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基于SWMM的温州市月乐垟片区积水研究的开题报告一、课题背景和研究意义近年来，随着全球气候变化的加剧，极端天气事件频发，城市内涝问题已成为一个普遍存在的难题，温州市月乐垟片区也不例外。
月乐垟片区是一个新型城镇化社区，由于区域内的污水管道、排水设施等基础设施建设不完善，每次暴雨天气就会出现积水的情况，给居民带来很大的不便和卫生隐患。
为了有效地解决月乐垟片区的积水问题，在现有排水系统基础上进行改善和优化显得尤为重要。
基于Storm Water Management Model （SWMM）模拟积水情况和分析排水系统的运行状况，能够为城市的管网规划和设计提供科学依据和数据支持，因此对于研究温州市月乐垟片区的积水问题非常有意义。
二、研究内容和研究方法①研究内容本研究的主要内容包括：基于SWMM模拟温州市月乐垟片区不同降雨条件下的积水情况和分析排水系统的运行状况，分析排水管道和设施的瓶颈问题，提出改进建议和措施，以期最终实现积水问题的有效解决。
②研究方法1.收集月乐垟片区的基础数据（包括地形、降雨数据、土壤类型、排水设施等）；2.构建SWMM模型，设定不同降雨条件和计算地面径流过程；3.进行模拟和分析，获得积水情况和瓶颈问题；4.提出改进建议和措施，最终优化排水系统。
三、预期成果通过本研究，可得到以下成果：1.收集到温州市月乐垟片区的基础数据，并建立了SWMM模型实现了不同降雨条件下的积水情况模拟；2.分析并得出排水系统存在的瓶颈问题，提出了相应的改进建议和措施；3.对月乐垟片区排水系统进行优化和改善，从而最终达到有效解决积水问题的目的。
四、研究难点和可行性分析①研究难点本研究的难点在于：1.准确收集和分析月乐垟片区的基础数据，确保数据的准确性和有效性；2.建立复杂的SWMM模型，对降雨情况进行模拟和分析，把握水文过程的变化；3.分析耗时、成本较高，需要大量的工作量和精力投入。
②可行性分析本研究的可行性分析如下：1.月乐垟片区的基础数据可以借助相关部门的资源获取；2.SWMM模型可采用已有的城市排水系统模型进行改进和调整，不必从零开始建模；3.研究成果可以为月乐垟片区的基础设施建设和优化提供指导，对整个区域的可持续发展具有重要意义。
SWMM模型在城市雨洪中的应用研究作者：刘恺华来源：《城市地理》2017年第08期摘要：以南阳市城区为研究对象，结合城区下垫面条件、不透水陆面特点以及下凹式绿地建设等，利用城市暴雨洪水管理模型（SWMM）研究其对城市建成区的暴雨洪水效应，为水生态文明试点城市建设和海绵城市建设提供参考。
关键词：城市雨洪管理；SWMM模型；雨洪效应；海绵城市建设1、研究区概况本文以南阳市为研究对象，以南阳市地形为出发点，考虑降雨、截留和入渗、蒸散发、地下水等影响城市降雨径流形成的因素，分析南阳市洪水的形成，对南阳市海绵城市的建设具有一定的指导和参考价值。
2、原理方法暴雨洪水管理模型（SWMM）是美国环境保护署（USEPA）1971年开发并公开发行的一个动态降雨径流模拟模型，主要用于对城市某一单一或长时间序列降水事件的水量和水质进行模拟。
在世界范围内广泛应用于城市地区的暴雨洪水、合流是排水系统、排污管道以及其它排水系统的规划、分析和设计，在非城市地区也广泛应用。
2.1SWMM模型在SWMM模型中，一般将一个流域划分成若干子流域，根据子流域的特点，分别计算其降雨径流过程，最后通过全流域各个子流域的降雨径流过程，计算出流域合成的降雨径流过程。
根据南阳市的城市统计部门提供：南阳市透水区域面积占全市面积的25.6%，半透水（混合）区域面积占34.7%，完全不透水面积占39.7%的建设特点，将其市区根据不同的下垫面因素，概划为不同的子流域。
2.2模块建立1、坡面汇流及河沟汇流。
根据城市集水面积资料，地理位置的几何特征，区域内的坡度、糙率、地面入渗率，采用曼宁公式及马斯京根河道洪水演变过程而求得。
2、城市管网汇流。
根据不滞流透水面积，城市管网分段直径，区域的降水量，采用圣维南方程组求得，主要考虑城市的硬化率、城市管网的分段直径、坡度、管网水深、长度、摩阻坡度等。
3、城市综合排洪。
综合考虑城市天然透水面积而产生的坡面汇流及河沟汇流：城市不滞流透水面积及城市的硬化率产生的城市管网汇流，根据城市河网结构，采用马斯京根河道洪水演变过程，综合考虑得出城市综合排洪。
《基于SWMM不同气候区城市绿色屋顶径流调控效益研究》篇一一、引言随着城市化进程的加速，城市洪涝问题日益突出，其中城市屋顶径流是导致城市水环境问题的重要原因之一。
绿色屋顶作为一种有效的雨水管理措施，其通过植被、土壤等自然元素对雨水进行吸收、滞留和净化，从而减少径流总量和峰值流量。
然而，不同气候区的绿色屋顶径流调控效益存在差异。
因此，本文基于SWMM模型，对不同气候区城市绿色屋顶的径流调控效益进行研究。
二、研究方法与数据来源本研究采用SWMM（Storm Water Management Model）模型，该模型是一种用于模拟城市雨洪过程的综合模型。
我们选取了不同气候区的城市作为研究对象，包括温带、亚热带和热带地区。
数据来源主要包括气象数据、绿色屋顶设计参数、以及相关文献资料。
三、不同气候区绿色屋顶径流调控效益分析1. 温带地区绿色屋顶径流调控效益在温带地区，绿色屋顶通过植被的蒸腾作用和土壤的渗透作用，有效减少了屋顶径流量。
在模拟过程中，我们发现绿色屋顶能够显著降低径流峰值流量，延缓洪峰出现时间，从而减轻城市排水系统的压力。
此外，绿色屋顶还能提高雨水资源的利用率，对改善城市生态环境具有积极作用。
2. 亚热带地区绿色屋顶径流调控效益在亚热带地区，绿色屋顶同样具有显著的径流调控效益。
由于该地区雨量充沛，绿色屋顶的植被和土壤层能够更好地吸收和滞留雨水。
此外，绿色屋顶还能有效降低雨水温度，减轻城市热岛效应。
在暴雨天气中，绿色屋顶能够减缓径流速度，提高雨水下渗率，从而减少城市内涝风险。
3. 热带地区绿色屋顶径流调控效益在热带地区，由于降雨量大且降雨强度高，绿色屋顶的径流调控效益尤为显著。
绿色屋顶能够有效地减少径流总量和峰值流量，降低雨水对城市排水系统的影响。
此外，热带地区的绿色屋顶还能提供阴凉，改善城市热环境，降低“热岛效应”的强度。
四、研究结论通过对不同气候区城市绿色屋顶的径流调控效益进行研究，我们发现绿色屋顶在不同气候区均具有显著的径流调控作用。
基于SWMM模型的LID方案排涝能力评估“海绵城市”已经逐渐成为我国独特的城市开发理念,而低影响开发技术(LID)作为一种有效的科学方法,也逐渐被应用到我国的海绵城市建设过程中。
LID技术与传统的雨水调蓄设施相比具有十分明显的优势,然而,却鲜见论文对两种方案进行对比研究分析。
因此,本文利用深圳X大学部分易积水地块作为研究对象,应用SWMM模型对开发现状进行建模,对绿色屋顶,渗透铺装,雨水花园三项选定的LID措施以及雨水调蓄池进行全方位的评价。
得出以下结论:1、从排放总量削减效果来看,在2~50年的降雨重现期条件下,雨水花园>渗透铺装>绿色屋顶;2、从排放口峰值流量削减效果来看,在2~50年的降雨重现期条件下,雨水花园>绿色屋顶>渗透铺装;3、从径流系数削减效果来看,在2~50年的降雨重现期条件下,渗透铺装>绿色屋顶>雨水花园;4、降雨重现期P相同的条件下,中部调蓄池所需容积比末端调蓄池小,考虑到造价,土地利用等因素,宜将雨水调蓄池设在管网中部。
