的数据输入SWMM模型中,建立道路积水模型。
模型中需要包括道路、排水管道、下水管、泵站等组成部分。
3. 模拟降雨产流:使用SWMM模型模拟降雨产流过程,以确定道路积水的产生。
4. 分析道路积水情况:根据模拟结果,分析道路积水的分布、深度、持续时间和影响范围等情况。
在此基础上,可以评估道路积水对交通和环境的影响,为下一步的改进措施提供参考。
5. 提出改进措施:根据分析结果,提出改进措施以减少道路积水。
这些改进措施可以包括增加排水设施、改善道路设计、改进排水系统和加强城市规划等。
6. 模拟改进效果:使用SWMM模型模拟改进措施后的道路积水情况,以评估改进效果。
1. 高度准确性:SWMM模型可以模拟和预测雨水产流和污水排放等过程,具有高度准确性和可靠性。
2. 可视化:SWMM模型可以生成可视化的模拟结果,以显示道路积水的分布和深度等情况。
3. 灵活性:基于SWMM模型的道路积水分析方法可以根据不同的情况进行定制和改进,以适应不同的城市排水需求。
综上所述,基于SWMM模型的道路积水分析方法是一种有效的城市排水管理工具,可以帮助城市规划者和管理者更好地了解城市排水系统的状态,提出改进措施,并评估改进效果。
1. SWMM模型介绍暴雨洪水管理模型SWMM最早于1971年由美国环境保护局EPA(Environmental Protection Agency)开发。
SWMM是一个基于水动力学的降雨–径流模拟模型,它是一个内容相当广泛的城市暴雨径流水量、水质模拟和预报模型,既可以用于城市场次洪水研究也可以用于长期连续模拟,也可以对任一时刻每一个子汇水区产生径流的水量和水质,包括流速、径流深、每个管道和管渠的水质情况进行模拟[7] 。
模型自开发以来,在世界范围内被广泛的应用于城市地区暴雨洪水、合流式管道、污水管道以及其它排水系统的规划和设计。
1.1. 模型结构SWMM模型由若干“块”组成,主要包括5个计算模块(径流模块、输送模块、扩展输送模块、调蓄/处理模块、受纳水体模块)和6个服务模块(执行模块、降雨模块、温度模块、图表模块、统计模块、合并模块)。
在实际应用中以上模块可以同时应用,也可以根据需要选取其中的几个应用。
每个模块相互联系又具备各自独立的功能,同时其计算结果又被存放在存储设备中供其他模块1.2. 模型原理SWMM是一个综合性的数学模型,可以模拟城市降雨径流过程的各个方面,包括地表径流和排水系统中的水流、雨洪的调蓄处理过程。
考虑到空间变异性,将整个汇水区划分成若干个子汇水区(汇水区的划分),并根据各子汇水区地表求三类地表径流过程,然后将它们的径流出流叠加得到子汇水区的径流出流过程线,并作为管网汇流系统的输入,用来推求管道出流过程线。
模型的主要物理原理及计算方法如下:1.2.1. 子汇水区的概化每个子汇水区被分为三个部分:有洼蓄的不透水地表A1、无洼蓄的不透水地表A3和透水地表A2。
图1. SWMM模型结构示意图A2的宽度等于整个子汇水区的宽度(),A1、A3的宽度与它们各自的面积占不透水面积的比例成正比。
如图2所示。
1.2.2. 地表产流计算城市地表产流计算主要需要确定土壤洼蓄量和下渗损失量。
在SWMM模型中,初期损失,即降雨初期阶段的填洼、湿润和截留统一用洼蓄水深d p来表示,有洼蓄不透水地表洼蓄水深为d p1;透水地表洼蓄水深为d p2;无洼蓄不透水地表洼蓄水深为0。
SWMM模型原理及其在霞凝港区的应用1. 介绍近年来,随着城市化进程不断加快,城市排水系统的规模和复杂度也在不断增加。
为了解决城市排水问题,人们常常使用SWMM(Storm Water Management Model)模型来模拟和分析城市排水系统。
本文将介绍SWMM模型的基本原理,并探讨其在霞凝港区的应用。
