城市暴雨管理模型在雨洪利用SWMMapplicationinzjwproject.ppt

SWMM模型在城市排水防涝规划中的应用采用SWMM模型对研究区内雨水管网进行系统概化研究，分别在现状和规划下垫面条件下，模拟了不同暴雨重现期下城市排水系统的运行状况，对模拟结果中低于设计标准的雨水管道进行重新规划设计，反复模拟校核，确保所有雨水管网满足设计重现期要求。

结合城市地形，利用不同暴雨重现期长历时雨型对城市内涝风险进行模拟分析，提出超标暴雨的应对措施，为合理制定排水防涝方案提供科学依据，同时可供其他城市排水防涝系统规划参考。

标签：SWMM模型；城市排水防涝规划；内涝评估【文献标志码】A1、引言随着我国城市化进程的加快，城市下垫面硬质化越来越严重，加上极端气候的出现，城市内涝灾害事件频频发生，发生的范围越来越广，造成的危害也越来越严重。

城市内涝很大部分原因在于在城市快速发展过程中，对城市排水防涝工作不够重视，排水管道建设标准过低，防治城市内涝的措施简单化，城市排水防涝规划不够科学合理。

在排水管网规划设计中，一般仍采用传统的雨水设计流量计算公式，该计算方法在计算管道非压力均匀流存在一定的缺点，一方面难以根据降雨过程线计算管道流量过程，另一方面当管道处于超载状态（即压力流）或受水体水位顶托时，不能应用于管道流量计算。

目前，很多发达国家已采用數学模型模拟降雨过程，把排水管渠作为一个系统考虑，并用数学模型对雨水管网进行系统规划管理。

因此，利用模型对城市暴雨径流进行模拟研究，为城市排水防涝规划提供科学依据，是未来城市排水防涝规划的主要研究方向之一。

本文基于暴雨洪水管理模型（SWMM），对研究区内排水管网排水能力进行模拟评估，在不同暴雨重现期下对城市排水防涝系统进行能力评估，模拟分析研究区内两条主要排水河道连通的必要性，旨在为研究区制定排水防涝规划方案提供技术参考。

2、SWMM模型简介暴雨洪水管理模型（SWMM）是由美国环境保护局（EPA）开发，免费向公众发布的一个动态降雨一径流水文水力模型，主要用于城市区域降雨径流水量和水质的单一事件或连续事件模拟。

利用SWMM模拟LID在宣城海绵城市示范区的雨洪控制效果摘要主要利用SWMM，以其它常用于分析水利情况的软件为辅，选取宣城市海绵城市示范区为研究对象，进行不同降雨强度条件下的暴雨模拟数据处理，模拟低影响开发措施（LID）对城市雨水的控制效果。

其中，低影响开发措施以下凹式绿地和生物滞留网格为例。

结果表明，低影响开发（LID）技术可有效降低城市内涝风险。

关键词模拟雨洪控制暴雨管理模型低影响开发目前，我国城市给排水建设主要面临水资源短缺、内涝频繁发生等问题。

因此，有必要加强海绵城市的给排水建设，以改善城市居住环境，满足城市居民不断增长的供水需求，促进城市化健康发展。

建设海绵城市的措施中，重中之重的是低影响开发技术的应用。

美国环境保护署(EPA)发现，在绝大多数情况下，通过合理使用LID设施，不仅能够有效降低项目总成本，同时也有助于改善与保护水质。

所以，本研究中运用SWMM5.1、AutoCAD、ArcGIS10.1、GoogleEarth以及Excel等软件进行建模及数据处理。

1 研究内容综述1.1SWMM模型介绍SWMM是EPA开发的一个比较完善的城市暴雨水量、水质预测和管理模型，可根据降水输入和系统特性模拟完整的城市降雨径流过程，具有较好的灵活性，通用性较好，准确性较高，与其他模型相比，SWMM的模拟结果与实测值更加相近，且模拟的径流量达到峰值所需要的时间更短。

故SWMM被专业领域公认为现阶段城市地表径流研究的最佳模型。

1.2研究区域概况随着全国范围内海绵城市建设浪潮的兴起，安徽省以海绵城市建设试点城市为契机，制定多项地方建设标准。

宣城市具有良好的自然生态条件，在以往的城建工作中，就融入了低影响开发的建设理念，在多个重点建设项目中率先提出要建设透水砖、植草沟、下沉式绿地等低影响开发措施。

目前为了规范城市低影响开发雨水工程的规划、设计和实施管理，推动宣城市生态文明建设，落实海绵城市创建要求，在宣城市中心城区建立了海绵城市示范区，示范区总面积为20.54平方公里，包含两个完整的雨水分区以及以宛陵湖为主的特色生态区，可以充分发挥海绵城市建设项目源头控制的功能，同时整体连片也可以充分增强示范效果和关联性，通过对城区最大天然海绵体的保留、有限度的开发，体现了对原有生态系统的尊重。