将雨水花园、渗透铺装和绿色屋顶三种LID措施,按照不同改造比例进行组合,形成12种改造方案,添加至现状SWMM水力模型,并在下列3个控制目标条件下(1、2年一遇24小时降雨条件下,开发建设后的外排雨水设计流量不大于开发前的水平;2、10年一遇24小时降雨条件下,综合径流系数不大于0.6;3、研究区域经过LID改造之后,在50年降雨条件下,路面积水深度不超过15cm。
)对方案进行筛选。
根据模拟结果,最后得出四个方案符合设计目标,分别是:绿色屋顶(100%)+透水铺装(100%);绿色屋顶(100%)+透水铺装(100%)+雨水花园(10%);绿色屋顶(80%)+透水铺装(100%)+雨水花园(8%);绿色屋顶(80%)+透水铺装(100%)+雨水花园(6%)。
将上述四种合格方案与传统雨水调蓄池从水文防洪效益、全生命周期成本、社会效益等方面进行全方位对比,并利用AHP层次分析法建立判断矩阵,进行能效分析。
Construction & Decoration28 建筑与装饰2023年5月上 基于SWMM模型的城镇排水系统规划研究李赞皖创环保股份有限公司 安徽 合肥 230000摘 要 经济不断发展，积极推进城市化建设与发展，其中区域水文循环受到此方面影响，促使平均年降水量增加，增加暴雨洪水事件发生概率。
就城镇排水系统而言，系统运行水平直接关系着城市排水排洪工作能力，做好城镇排水系统规划与设计非常关键。
基于此，本文对SWMM模型基本内容进行分析，并对基于SWMM模型如何规划城镇排水系统加以阐述，提出针对性解决建议，希望能为进一步提高城镇排水系统运行水平及强化运行管理效果提供参考。
关键词 SWMM模型；城镇排水系统；规划设计；暴雨洪水Research on Urban Drainage System Planning Based on SWMM ModelLi ZanWancho Environment-Protection Co., Ltd., Hefei 230000, Anhui Province, ChinaAbstract With the continuous development of economy, urbanization construction and development are actively promoted, and the regional hydrological cycle is affected by this issue, which increases the average annual precipitation and increases the probability of storm flood events. As far as the urban drainage system is concerned, the operation level of the system is directly related to the urban drainage and flood discharge work capacity, and it is very important to perform well in the planning and design of the urban drainage system. Based on this condition, this paper analyzes the basic content of SWMM model, explains how to plan urban drainage system based on SWMM model, and puts forward targeted solution suggestions, hoping to provide reference for further improving the operation level of urban drainage system and strengthening the operation management effect.Key words SWMM model; urban drainage systems; planning and design; storm flood引言城镇排水系统作为推进城市现代化建设重要组成部分，由于前期城镇排水系统规划工作不到位，导致后期排水系统运行过程中发生各种问题，如管道维修频率高、排水设施不完善以及无法满足城市建设需要等，一旦城镇出现重大暴雨等级的强降水，必然造成内部大规模积水，城市运转与居民生活均会受到严重影响。
基于SWMM的卵形排水渠水力特性研究引言道路表面降雨需及时排除以避免影响交通安全。
传统排水设备有边沟、截水沟、急流槽等方式[1]。
然而，在环境较为特殊时，则需要研究更合理的排水方式。
贾卫红[2]等对传统排水方式进行了优化，刘俊、王艳珍[3-5]等采用SWMM数学模拟分析了排水及地面淹没过程。
由于本工程有较为特殊的地理环境和设计要求，最终采用SWMM （Storm Water Management Model）为基础开发出了适合以缝带箅式线性卵形排水渠的城市暴雨模型，研究以缝带箅式线性卵形排水渠在降雨重现期为三年时的雨水径流量、雨水渗量、径流系数、排水流速、充满度、最大水深等水力参数。
1 工程概况烟台市某农业产业园区，地势平坦，主要种植葡萄等农作物。
园区内部分道路位于葡萄种植区之间，若采用边沟等形式排水，存在安全隐患，且不方便机械等设备使用。
研究确定采用以缝带箅式线性卵形排水渠，见图1。
卵形排水渠设置在路面外侧，按纵坡方向进行排水。
卵形排水渠主要收集路面雨水、葡萄地雨水及灌溉溢水。
雨水沿卵形排水渠汇到道路最低点K0+000、K0+140和K0+300后采用涵洞或倒虹吸将水引至现状沟、河中。
图1 以缝带箅式线性卵形排水渠2 数学模拟2.1 SWMM简介SWMM是一个动态降雨—径流模拟计算机程序。
SWMM将排水系统概化为几种主要环境组件之间的一系列水和物质流。
SWMM根据土地的利用状况和地表排水走向，将研究区域划分为若干子汇水区域，将子汇水区域排水下垫面划分为即不透水表面、有滞蓄的不透水表面和透水表面三类类型，采用连续方程、动量方程和曼宁方程联立求解。
SWMM可跟踪由多个时间步长构成的模拟时段内每一区域的径流水量和水质，每一条管渠中的流量、水深和水质。
2.2 研究区域概化及SWMM模型参数设置将研究区域划分为18个子汇水区域，见图2。
路面区域化分为9个子汇水区域，分别是区域2、区域4、区域6、区域8、区域10、区域12、区域14、区域16和区域18；葡萄园区域划分为9个子汇水区域，分别是区域1、区域3、区域5、区域7、区域9、区域11、区域13、区域15和区域17，见表1。
基于SWMM技术的雨水系统仿真模型研究发布时间：2021-03-19T10:22:51.497Z 来源：《城镇建设》2020年第36期作者：戚瑷娜杨雪[导读] 加强对城市道路积水点分析及监测，对新建、改建道路进行洪水影响分析，合理有效地安排潜在积水点应急排水设施及抢险措施，缓解因道路积水造成的交通压力及消除不安全因素是非常必要的。