2. SWMM模型原理SWMM是一种基于物理过程的数学模型,通过模拟城市排水系统中的降雨入渗、径流产生、流量传输等过程,来评估和优化排水系统的设计和运行。
SWMM 模型主要包括以下几个方面的原理:2.1 降雨入渗模拟SWMM模型能够模拟降雨的入渗过程,分析土壤的水分影响。
它采用Green-Ampt模型、Sutherland-Hodgman模型等数学方法,根据土壤类型和地表情况,估算出不同土壤层的入渗速率。
2.2 雨水径流产生SWMM模型通过径流产流方法模拟降雨过程中形成的径流。
常用的方法有:Snyder方法、SCS-CN方法等。
这些方法会考虑水文土壤组合、土地利用、降雨强度等因素,来计算出径流的产生和流量。
2.3 流量传输模拟SWMM模型能够模拟城市排水系统中的流量传输过程,包括地下管道、河道等的水力学特性。
它会综合考虑流速、水位、管道形状等因素,来模拟流量的传输和水动力学变化。
2.4 污水处理模拟除了排水系统的设计外,SWMM模型还可以模拟污水处理过程。
它会考虑污水管网中的污水生成、污染物传输、处理设施的效能等因素,来评估污水处理过程的效果。
3. SWMM在霞凝港区的应用霞凝港区位于某市的沿海地带,是该市主要的商业和工业区域。
由于地势低洼,该区的排水系统面临严重的涝灾风险,因此需要进行排水系统的优化和改善。
SWMM模型被应用于该区域,以帮助分析和解决排水系统的问题。
3.1 降雨入渗分析通过使用SWMM模型,可以对霞凝港区的降雨入渗过程进行详细模拟和分析。
根据不同的土壤类型和入渗速率,可以确定排水系统所面临的入渗能力,为系统的规划和设计提供依据。
swmm 计算原理
SWMM(Storm Water Management Model)是一个用于模拟城市
雨水径流和污水系统的计算机模型。
它可以用于评估雨水径流的数
量和质量,以及城市排水系统的性能。
SWMM的计算原理涉及多个方面,包括雨水径流的产生和传输、城市排水系统的结构和运行、水
文过程的模拟等。
首先,SWMM模型基于一系列方程和算法来模拟雨水径流的产生
和传输过程。
它考虑了降雨的时间和空间分布、土壤类型和地形等
因素,通过水文过程模拟雨水径流的产生和流动。
SWMM使用一维和
二维水文模型来模拟雨水径流在城市排水系统中的传输过程,包括
管道、沟渠、河流等。
其次,SWMM还考虑了城市排水系统的结构和运行。
它可以模拟
雨水的收集、输送和处理过程,包括雨水的收集系统、污水处理设
施和排放口等。
SWMM可以对城市排水系统的各个组成部分进行建模,以评估其性能和效果。
最后,SWMM模型还考虑了水文过程的模拟。
它可以模拟降雨、
蒸发、渗漏和径流等水文过程,以评估城市雨水径流的数量和质量。
SWMM可以帮助工程师和规划者了解城市雨水径流对环境的影响,以及城市排水系统的性能和可持续性。
总之,SWMM模型的计算原理涉及多个方面,包括雨水径流的产生和传输、城市排水系统的结构和运行、水文过程的模拟等。
通过模拟这些过程,SWMM可以帮助工程师和规划者评估城市雨水径流和排水系统的性能,从而指导城市水资源管理和规划工作。
SWMM模型概念
阳光、空气、水
留给子孙后代最宝贵的财富不是金钱,而是洁净的水、土壤、空气…… SWMM将排水系统概化为一系列智能模型的水和物质在数个大的环境组成部分之间的活动。
这些组成部分和SWMM包括的对象包括:
大气部分,从中雨水降落、污染物质沉淀到地表部分。
SWMM用Rain Gage对象代表进入系统的降雨。
地表部分,由一个或多个Subcatchment对象表示。
接受来大气部分的降水(雨或雪),通过渗透将出流传给地下水部分,同时将地表径流和污染物输给传输部分。