浅谈暴雨洪水管理模型的城市内涝淹没模拟摘要：伴随着城市化进程脚步的不断加快，城市内涝灾害作为城市发展中不可忽视的问题。

为进一步控制城市内涝灾害发生，我国随之提出了暴雨洪水管理模型。

该模型虽然能给城市内涝灾害处理给予一定的参考价值。

但实际实施中我们仍可发现，该模型无法模拟城市地表淹没的过程。

对此，为改善该模型存在的不足，本文将提出一种改进后的SWMM内涝灾害模拟方式。

经研究结果表明可知，SWMM模拟方式能够模拟出城市地表的淹没深度与淹没范围，并且能给予城市内涝防治一定参考。

关键词：暴雨洪水管理模型；城市内涝淹没；模拟引言：城市内涝灾害作为我城市发展中不可忽视的事。

随着近年来我国部分城市内涝灾害的频繁发生，城市内涝灾害风险评估随之得到了人们的高度重视。

就风险评估而言，其研究重点在于应用水力模型对城市排水管网系统进行模拟，进而得到不同重现期降雨下的淹没过程，判断出相应的淹没范围等，并以此为基础给予城市排水系统评估。

暴雨洪水管理模型（SWMM）作为一种先进的模拟技术，其现阶段在城市排水系统模拟中的应用十分广泛。

但不可否认该模型在应用上仍存在有部分问题。

主要可表现在:部分管网汇流只能模拟管网节点的溢流量，不仅无法模拟出水体从节点溢流后在地表的淹没情况，而且不能模拟内涝灾害的淹没过程。

对此，改进SWMM模型，让其变得更加完美已迫在眉睫。

针对该类容，本文首先将分析暴雨洪水管理模型地表淹没模拟的原理，其次，阐述该模拟方法的实现，以供参考。

1.暴雨洪水管理地表淹没模拟原理对于暴雨洪水管理模型而言，其模拟管网节点一流的方式主要为:当某一节点产生溢流时，水体将从该节点流出，并累计溢流的水量[1]。

随着模拟进行，当该节点不在溢流时，累计的溢流水量将通过该节点流回到管网系统中，最终实现节点溢流与回流的过程。

然而在这个过程中，由于该过程根本没有考虑地形因素，所以对于实际情况来说，在某个节点溢流之后，溢流水体将按照地形沿地表流动。

基于SWMM模型的城市降雨径流规律及城市雨洪利用控制研究城市化发展极大地改变了流域的气候和下垫面的组成,使流域内降水的时空分布和降雨径流效应发生很大的改变,这些改变与流域的水循环模式、水资源利用、雨洪控制紧密相关,由此带来的是原本天然河道的渠道化,天然河道渠道化又反过来加剧城市化给流域水文效应带来的影响,因此有必要对城市化下的暴雨特性和降雨径流规律进行研究和模拟,探究城市雨洪控制和雨洪资源利用对策。

本文以宣州区1953-2013年61年间实测资料为基础,采用线性趋势回归、Mann-Kendall趋势检验法和滑动平均法,对宛溪河流域年降雨量、汛期雨量等参数的时间序列进行趋势分析；采用双累积曲线法、有序聚类法和非参数M-K突变检验法,对流域年降雨量、汛期雨量等参数的时间序列进行突变点分析；对实测降雨过程资料进行统计,分析各重现期、各降雨历时的暴雨时程分布,为研究城市化下降雨径流效应提供有力的支撑和资料基础。

代表站点降雨序列趋势分析表明,区域城市化、用地性质的改变对长历时、长周期尺度降雨序列影响较小,其影响体现在短历时、短周期降雨序列上。

代表站点降雨序列突变点分析表明,降雨突变时间点分别是1990年和2000年,分析结果与城市化进程一致。

暴雨频率和雨型分析表明,50年、20年稀遇暴雨出现年份仍集中在1990年以前,说明城市化扩大对暴雨量级影响较小,其次对暴雨雨型分析可知,研究区暴雨主要是双峰型暴雨。