戚瑷娜杨雪商丘工学院河南商丘476000摘要：近年來，由于气候变化，城市暴雨及连续性强降雨频率增加，同时由于城市下垫面条件改变等原因，导致因城市降雨强度及地表径流量超出雨水管网排水能力引起的城市道路积水现象严重且频繁发生，对道路交通、行人安全造成了很大危害。
城市道路积水深度过大，容易造成车辆熄火、引发交通拥堵和通行困难，存在造成人员伤亡及经济损失的隐患。
因此，加强对城市道路积水点分析及监测，对新建、改建道路进行洪水影响分析，合理有效地安排潜在积水点应急排水设施及抢险措施，缓解因道路积水造成的交通压力及消除不安全因素是非常必要的。
?关键词：SWMM;路面积水;内涝分析?1引言采用SWMM模型对新建道路进行内涝分析，确定新建道路潜在积水点，适时调整管网及道路设计方案确保方案经济合理，并具可实施性;根据分析结果，对潜在积水点进行实时监测，并制定预警方案，一旦发生超标准洪水致使路面积水发生内涝，可迅速做出应急抢险反应，降低危害发生，减小经济损失。
同时，在分析结果的基础上，道路设计方案要综合考虑透水铺装、绿化隔离带、雨水调蓄水池、初雨设施等措施，使降雨尽可能就地消纳或蓄存起来加以利用，减小项目区外排水量，减轻项目建设对周边环境的影响，降低内涝风险。
项目实施前对建设方案进行洪水影响分析，避免外水对本项目的威胁，降低项目建设对周边环境影响，避免经济损失。
2 ＳＷＭＭ的原理ＳＷＭＭ主要由径流模块、输送模块、扩展输送模块和贮存处理模块等４个计算模块以及用于统计分析和绘图的一个服务组成，可以根据输入的降雨量、土壤条件、土地利用等资料模拟完整的城市降雨径流过程，输出任何断面的流量过程线和污染过程线ＳＷＭＭ的核心模拟过程包括：地表产流过程、地表汇流过程、管网汇流过程、水质模拟过程。
水利水电技术第49卷2018年第3期肖存艳，傅春，詹健.基于SW M M的中尺度雨水系统构建下的水质水量模拟[J].水利水电技术，2018, 49(3):17-25.XIAO Cunyan, FU Chun, ZHAN Jian. SWMM-based simulation on water quality and water quantity for construction of mesoscale rainwater system[J]. Water Resources and Hydropower Engineering, 2018, 49(3)：17-25.基于S W M M的中尺度雨水系统构建下的水质水量模拟肖存艳，傅春，詹健(南昌大学建筑工程学院，江西南昌330031)摘要：以构建适用于中尺度雨水系统为目标，以江西省南昌市某廉租房区（面积为2 h m2左右）为研究区域，根据实地监测和踏勘资料，在原有雨水系统的基础上，分别构建简易式和断接式中 尺度雨水系统的SWMM模型，分析地面径流情况，并以TSS、TP、TN、CODcr四种污染物，模拟 污染物随径流扩散的过程。
结果表明：较于3年重现期下的传统开发，简易式能达到5年重现期 不积水，并且随重现期的增大，地表径流的削减率越来越小；断接式不仅能保证10年不积水，径 流削减的变化趋势与简易式一致，并且削减情况优于简易式，能更长时间的延缓径流峰值的出现。
污染物浓度随重现期增大，前期逐渐增大，中期出现峰值，后期逐渐减小，冲刷效果也逐渐明显，且两者的污染物削减效果相较于传统开发，均能达50%以上；但是在高重现期下，无论是水质还 是水文的模拟表明，由于土壤达到饱和，两者作用效果不相上下。
总得来说，采用断接式能更好 地控制径流量和径流污染物。
关键词：中尺度雨水系统；SWM M;水质模拟；水量模拟doi：10. 13928/j. cnki. wrahe. 2018. 03. 003中图分类号：X52 文献标识码：A文章编号：1000-0860(2018)03-0017-09SWMM-based simulation on water quality and water quantity for construction ofmesoscale rainwater systemXIAO C u n y a n,F U C hun,ZH AN J ia n(School of Civil Engineering and Architecture, Nanchging University, Nanchang 330031, Jiangxi, China)Abstract ：In order to construct the mesoscale rain system, the SWMM models for the rainwater systems of both the simple type and the disconnection type are respectively established in accordance with the relevant in situ monitoring and investigation data on the basis of the original rainwater systems concerned by taking a low-rent housing residential sub-district ( about 2 hm2 ) in Nanchang of Jiangxi Province as the study area, and then the surface runoff therein is analyzed, while the process of pollutant-diffusion along with runoff is simulated based on the four kinds of pollutants, i. e. TSS, TP, TN and CODcr. The result shows that compared with the conventional development under the condition of a return-period of three years, the simple type of rainwater收稿日期：2017-05-02基金项目：江西省研究生创新专项资金项目“建设生态海绵城市—城市水系对雨水资源化利用研究”（YC2015-S014);江西省水利厅科技项 目（KT201232);南昌大学研究生创新专项资金项目（CX2012073)作者简介：肖存艳（1993—），女，硕士研究生，主要从事城市给水排水工程和海绵城市方向研究。
基于GIS的SWMM模型在新城区雨水管网设计中的应用研究1. 本文概述随着城市化进程的加速，新城区的建设成为城市规划与管理的重点之一。
在这些区域中，雨水管网的设计和管理对于缓解城市内涝、保护城市生态环境具有重要意义。
地理信息系统（GIS）作为一种集成、存储、分析、管理和展示地理空间数据的技术，已在城市规划和管理领域中得到广泛应用。
SWMM（Storm Water Management Model）模型，作为一种动态降雨径流模拟模型，能够对城市雨水系统进行详细模拟和评估。
本文旨在探讨如何将GIS与SWMM模型相结合，应用于新城区雨水管网的设计中，以提高设计效率和准确性。