地下水部分接受来自地表部分的入渗并把部分入流传给传输部分。
这部分用Aquifer含水层模拟。
传输部分包括由渠道管道泵站径流电力模型调节器组成的管网和将水送到出水口或污水处理厂的蓄水/处理单元。
这部分的入流来自地表径流、壤中流、旱季时的污水或用户定义的水文过程。
由Node和Link对象表示。
SWMM模型中不必出现所有的组成部分。
如,单独进行传输部分的模拟时,可以用预先定义的水文过程作为输入即可。
1.可视对象
可视对象可如下图描述的来组织以表示洪水排水系统。
这些对象可以在SWMM工作空间的图上显示。
点击对象名称可以看到相应的描述。
雨量站
雨量站为研究区域内一个或多个子汇水区域提供降水资料。
降水资料可以是用户定义的时间序列也可以来自外部文件。
除标准的用户自定义格式,还支持多个目前常用的降水资料格式。
雨量站输入的主要特征值包括:
降雨资料类型(如,强度,体积,或累颊瑰积)
记录时段长(如,1h,15min等)
降雨资料来源(输入时间序列,或获取外部文件)
降雨资料源文件名
子汇水区域
子汇水区域指由于地形和排水系统的各要素作用使得区域内地表径流同一点汇集的水文分块。
用户要对研究区域中子汇水区域个数的合理划分以及每个子汇水区域出水口的确定负责。
出水口所在位置可以是排水系统的节点也可以是其它子汇水区域。
子汇水区域可分为透水区域和不透水区域。
透水区域的地表径流可渗透上层土壤,但不可以流经不透水区域。
不透水区域再分为两个子单元:一类包含洼地蓄水另一类则不包括。
一个子单元的径流可以流到子汇水区域内另一个子单元,或者两个子单元的径流都排到子汇水区域的出水口。
透水区域降雨向土壤不饱和带的入渗可用三种模式描述:
Horton入渗
Green-Ampt入渗
智能模型SCS C-N入渗
模拟子汇水区域的降水如雪的积蓄、再分布及融化时,必须指定雪捆绑对象。
模拟子汇水区域下含水层与排水系统节点间的壤中流时,必须对子汇水区域赋予地下水参数值。
污染物的构建与冲刷需与子汇水区域的土地利用相衔接。
子汇水区域主要输入参数包括:
指定雨量站
出水口节点或子汇水区域
指定土地利用
相应土地面积
不透水面积比率
坡度
坡面流特征宽度
科普模型透水不透水区域坡面流的满宁系数n
透水不透水区域洼蓄量
不透水区域中无洼蓄子单元的面积比
节点
节点是输送系统中各链接相接的点。
可运用的节点有以下几种类型:
节点也可以是外部入流进入排水系统的地方或污染物通过处理会转移的地方。
连接点
连接点是排水系统中连接交接的节点。
从物理意义上讲,它们可以代表明渠的合流出,污水系统中的人工井,或者管道连接接头。
外部入流可以从连接点进入系统。
当相连的水道满负荷节点处可能会产生部分压力,或者要么从系统损失掉或者暂时积蓄在地表其后再排回连接点。
连接点的主要输入参数为:
内底标高
距地表高度
受淹时积水面积(可选)
外部入流资料(可选)
出水口
出水口是排水系统的最终节点,用于定义动力波径流模式时的下游边界。
对于其它水流形态则视为连接点。
一个出水口只能与一根链接相连。
出水口的边界条件可用下列任一种分段关系表示:
相连水道的临界水深或正常水深
固定的分段高程
波浪分段以列表形式表示日逐时浪高
用户自定义的随时间变化的水深序列
出水口主要输入参数包括:
内底标高
边界条件类型及分段形式描述
是否存在挡水闸以阻止出水口回水
截流建筑物
智能模型R>截流建筑物是指排水系统内的某一节点以固定的模式阻止水流进入特定水道。
在其排水侧可以存在不超过两个的水道链接。
只有在运动波模式下才视为可用的,动力波模式下视作简单的连接点。
共有四种截流建筑物,按照其对水流的作用方式定义为:
截流(截断所有超过某一固定值时的入流)