以宣城市宛溪河典型流域作为研究区域,根据实际用地资料、遥感资料和地形地貌资料,对研究区开发前、现状和规划的用地性质进行分析,了解不同时期研究区土地利用格局的变化,并且对研究区现状城市排水分区进行分析,结合天然水文分区划分情况,明确研究区整体汇水、排水区域的划分,将SWMM模型运用于城市和天然流域的降雨径流模拟,通过比较模拟结果发现,城市化对降雨径流效应的影响十分明显,各径流参数随着城市化发展呈非线性的变化规律。

DOI：10.15913/ki.kjycx.2024.04.002基于GIS和SWMM的城市道路暴雨积水模拟唐智慧1，2，胡慧宁3，陈春江1，2（1.西南交通大学交通运输与物流学院，四川成都610031；2.西南交通大学综合交通大数据应用技术国家工程实验室，四川成都610031；3.苏交科集团股份有限公司，江苏南京210019）摘要：针对暴雨导致的城市道路积水模拟问题，采用GIS（Geographic Information System，地理信息系统）技术耦合SWMM（Storm Water Management Model，暴雨洪水管理）模型，提出积水扩散算法，以实现对城市道路积水范围和积水深度的模拟。

首先利用GIS技术耦合SWMM构建城市雨洪模型；然后提出积水扩散算法，解决了特殊地形的积水扩散处理问题，并提出确定积水区范围问题的算法，解决搜索过程中因重复遍历而进入死循环的问题；最后以成都市某区域为例，进行不同重现期降雨情景下的模型计算。

结果表明，积水扩散算法设计合理，计算结果准确，能直观表示城市道路积水范围，且计算速度较其他算法更快，在城市道路雨洪管理和灾后损失评估等方面具有一定的应用价值。

关键词：GIS；SWMM；城市暴雨；城市道路中图分类号：P333.2 文献标志码：A 文章编号：2095-6835（2024）04-0006-06由于城市化效应、气候变暖、海平面上升等原因，极端降雨事件发生频率急剧增加，诱发了一系列内涝灾害问题，尤其是对城市道路产生的影响巨大，易引发交通事故、人员转移困难等问题[1]。

由于极端降雨事件具有突发性，由局部性、短历时的强暴雨造成的城市内涝问题尤为显著[2]。

在此背景下，加强城市道路暴雨内涝研究具有重要的实际意义。

积水模拟技术是城市暴雨内涝研究的重要部分。

其中，一维地表水文水动力模型SWMM是目前最通用的模型，能够有效模拟较小区域的雨水下渗、蒸发、地下径流、排水系统输出等过程，计算出排水管网节点的溢出水量，即留存于地表的积水量，但其无法模拟地表积水的范围和积水深度[3]。