本文首先对GIS和SWMM模型的基本原理进行介绍，然后详细阐述两者结合的具体方法和技术流程，最后通过实际案例分析，验证该方法的可行性和有效性。
本文的研究成果对于优化新城区雨水管网设计，提升城市排水系统的整体性能具有重要的理论和实践意义。
2. 研究区域概况本研究选取的新城区位于我国某沿海城市，具有典型的亚热带季风气候特征。
该区域总面积约为150平方公里，地势东南高西北低，海拔高度在10至50米之间。
区域内主要的地形类型包括平原、丘陵和沿海滩涂。
新城区是近年来城市扩张的主要方向，区域内人口密度逐渐增加，城市建设快速发展，特别是住宅区、商业区和工业区的大规模建设，对城市基础设施，尤其是雨水管网系统提出了更高的要求。
新城区的气候特点是四季分明，雨量充沛。
年均降水量约为1200毫米，主要集中在夏季，占全年降水量的60以上。
这种季节性的强降雨对新城区的排水系统构成了巨大的挑战。
随着城市化的推进，不透水面积的增加导致地表径流增大，进一步加剧了城市内涝的风险。
新城区的植被覆盖率相对较低，主要植被类型为草地和灌木丛，乔木覆盖率不高。
这导致了雨水在地表的流速加快，冲刷力增强，对地表和下水道系统的侵蚀作用加剧。
同时，由于城市建设中的土地开发，自然水系如河流和小溪受到一定程度的破坏，影响了地表水的自然循环和调蓄能力。
SWMM模型用于模拟低影响开发雨水设施研究发布时间：2021-11-25T06:19:15.619Z 来源：《建筑设计管理》2021年7期作者：赵玉华[导读] 洪涝灾害伴随着城镇发展愈发严重，低影响开发技术（Low Impact Development，LID）应运而生，暴雨洪赵玉华河北工程大学能源与环境工程学院，河北邯郸 056038；2. 河北省水污染控制与水生态修复技术创新中心，河北邯郸 056038）摘要：洪涝灾害伴随着城镇发展愈发严重，低影响开发技术（Low Impact Development，LID）应运而生，暴雨洪水管理模型（Storm Water Management Model，SWMM）能够将LID技术径流削减过程进行模拟，本文主要介绍了4种LID单体设施和LID组合优化效果，并对扩大SWMM模型适用范围和科学便捷的LID组合优化方法做出展望。
关键词： SWMM LID技术径流组合优化引言由于气候变化极端天气也在不断增加、城市区域下垫面硬质化、自然洼地等蓄滞水空间被侵占、水文循环系统遭到破坏和城市地面沉降的加重，城市内涝及面源污染等事故频发[1]。
SWMM作为第一个综合性城市径流分析，是一台功能齐全易使用的软件，广为设计人员、专家学者免费使用。
通过对不同的LID设施的参数设置及不同组合安置分析，研究低影响开发对于暴雨带来的内涝灾害和面源污染问题控制效果。
1．SWMM国内外应用现状SWMM模型中雨洪模拟主要分为径流及管网模拟和低影响开发设施模拟。
排水管网水文模拟主要对现状管网评估和径流分析，有学者利用SWMM建立了一个高分辨率的城市水动力学模型，通过在500种不同暴雨情境下模拟，将降雨积累深度分为四类进行风险评估，以制定相应措施。
国内学者对于SWMM模型研究开始于1990年，相对于国外来说较晚，但在发展相对较快。
低影响开发设施单体多是实验研究，而低影响雨水开发系统建设是一个综合性较强的工程，因此国内学者开始利用SWMM模型进行流域雨水管理模拟。
基于SWMM模型的雨水径流模拟与LID改造研究
王毅韬;刘志安;蔡小璇
【期刊名称】《建设科技》
【年(卷),期】2024()10
【摘要】随着城市化进程的加快,城市雨水径流问题日益严重,不仅对城市生态环境造成负面影响,还可能对城市排水系统造成巨大压力。
本文以昆明理工大学呈贡校区憬园为例,采用SWMM模型对雨水径流进行模拟,并针对低影响发展(LID)技术进行改造研究。
首先,通过对研究区域进行实地调查和资料收集,建立SWMM模型,然后对现有排水系统进行模拟,分析其存在的问题。
其次,在其基础上引入LID技术对排水系统进行改造,通过增加雨水花园、植草沟、透水铺装等绿色设施,降低雨水径流对城市的影响。
最后,通过模拟分析,验证了改造后的排水系统在减轻雨水径流、降低洪峰流量等方面取得了良好的效果,为校园雨水管理和雨水花园景观设计提供了理论支持和实践借鉴。
【总页数】4页(P65-68)
【作者】王毅韬;刘志安;蔡小璇
【作者单位】昆明理工大学艺术与传媒学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU9
【相关文献】
1.基于SWMM模型的高密度校园景观LID优化设计研究——以陕西理工校园景观LID优化设计为例
2.基于SWMM模型的暴雨模拟与LID效果评价——以萍乡市示范区为例
3.基于SWMM的LID改造措施模拟与评估研究
4.基于Hydrus-1D 模型的LID措施雨水径流控制效应研究
5.基于SWMM模型与成本效益的LID径流控制效果研究
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基于SWMM和层次分析法的调蓄池预选址方案选择汪明明;孙远祥;马雄飞【期刊名称】《水资源与水工程学报》【年(卷),期】2017(28)1【摘要】近年来频发的内涝给城市排水防涝带来严重挑战。
调蓄池是城市内涝防治系统的重要组成部分,而调蓄池预选址的选择,关系到调蓄池的效益和成本,也影响后续优化求解。
为合理选择调蓄池的潜在位置,根据内涝防治标准,基于SWMM模型,选取积水深度、积水范围、积水时间、调蓄池造价、节点重要性等5项指标,借助层次分析法,建立了量化评价框架,探讨了基于预选址指数的雨水系统调蓄池预选址方案的选择方法,并进行了应用案例验证,研究表明:调蓄池的位置选择对内涝积水削减比例有重要影响;所提出的方法有一定的可行性和实用性,借助该方法可以得到较好的预选址方案。
本研究成果可为城市内涝防治调蓄池选址工作提供技术支撑。
【总页数】6页(P120-124)【关键词】调蓄池;潜在位置选择;SWMM;层次分析法;预选址指数【作者】汪明明;孙远祥;马雄飞【作者单位】安徽工业大学建筑工程学院;江苏工民建筑设计研究院有限公司【正文语种】中文【中图分类】TV87;TU992【相关文献】1.基于 Infoworks ICM 的城市排水调蓄池位置选择 [J], 郭芝瑞;崔建国;张峰;薛晓虎2.基于层次分析法的抢险救灾居民安置点选址方案评价 [J], 贺威;谢和庭;任小成;吴吉强3.基于层次分析法（AHP）的场址选择--以上海大众（新疆）公司的选址为例 [J], 蒋汶伶;张晶;葛壮4.基于SWMM的雨水调蓄池容积研究 [J], 邵泽岩;冯燕5.基于AHP-GRA的城市内涝风险评估及调蓄池选址 [J], 张翀;李红艳;崔建国;张峰;李尚明;马熠阳;史文韬因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于 SWMM的广州某项目雨水系统的优化摘要：以广州黄埔区某项目为例，基于SWMM雨洪管理模拟软件，对项目进行传统开发模式、LID设施布局模式进行分析，计算不同暴雨重现期下的区域排水效果，研究项目排水能力优化方案，并基于模拟结果对项目雨水管网进行优化。
模拟结果表明，进行LID设施布局的区域，相对于传统开发模式可有效的减少内涝风险，且在一定的条件下，可依据LID设计，相对应减少部分管段的管径，在满足排水要求的前提下，达到成本控制的目的。