溢流(截断所有超过非分流水道过流能力的入流)
表格法(列表指定截流与总入流的关系)堰(当超过指定截流值时按线性比例截住入流)
截流建筑物的主要化工模型输入参数:
连接点参数
接受截流的链接名称
计算总截流量的方法
蓄水单元
蓄水单元是排水系统中具有一定蓄水容量的节点。
物理意义上可以代表小到集水池大到湖泊的蓄水设施。
蓄水单元的库容特性可用水深-面积函数表示。
蓄水单元的主要输入参数:
内底标高
最大蓄水深
水深-面积函数
蒸发能力
淹没时的地面积水面积(可选)
外部入流资料(可选)
链接
链接是排水系统中的传输部分,基本位于一对节点间。
链接类型包括:
水道
水道是指传输系统中将水从一个节点输送到另一个节点的管道或渠道。
其断面形状可以从一系列标准的封闭或敞开的几何图形中选择。
同时也支持不规则的自然渠道断面形状。
水道的主要输入参数:
入水口出水口节点名称
水道距入水口出水口节点底高的间隔
水道长
满宁系数n
断面形状
入口出口损失
是否存在挡水闸阻止往返流的产生
泵
泵是用来提水的链接。
泵站工作曲线描述了流量随入水口出水口节点水文条件的关系。
支持四种工作曲线。
泵站的启闭可由用户自定义的控制原则动态调控。
泵站主要输入参数:
进水口出水口节点名称
泵站工作曲线名称
初始状态启/闭
径流调节器
径流调节器是传输系统内控制或截流的建筑物或装置。
常用来:
<电厂模型BR>控制蓄水设施的排放
防止不能承受的超载
截流到处理厂或截水器
SWMM可模拟以下类型的径流调节:
闸孔
用于模拟排水系统内的出水口和截流建筑物,常为人工井门、蓄水设施或控制水闸上的孔口。
在SWMM内表示为连接两节点的链接。
闸孔可以是圆形的也可是长方形的,位于上游节点的底部或侧壁,并具有挡水口门防止回水倒灌。
闸孔可用于各种水流模式下蓄水单元的出水口。
如不是附属于蓄水单元节点,则只能应用于动力波模式下的排水管网分析。
闸孔流量取决于孔口开启的面积、出流系数及上下游水头差。
闸孔的开启度可按用户自定义的控制原则动态调控。
闸孔主要输入参数:
进水口出水口节点名称
构造(在底部或侧壁)
形状(圆形或长方形)
入口节水点底之上的高度
出流系数
堰
堰,与闸孔相似,用于排水系统中的模拟出水口和截流建筑物。
常位于人工井内,渠道的侧壁或蓄水单元内。
在SWMM内表示为连接两节点的链接,且设于上游节点上。
含有挡水口门防止回水倒灌。
可采用四种不同类型的堰,每种堰对应不同的水流计算公式,都是以开启面积、出流系数、上下游水头差为因变量:
断面上的(长方形)
侧壁上的(长方形)
V形缺口堰(三角形)
梯形堰(梯形)
堰可用于各种水流形态下的蓄水单元出水口。
如不附属于蓄水单元,则只可用于动力波模式下的排水管网。
堰顶高出入水口节点内地标高的间隔可由用户自定义的控制原则进行动态调控。
这一特征也可用于橡胶坝的模拟
堰主要输入参数:
入水口出水口节点名称
几何形状堰顶高出入水口内地标高的间隔
出流系数
出水口
出水口是用来控制蓄水单元出流量的典型设施。
常用于模拟特定的不能用泵站、闸门和堰表示的水头流量关系。
在SWMM内表示为连接两节点的链接。
一个出水口也可以拥有一个挡水闸以控制水流的唯一流向。
附属于蓄水单元的出水口在各种径流情况下必须是可运行的。
否则,只有在用动力波径流模式分析排水系统中才能使用。
用户自定义的函数或流量-水头差分表决定着出水口的水流。
出水口输入的主要参数包括:
进水口出水口节点名称
距入水口内底高度
表明其水头-流量关系的函数或表格
图标
图标是可选择的文本标签,添加到SWMM中的研究区域地图可以帮助辨识特殊的对象或区域。
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