基于SWMM模型的城市暴雨内涝研究——以东莞市典型小区为例的开题报告一、研究背景城市化进程加快，城市化率不断提高，给城市内涝带来了严重挑战。

内涝造成的经济损失和人员伤亡也越来越大。

因此，城市内涝成为城市安全和发展的重要问题。

东莞市是一个典型的充分发展的工业城市，其城市化进程快速，街道、住宅社区和公共基础设施建设密集。

这些都给城市内涝问题的解决带来了极大的挑战。

因此，针对东莞市典型小区进行暴雨内涝研究，具有重要的理论和现实意义。

二、研究目的本研究旨在基于SWMM模型，对东莞市典型小区的暴雨内涝问题进行研究，并提出针对性的解决措施。

具体目的如下：1. 研究东莞市典型小区在不同降雨条件下的排水系统状况。

2. 研究东莞市典型小区的雨水径流特征以及径流洪峰流量的预测方法。

3. 建立东莞市典型小区的SWMM模型，对其进行模拟和分析。

4. 提出适合东莞市典型小区的暴雨内涝治理措施。

三、研究方法本研究采用以下方法：1. 通过现场实地调研，获取东莞市典型小区的水文地理特征数据和暴雨内涝情况。

2. 收集东莞市历史降雨资料，并进行统计分析。

3. 建立东莞市典型小区的SWMM模型，对其进行模拟和分析。

4. 基于SWMM模型结果，提出预防措施和治理方案。

四、研究内容与进展1. 已完成了对东莞市典型小区的实地调研工作，获取了水文地理特征数据和暴雨内涝情况。

2. 收集了东莞市历史降雨资料，并对其进行了初步统计分析。

3. 已建立了东莞市典型小区的SWMM模型，并进行了模拟分析。

4. 目前正在进一步分析模型结果，制定适合东莞市典型小区的暴雨内涝治理方案。

五、研究意义本研究将为东莞市城市暴雨内涝的治理提供经验和措施。

同时，通过SWMM模型的建立与研究，将能够更好地理解城市排水系统的运行情况，为提高城市水环境的质量和安全提供科学依据。

SWMM 模型精度在城市雨洪模拟中的影响分析摘要SWMM 模型是一种常用的城市雨水模拟工具，它可以用来模拟城市降雨下的雨水径流、污水流量和水质污染等问题。

本文对SWMM 模型的精度在城市雨洪模拟中的影响进行了分析。

通过收集各种文献，结合实际数据以及模型的应用经验，本文发现SWMM 模型精度可能受到多种因素的影响，包括模型输入数据、参数设置、模型结构以及不确定性等。

此外，本文还对SWMM 模型的进一步改进提出了一些建议和展望。

关键词：SWMM 模型；城市雨洪模拟；精度；影响因素I.介绍随着城市化进程的加速，城市雨洪问题越来越受到人们的关注。

为了解决这一问题，SWMM 模型被广泛应用于城市雨水模拟，它可以模拟城市下雨时的雨水径流、污水流量以及水质污染等问题。

在实际应用中，模型的精度是决定其可靠性的关键因素之一。

因此，本文旨在探究SWMM 模型精度在城市雨洪模拟中的影响因素，以及如何进一步提高模型的精度和可靠性。

II.影响因素(A)模型输入数据模型输入数据是影响模型精度的最重要因素之一。

城市雨洪模拟的输入数据包括降雨量、地形、城市排水系统等。

如果输入数据存在误差或者不准确，则会严重影响模型的精度。

(B)参数设置SWMM 模型包含了大量的参数，这些参数的设置对模型的定量分析和预测起到至关重要的作用。

参数的正确设置需要对具体场景进行调整，并尝试不同值进行模拟。

如果参数设置不正确，则模型的精度会受到影响。

(C)模型结构SWMM 模型的复杂性也会影响其精度。

模型的结构涉及到数据处理的很多细节，如果模型结构不完善，会导致模型结果不准确。

(D)不确定性城市雨洪模型的输出结果和真实情况往往存在一定差异，这是由于城市雨洪问题的复杂性和不确定性所引起的。

这些不确定性因素包括气象条件、土壤渗透能力、排水系统容量等。

III.提高模型精度的方法和建议(A)改进模型输入数据在SWMM 模型中，改进模型输入数据是提高模型精度的最基本方法。

基于GIS与SWMM耦合的城市暴雨洪水淹没分析摘要：针对暴雨导致的城市内涝问题，采用GIS与SWMM耦合的城市暴雨洪水淹没分析计算方法，对郑州市暴雨内涝淹没范围和淹水深度进行了模拟分析，对组成排水系统的排水管网、道路和河道水系等进行合理概化，构建了暴雨洪水淹没分析模型，对重现期分别为0.5、1、2、5、10 a设计暴雨情形下的管道节点溢流和积水深度进行了模拟。

结果表明：郑州市区总体排涝标准较低，排涝能力严重不足；该模型能直观表现受涝区淹没范围和淹水深度，在城市排水管网规划、雨洪管理和灾后损失评估等方面具有一定的应用价值。

关键词：GIS；SWMM模型；淹没分析；暴雨；城市内涝；郑州市近年来，随着气候变化和城市化的发展，由暴雨引起的城市内涝日趋频繁，造成的灾害损失越发严重［1］。

对城市雨洪过程进行模拟与预测是有效应对城市暴雨内涝灾害的重要技术手段，因此如何构建城市暴雨洪水淹没分析模型成为城市水文学研究的热点问题［2］。

城市区域不透水面积比例较大，产汇流历时较短，导致城市水文效应明显，主要表现在洪水总量增加，洪峰流量加大；另一方面，市政集／排水口众多且分散，管网结构复杂，实际过流能力各异。

因此，对城市暴雨洪水过程进行模拟时需要考虑城市下垫面空间变异性，并合理处理路网、管网、河网等主要径流通道之间的复杂水力联系［3］。

SWMM模型能较好地计算暴雨条件下研究区域经下渗、蒸发、地下径流、排水系统输出等方式的水循环后留存于地表的积水量，模型输出结果为各个管网点的溢出水量［4］，不能表达现实城市雨洪管理中溢出水量产生内涝的淹没范围和淹水深度问题［5-8］。

也就是说，单纯应用SWMM模型对城市暴雨洪水进行分析计算，不能反映积水点的积水时间和积水范围，使城市暴雨洪水预警预报结果不直观。

快速发展的地理信息系统（GIS）技术为繁杂的SWMM城市排水管网模型的构建提供了有力的支持［9-10］，也为模型结果的拓展应用提供了一种新的便捷、高效的技术手段，并且SWMM为开源软件，便于与GIS结合以实现二次开发［11-13］。