关键词：广州； SWMM； LID；优化1 引言随着经济的飞速发展，城市下垫面条件发生了很大变化，硬化地面的增加，引起下垫面雨水径流量的增大，加大了市政管网的排水压力，洪涝安全越来越成为人们的关注焦点。
2020年8月29日，广州市委十一届第11次全体会审议通过了《广州市关于深化城市更新工作推进高质量发展的实施意见》和《广州市深化城市更新工作推进高质量发展工作方案》，针对新一轮的城市更新做出了重要部署，方案要求提高城市综合防灾能力，建全防灾体系，做好洪涝安全评估，落实海绵城市建设要求，做好防洪排涝评估，提高洪涝安全建设标准，解决洪涝安全问题。
为了实现雨洪有效管理，需在建设前、建设中、建设后对雨水径流进行全生命周期预测、模拟和管控。
本文基于SWMM雨洪管理模拟软件，对广州黄埔区某项目进行片区内原管网100年一遇设计暴雨、片区内缩小管径100年一遇设计暴雨以及片区内进行海绵城市设计后的管段排水能力等三个工况进行模拟及分析，为雨洪有效管理提供技术支持。
2 SWMM模型原理简介SWMM的全称是暴雨洪水管理模型，是由美国环境保护（EPA）和水资源中心联合研制的动态的降水-径流综合性模拟模型，包含水力模拟、径流模拟、污染物评估及LID设施设置等四大模块，是城市暴雨径流模型和预测模型，既可以用来模拟场次洪水，如城市某一单一降水事件下的完整的径流过程以及水质及水量，也可以用来模拟长期连续的降雨，并进行动态展现。
基于SWMM的天津市典型小区暴雨径流模拟研究的开题报告1. 研究背景及意义：城市化进程加速，水资源的利用和管理已成为城市发展的重要议题。
小区作为城市重要的组成部分之一，其雨水排放直接影响城市排水系统的正常运行。
因此，对小区雨水排放情况进行科学的模拟和分析，对于城市水资源的合理利用和水环境的保护意义重大。
基于SWMM的径流模拟方法，能够准确模拟小区雨水径流特征，有助于实现小区内的雨水资源利用和排水系统的优化设计。
2. 研究现状及不足：目前，国内外学者和研究机构对雨水径流模拟研究已经有了一些成果。
如美国环保署开发了SWMM模型，能够准确模拟城市雨水径流，研究人员应用该模型，对不同城市进行了雨水排放模拟分析。
但是，当前对于天津市小区雨水径流特征的研究较为缺乏，缺乏相应的数据和实验研究结果，因此该方面的研究仍需进一步深入。
3. 研究目标：本文旨在利用SWMM模型，对天津市典型小区雨水径流特征进行模拟和分析，研究不同降雨强度、小区面积和不同降雨持续时间对小区雨水径流的影响，为小区雨水资源的的合理利用和排水系统优化设计提供科学依据。
4. 研究方法：本研究采用SWMM模型进行径流模拟，包括三个模块：输入模块、计算模块和输出模块。
输入模块主要包括小区面积、地形地貌、下雨模型等参数，计算模块主要负责对小区雨水径流进行模拟计算，输出模块主要是将计算结果可视化显示。
本研究将采用实验室室内降雨模拟、数字高程模型、天气预报数据等手段进行仿真模拟分析。
5. 预期成果：通过本研究，可以得到天津市典型小区不同降雨条件下的雨水径流特征，对典型小区的雨水资源利用和排水系统的优化设计提供科学依据。
从而提高小区排水系统的运行效率，降低排放排污物对水环境的污染。
6. 研究意义：研究天津市典型小区的雨水径流特征，能够较为全面地了解天津市小区的雨水径流情况，为制定天津市城市水资源管理方案提供科学依据。
本研究还将优化当前排水系统的设计，促进城市水资源的合理利用。
初期雨水调蓄池调蓄能力的探讨我国水污染产生的很大的一个原因就是初期雨水径流造成的，在降水的过程中，雨水中含有很多污染的物质，当雨水降落到地面后，又将地面上污染物质进行冲刷，这些雨水最终都会流入到湖泊中，给我国的水资源造成极大的污染，其污染物的浓度非常高，几乎近三分之一的水污染都是由此造成的，雨水通过对地面的冲刷后，其污染物质比之前要出近20倍，这些雨水在进入到我国的湖泊中，无疑会带来很严重的污染。
一、初期雨水调蓄池容积计算方法分析（一）分流制排水系统在初期雨水调蓄池容积的计算现在，在我国很多新型的城市中，都建立了完善的排水系统，雨水可以通过排水系统被输送到雨水站进行处理，这在一定程度上可以减少水污染，在降水的过程中，如果不对初期的雨水进行处理，就会造成很大的污染，因为初期的雨水含有的污染物是最多的，尽管现在已经设置了分流制的系统，能够对雨水进行节流，防止发生污染，其在短时间内可以防止水污染。
其容积的计算方法可以用公式：V=1.5*S*AU来计算，其中，V代表的是蓄水池的容积，S代表的是每公顷的雨水调蓄的量，AU指的是固化的面积，从而能够计算出其容积。
（二）河流制排水系统初期雨水调蓄池容积计算分析在排水系统的设计中，一般都是采用河流制的排水系统，是运用一根统一的管道，将所有的雨水排出，但是，这种排除污水的方法具有一定的局限性，这类排水系统只有一根管道，不能实现污水的分流，在排水中，可能效率会比较低下，而且大量的雨水直接流入合流管道中，如果排水管道内的污水过多，超出了其污水收纳的极限值，就会导致污水直接会排放至受纳水体中，就会导致大量的水体遭到污染，而且合流制管道会导致大量的水生生物的成长，在水体内会发生富营养化的现象，不利于对污水的治理。
合流制排水系统的初期雨水调蓄池的工作方法是在降水初期能够将雨水收集，当降水停止以后，直接将雨水输送到排水管道内，进行污水的治理，能够对初期的混合雨污水进行处理，能够起到良好的截流效果。
文章编号:１００９￣６８２５(２０２０)１３￣００９２￣０３基于ＳＷＭＭ西湖雨水排水系统排水能力达标性模拟分析收稿日期:２０２０￣０４￣２９㊀作者简介:潘㊀洋(１９９４￣)ꎬ男ꎬ在读硕士ꎻ㊀姜应和(１９６３￣)ꎬ男ꎬ博士ꎬ教授潘㊀洋㊀姜应和(武汉理工大学土木工程与建筑学院ꎬ湖北武汉㊀４３００００)摘㊀要:以天门市西湖汇水区为研究对象ꎬ利用ＳＷＭＭ构建天门市西湖现状雨水排水模型ꎬ模拟评估该排水系统排水能力达标性ꎮ模拟结果表明ꎬ当Ｐ＝１年时ꎬ现状排水管网溢流节点的比例为１５.７％ꎬ超载管段的比例为７２.３％ꎻ当Ｐ＝２年时ꎬ溢流节点占比为４９.４％ꎬ超载管段占比８６.８％ꎻ总溢流量与Ｐ＝１年的降雨事件相比增加了约６倍ꎬ管段超载的时间明显增加ꎮ现状排水管道系统难以满足当初的设计标准(Ｐ＝１年)ꎬ主要与当初雨水管网设计时径流系数取值稍低有关ꎮ关键词:ＳＷＭＭꎬ雨水管网ꎬ模拟ꎬ排水能力中图分类号:ＴＵ９９２文献标识码:Ａ１㊀概述近年来我国城市化进展迅速ꎬ未开发的自然渗透性地面逐渐被替换成不渗透性的屋顶和路面ꎬ城市化后的区域径流系数大幅上升[１]ꎮ而现有的老城区排水管网设计的排水标准普遍较低ꎬ同等暴雨重现期条件下ꎬ难以满足新的下垫面的雨水排放需求ꎬ容易出现管网漫流㊁局部区域滞水ꎬ呈现近年来热门的内涝现象[２ꎬ３]ꎮ城市暴雨管理模型(ＳｔｏｒｍＷａｔｅｒＭａｎａｇｅｍｅｎｔＭｏｄｅｌꎬＳＷＭＭ)常用于模拟雨水排水系统[４￣６]ꎬ笔者以天门市西湖汇水区为研究对象ꎬ利用ＳＷＭＭ对现状西湖排水系统进行模拟ꎬ评估现状排水系统排水能力的达标性ꎮ２㊀区域概况及模型构建２.１㊀研究区域概况天门市处于湖北省中南部ꎬ江汉平原北部ꎬ属于亚热带季风气候ꎬ受东亚季风的影响ꎬ降水过程频繁ꎬ暴雨日数多[７]ꎮ西湖汇水区位于天门市主城区西北部ꎬ地貌呈现为四面地势较高㊁中部地势较低的形态ꎮ研究区域面积约２６１.７ｈｍ２ꎬ主要为陆羽大道以南㊁天门河以北㊁西湖路以西㊁水厂路以东的老城区ꎮ雨水经管道收集后排入西湖ꎬ一般情况下直排天门河ꎬ当天门河处于洪水位时经西湖电排站抽排至天门河ꎮ２.２㊀ＳＷＭＭ概化模型构建ＳＷＭＭ是美国环保局专为城市研发的动态降雨 径流模型ꎬ包括水文㊁水力㊁水质和低影响开发模块[８ꎬ９]ꎮ根据西湖汇水区的雨水管网及地形资料ꎬ构建该区域的ＳＷＭＭ概化模型ꎬ由于研究区域面积大小约为２ｋｍ２ꎬ属小汇水流域ꎬ可假设区域内降雨均匀分布ꎮ将研究区域概化为１１６个子汇水区㊁８３个管段㊁８３个节点㊁１个蓄水池ꎬ其结果如图１所示ꎮ蓄水池的原型便是该汇水区的西湖ꎬ作为调蓄排涝的湖泊ꎬ是整个西湖汇水区雨水汇聚的中心ꎮ除汇入西湖的管道连接到调蓄湖之外ꎬ另设一泵站连接调蓄湖泊ꎬ当调蓄湖水位上升至起排水位时ꎬ泵站便开始工作ꎬ将西湖内含雨水的湖水抽排至天门河ꎬ因此西湖可起到一定的调节径流量的功效ꎮ图1天门市西湖汇水区SWMM 模型概化图２.３㊀模型参数确定ＳＷＭＭ模型参数主要分为两类:一类是本身具有实际物理意义的参数ꎬ如管道直径㊁管道长度㊁管底标高㊁地面标高㊁管底坡度㊁子汇水面积等ꎬ可以通过查阅雨水管网资料或直接从地形图测量获取ꎻ另一类是模型推导过程中衍生出来的参数ꎬ如管道曼宁系数㊁地表曼宁系数㊁不透水地表的洼蓄量㊁透水地表的洼蓄量等ꎬ可通过查询模型手册或参照相关文献取值ꎮ模拟采用Ｈｏｒｔｏｎ入渗模型ꎬ研究区域最大渗入速率取７６.２ｍｍ/ｈꎬ最小渗入速率取３.３０ｍｍ/ｈꎬ下渗速率衰减常数取４ｈ－１ꎬ排干时间取７ｄꎻ地表径流的汇流计算采用非线性水库模型ꎬ排水系统流量的水力模型选用动力波ꎮ汇水区产流参数取值如表１所示ꎮ表１㊀汇水区产流参数取值参数类型取值确定方式特征宽度计算确定面积除以流长法坡度０.５％根据ＣＡＤ图纸估算不渗透性地表百分比计算确定下垫面分析不透水地表粗糙系数０.０１３查询模型手册透水地表粗糙系数０.１５查询模型手册不渗透洼地蓄水深度２ｍｍ查询模型手册渗透性洼地蓄水深度６ｍｍ查询模型手册无洼地蓄水的不渗透性地表百分比２５％查询模型手册２.４㊀模拟雨型设定对于天门市老城区ꎬ原有雨水排水系统的暴雨设计重现期Ｐ＝１年ꎬ而新颁布的ＧＢ５００１４ ２００６室外排水设计规范(２０１６年版)要求人口规模如天门市的排水系统至少满足暴雨设计重现期Ｐ＝２年ꎬ故本文的设计暴雨重现期分别取１年和２年ꎬ评估现状排水系统在Ｐ＝１年和Ｐ＝２年２９ 第４６卷第１３期２０２０年７月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀山西建筑ＳＨＡＮＸＩ㊀ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｖｏｌ.４６Ｎｏ.１３Ｊｕｌ.㊀２０２０㊀㊀㊀暴雨事件情境下的排水性能ꎮ本文模拟以排涝评估为目的ꎬ设计降雨采用２４ｈ长历时雨型ꎮ评估天门市设计降雨量按«湖北省暴雨参数图集»计算求得ꎬＰ＝１年和Ｐ＝２年时２４ｈ设计降雨量分别为５０.５７ｍｍ和１０３.０１ｍｍꎮ天门市缺乏系统的暴雨雨型统计分析结果ꎬ武汉市与天门市较近ꎬ可借用«武汉市排水防涝系统规划设计标准»中的 武汉市２４小时暴雨逐时雨量分配表 ꎬ雨型分配如图２所示ꎬ降雨峰值出现在第１６小时ꎮ图2天门市24h 设计降雨雨型分配比454035302520151050百分比/%135791113151719212324681012141618202224时间/h根据天门市２４ｈ降雨量及每时段降雨比例分配ꎬ可得到Ｐ＝１年和Ｐ＝２年时的暴雨雨型曲线如图３所示ꎬ并对降雨量㊁平均降雨量㊁峰值降雨量进行统计ꎬ其结果如表２所示ꎮ图3设计24h 降雨雨型图45.0040.0035.0030.0025.0020.0015.0010.005.000.00降雨强度/m m ·h -1降雨历时/h135791113151719212324681012141618202224P =1年P =2年表２㊀Ｐ＝１年和Ｐ＝２年设计暴雨雨型主要参数统计表重现期/年２４ｈ降雨量/ｍｍ平均降雨量/ｍｍ ｈ－１峰值降雨量/ｍｍ ｈ－１Ｐ＝１５０.５５２.１１１９.６７Ｐ＝２１０３.０３４.２９４０.０７３㊀排水系统排水能力评估分别在Ｐ＝１年和Ｐ＝２年重现期暴雨事件发生的情况下ꎬ模拟分析现状排水系统的节点溢流和管段超载情况ꎮ３.１㊀节点溢流分析以Ｐ＝１年重现期暴雨进行西湖汇水区雨水径流模拟ꎬ该情景下发生溢流的节点统计如表３所示ꎮ表３㊀Ｐ＝１年时现状排水系统溢流节点汇总表节点溢流时间/ｈ溢流量/ｍ３最大溢流速率/Ｌ ｓ－１１３０.８９３９４１６２.９０１６０.８１９３４０.１０１７０.７９１０４４７.５６２４０.７７８７５５.１３２８０.６０１３６１１２.０２３００.８０７００３２３.９９３４０.８４１５５８２.１２３６１.８６３０５７８２３.３３３９０.６０１０３８２.８５４３１.２４７７７２７０.０７４７０.８２６８３３００.２１４９０.７３４４８２６５.５３５９０.７１１３８９６.９５㊀㊀由表３可知ꎬ即使按设计重现期Ｐ＝１年的暴雨对西湖汇水区进行雨水径流模拟ꎬ８３个节点中仍有１３个节点有溢流现象ꎬ溢流节点占比为１５.７％ꎮ为了更直观地把上述溢流节点呈现出来ꎬ以圈标记溢流点ꎬ圈的面积越大溢流越严重ꎬ数字代表节点编号ꎬ其溢流点分布如图４所示ꎮ图4P =1年时现状排水系统溢流节点分布49343624281716303943475913以Ｐ＝２年重现期暴雨进行西湖汇水区雨水径流模拟ꎬ结果发现８３个节点中有４１个节点有溢流现象ꎬ溢流节点占比为４９.４％ꎬ较Ｐ＝１年时溢流节点占比１５.７％有大幅上升ꎮＰ＝２年暴雨发生时ꎬ节点总溢流量为４６５６０ｍ３ꎬ而当Ｐ＝１年降雨发生时总溢流量仅为６８７５ｍ３ꎬ溢流总量增加约６倍ꎮ溢流节点模拟结果表明ꎬ现状排水系统在Ｐ＝２年重现期暴雨下的排水能力更不理想ꎮ３.２㊀管段超载分析暴雨重现期Ｐ＝１年ꎬＰ＝２年时西湖汇水区现状管网超载情况如表４所示ꎮ表４㊀Ｐ＝１年和Ｐ＝２年时现状管网超载情况重现期/年超载管段总数/个超载一定时间的管段数/个０ｈ~１ｈ１ｈ~２ｈ２ｈ~４ｈ>４ｈＰ＝１６０２４１８１１７Ｐ＝２７２５２３２６１８㊀㊀由表４可知ꎬ当暴雨重现期Ｐ＝１年时ꎬ８３个管段中有６０个管段超载ꎬ占比为７２.３％ꎮ在超载管段中ꎬ４０％的管段超载时间处于０ｈ~１ｈꎬ１２％的管段超载时间超过４ｈꎻ当暴雨重现期Ｐ＝２年时ꎬ超载管段总数上升至７２ꎬ占比为８６.８％ꎮ在暴雨重现期Ｐ＝２年时ꎬ仅有７％的管段超载时间处于０ｈ~１ｈꎬ２５％的管段超载时间超过４ｈꎻ与Ｐ＝１年时管段超载情形相比ꎬ超载时间超过４ｈ的管段数占比大大提高ꎬ超载时间处于０ｈ~１ｈ管段数占比大大降低ꎮ利用ＳＷＭＭ统计暴雨重现期Ｐ＝１年和Ｐ＝２年时的高峰径流时间段(１５:００~１７:００)管网排水能力ꎬ结果如表５ꎬ表６所示ꎮ表５㊀Ｐ＝１年降雨高峰径流时间段管网排水能力高峰径流时刻/小时:分钟管段数/个排水能力内超出排水能力超载比例/％１５:００６６１７２０.５１５:３０２８５５６６.３１６:００２３６０７２.３１６:３０６０２３２７.７１７:００６６１７２０.５３９ ㊀㊀㊀第４６卷第１３期２０２０年７月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀潘㊀洋等:基于ＳＷＭＭ西湖雨水排水系统排水能力达标性模拟分析表６㊀Ｐ＝２年降雨高峰径流时间段管网排水能力高峰径流时刻/小时:分钟管段数/个排水能力内超出排水能力超载比例/％１５:００３６４７５６.６１５:３０１５６８８１.９１６:００１１７２８６.８１６:３０３１５２６２.７１７:００４０４３５１.８㊀㊀由表５可知ꎬ在Ｐ＝１年暴雨情形下ꎬ高峰径流时间段管段超载比例范围为２０.５％~７２.３％ꎬ说明在此期间ꎬ超过２０％的管段持续处于超载状态ꎻ由表６可知ꎬ在Ｐ＝２年暴雨情形下ꎬ高峰径流时间段管段超载比例范围为５１.８％~８６.８％ꎬ此期间超过１/２的管段持续处于超载状态ꎬ在１５:３０~１６:００期间超负荷运行的管段数超过８０％ꎮ通过模拟现状排水系统在Ｐ＝１年和Ｐ＝２年降雨情景下的节点溢流和管段超载情况ꎬ可知现状排水管道系统难以达到预期的排水能力要求ꎮ之所以有些管段未能达到预期的排水能力ꎬ可能与三个原因相关:１)该汇水区在开发建设时不渗透地面覆盖占比过高ꎬ城区雨水管网设计时径流系数取值稍小ꎻ２)在过去ꎬ一些雨水管网未经专业人员设计ꎬ仅凭经验确定建设方案ꎻ３)过去雨水管网设计依据的是短历时暴雨ꎬ未进行２４ｈ长历时暴雨校核ꎮ排水能力不达标的主要原因是当初雨水管网设计时径流系数取值稍低ꎮ４㊀结论本文以天门市西湖排水系统为研究对象ꎬ构建ＳＷＭＭ概化模型ꎬ采用２４ｈ长历时降雨及武汉市的雨型分布ꎬ分别在Ｐ＝１年和Ｐ＝２年暴雨事件情况下评估现状管网的排水性能ꎬ得出结论如下:１)对现状排水系统的节点溢流分析结果表明:当Ｐ＝１年时ꎬ现状排水管网溢流节点的比例为１５.７％ꎻ当Ｐ＝２年时ꎬ溢流节点占比为４９.４％ꎬ溢流区域更广ꎬ总溢流量与Ｐ＝１年的降雨事件相比增加了约６倍ꎬ溢流总量显著增加ꎮ２)对现状排水系统的管段超载分析结果表明:当Ｐ＝１年时ꎬ现状排水管网超载管段的比例为７２.３％ꎻ当Ｐ＝２年时ꎬ超载管段占比为８６.８％ꎻ与Ｐ＝１年时模拟结果相比ꎬ当Ｐ＝２年时ꎬ管段超载时间超过４ｈ的管段数占比增大ꎬ超载时间处于０ｈ~１ｈ的管段数占比减少ꎮ３)现状雨水排水系统排水能力难以达到预期的设计标准(Ｐ＝１年)ꎬ更不能满足新标准对设计重现期(Ｐ＝２年)的要求ꎮ之所以现状排水系统的排水能力难以达标ꎬ主要是因为城区雨水管网设计时径流系数取值偏小㊁部分雨水管网未经专业人员设计以及短历时设计的管段未进行２４ｈ长历时暴雨校核ꎬ但主要原因是当初雨水管网设计时径流系数取值稍低ꎮ参考文献:[１]㊀宋晓猛.变化环境下城市水文学的发展与挑战Ⅱ:城市雨洪模拟与管理[Ｊ].水科学进展ꎬ２０１４ꎬ２５(５):７５２￣７６４.[２]㊀崔广柏.海绵城市建设研究进展与若干问题探讨[Ｊ].水资源保护ꎬ２０１６ꎬ３２(２):１￣４.[３]㊀周雁潭.低影响开发在城市治涝中的应用[Ｊ].中国农村水利水电ꎬ２０１５(８):４２￣４６.[４]㊀王文亮.海绵城市建设指南解读之城市径流总量控制指标[Ｊ].中国给水排水ꎬ２０１５ꎬ３１(８):１８￣２３.[５]㊀官奕宏.低影响开发技术的雨洪控制效果及水质影响分析 基于ＳＷＭＭ模型[Ｊ].中国农村水利水电ꎬ２０１７(１):８４￣８７.[６]㊀ＥｌｌｉｏｔｔＡＨꎬＴｒｏｗｓｄａｌｅＳＡ.Ａｒｅｖｉｅｗｏｆｍｏｄｅｌｓｆｏｒｌｏｗｉｍｐａｃｔｕｒｂａｎｓｔｏｒｍｗａｔｅｒｄｒａｉｎａｇｅ[Ｊ].ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＭｏｄｅｌｌｉｎｇａｎｄＳｏｆｔｗａｒｅꎬ２００７ꎬ２２(３):３９４￣４０５.[７]㊀卞㊀洁.长江中下游地区洪涝灾害风险性评估[Ｊ].应用气象学报ꎬ２０１１ꎬ２２(５):６０４￣６１１.[８]㊀陈㊀虹.暴雨洪水管理模型ＳＷＭＭ的研究及应用进展[Ｊ].西北农林科技大学学报(自然科学版)ꎬ２０１５ꎬ４３(１２):２２５￣２３４.[９]㊀康得军.暴雨洪水管理模型(ＳＷＭＭ)研究应用及发展趋势[Ｊ].净水技术ꎬ２０１９ꎬ３８(３):４５￣５０.ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙｔｏｍｅｅｔｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｏｆｄｒａｉｎａｇｅｃａｐａｃｉｔｙｏｆＷｅｓｔＬａｋｅｓｔｏｒｍｓｅｗｅｒｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＳＷＭＭＰａｎＹａｎｇ㊀ＪｉａｎｇＹｉｎｇｈｅ(ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆ＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅꎬＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＷｕｈａｎ４３００００ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＴｈｅＷｅｓｔＬａｋｅｃａｔｃｈｍｅｎｔａｒｅａｏｆＴｉａｎｍｅｎＣｉｔｙｗａｓｓｅｌｅｃｔｅｄａｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｓｕｂｊｅｃｔ.ＴｈｅｍｏｄｅｌｏｆｃｕｒｒｅｎｔｓｔｏｒｍｓｅｗｅｒｓｙｓｔｅｍｏｆｔｈｅａｒｅａｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂｙＳＷＭＭ.Ｔｈｅｄｒａｉｎａｇｅｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄａｎｄｅｖａｌｕａｔｅｄ.Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅ￣ｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｗｈｅｎｔｈｅｒａｉｎｓｔｏｒｍｒｅｃｕｒｒｅｎｃｅｐｅｒｉｏｄｗａｓｅｑｕａｌｔｏ１ａꎬｔｈｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆｏｖｅｒｆｌｏｗｎｏｄｅｓｗａｓ１５.７％ｉｎｔｈｅｓｙｓ￣ｔｅｍꎬａｎｄｔｈｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆｏｖｅｒｌｏａｄｅｄｐｉｐｅｌｉｎｅｓｗａｓ７２.３％ꎬｔｈａｔｗｈｅｎｔｈｅｒａｉｎｓｔｏｒｍｒｅｃｕｒｒｅｎｃｅｐｅｒｉｏｄｗａｓｅｑｕａｌｔｏ２ａꎬｔｈｅｐｒｏ￣ｐｏｒｔｉｏｎｏｆｏｖｅｒｆｌｏｗｎｏｄｅｓｗａｓ４９.４％ꎬａｎｄｔｈｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆｏｖｅｒｌｏａｄｅｄｐｉｐｅｌｉｎｅｓｗａｓ８６.８％ꎬａｎｄｔｈａｔｔｈｅｔｏｔａｌｏｖｅｒｆｌｏｗｖｏｌｕｍｅｗｉｔｈｔｈｅｒａｉｎｓｔｏｒｍｒｅｃｕｒｒｅｎｃｅｐｅｒｉｏｄｗａｓｅｑｕａｌｔｏ２ａｗａｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙａｂｏｕｔ６ｔｉｍｅｓｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｒａｉｎｓｔｏｒｍｒｅｃｕｒｒｅｎｃｅｐｅｒｉｏｄｗａｓｅｑｕａｌｔｏ１ａꎬａｎｄｔｈｅｏｖｅｒｌｏａｄｉｎｇｔｉｍｅｏｆｔｈｅｐｉｐｅｌｉｎｅｓｗａｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄ.Ｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｓｔｏｒｍｓｅｗｅｒｓｙｓｔｅｍｗａｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｍｅｅｔｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｄｅｓｉｇｎｓｔａｎｄａｒｄꎬｔｈｅｒａｉｎｓｔｏｒｍｒｅｃｕｒｒｅｎｃｅｐｅｒｉｏｄｗａｓｅｑｕａｌｔｏ１ａꎬｗｈｉｃｈｗａｓｍａｉｎｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈａｔａｌｏｗｅｒｖａｌ￣ｕｅｏｆｒｕｎｏｆｆｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｗａｓｔａｋｅｎｗｈｅｎｔｈｅｓｔｏｒｍｓｅｗｅｒｓｙｓｔｅｍｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ＳＷＭＭꎬｓｔｏｒｍｓｅｗｅｒｓｙｓｔｅｍꎬｓｉｍｕｌａｔｉｏｎꎬｄｒａｉｎａｇｅｃａｐａｃｉｔｙ４９ 第４６卷第１３期２０２０年７月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀山西建筑㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀。
基于SWMM的雨水调蓄池容积研究邵泽岩;冯燕【摘要】Rainwater storage pool is an important measure for urban inland inundation prevention and treat﹣ment, therefore, the confirmation of its effective volume plays significant role in the engineering design. Take a city in Yunnan province as example, the results of effective volumes calculated by two different methods: tradi﹣tional formula mthod and SWMM software simulation, were compared and analyzed, it was indicated that, under the low recurrence interval, the calculated value by formula method was superior to that calculated by software simulation;however, under high recurrence interval, the results was on the contrary.%雨水调蓄池作为城市内涝防治的一种重要措施,其有效容积的确定在设计过程中极为重要.以云南省某市为例,采用传统公式法计算与SWMM软件模拟2种方法得到调蓄池有效容积,对2种方法的结果进行比较分析,结果表明在低重现期下公式法计算值要大于软件模拟值,而在高重现期下软件模拟值将大于公式计算值.【期刊名称】《工业用水与废水》【年(卷),期】2017(048)004【总页数】4页(P47-50)【关键词】雨水调蓄池;SWMM;有效容积【作者】邵泽岩;冯燕【作者单位】昆明理工大学建筑工程学院, 昆明 650000;昆明理工大学建筑工程学院, 昆明 650000【正文语种】中文【中图分类】TU992.24雨水调蓄池作为城市内涝防治的一种传统方式，是一种有效削减暴雨产生的地面径流量以及径流峰值的措施［1］。
随着经济的发展，城市内土地资源使用情况越来越紧张，而雨水调蓄池本身是一种占地面积较大的控制雨水径流的措施，所以对于雨水调蓄池有效容积的合理设计有利于提高在当下“寸土寸金”的城市内土地利用的合理性。
雨水调蓄池作为一种雨水收集设施，本身占地面积大，多建造在广场、绿地、停车场等公共区域的下方，主要作用是在暴雨来临时，将超出管网承载能力的部分高峰流量暂时收集储存起来，当管网内流量下降后再将储存起来的雨水慢慢排除，从而达到削减雨峰流量的目的。
针对雨水调蓄池有效容积确定，李尔等［2］以昆明市主城区东南片区排水系统为例，通过连续时序降雨量法计算了相应调蓄池容积并对雨水调蓄池的效益进行分析，得出连续时序降雨量法确定的雨水调蓄池有效容积要优于传统计算方法得到的结果。
程江等［3］通过研究发现，不同设计方法或标准的选取会直接影响雨水调蓄池的实际效益。
SWMM（Storm Water Management Model）软件是美国环保署开发的用来模拟城市雨洪过程及污染物变化的综合数学模型软件，它能够根据CAD图纸，GIS信息等构建相应地区的雨水管网数学模型，通过输入降雨时间序列来模拟设计重现期暴雨情景或者实测降雨情景下管网的运行情况［4］。
由于雨水调蓄池体积较大，且拆除改造较难，因此在设计雨水调蓄池的时候，确定它的有效容积就变得十分重要。
本文主要通过对云南省某市建立SWMM模型，使用软件模拟的方法来确定调蓄池容积，将其与规范中公式法计算出来的有效容积进行比较，为今后工程中设计雨水调蓄池提供借鉴。
使用传统公式法来计算雨水调蓄池容积的方法有许多，如美国、英国在计算雨水调蓄池有效容积时采用的是调蓄时间法［5-6］，而日本在雨水调蓄池计算上用的则是面积负荷法。
近年来，我国许多的调蓄池设计中多采用的是GB 50014—2006《室外排水设计规范（2011年版）》中提出的雨水调蓄池有效容积计算公式，该公式属于脱过系数法。
式中：V——调蓄池有效容积，m3；α——脱过系数，取值为调蓄池下游设计流量和上游设计流量之比；Q——调蓄池上游设计流量，m3／min；b、n——暴雨强度公式参数；t——降雨历时，min。
参考相关文献［7］，在SWMM软件中可以通过软件的模拟来实现对雨水调蓄池有效容积的确定。
具体的操作是首先在需要设置雨水调蓄池的位置添加调蓄池模块，通过孔口与之相连，将雨水调蓄池的容积设置成足够大（在设计暴雨情景下不会发生溢流情况），这样由于降雨量随时间会出现一个最大值，如图1所示相对应模拟过程中雨水调蓄池的容积也会出现一个最大值，该最大值即为雨水调蓄池的模拟值。
现状管网的设计重现期P为1 a，由于研究区域周围河流较多，雨水排出的方式为就近排入自然水体。
现对研究区域的现状管网进行4种设计降雨重现期（P＝3、5、10、20 a）下的降雨情况模拟。
根据研究区域的现状管网资料对区域内的管网系统进行概化，根据概化结果建立SWMM模型。
研究区域共89.54 hm2，其中不渗透面积54 hm2，占总面积的60.3%，渗透面积35.54 hm2，占总面积的39.7%。
SWMM软件的建模工作首先需要将研究区域图纸进行概化，将整个研究区域划分为75个子汇水面积，共计节点54个，排水管渠54段，研究区域东、南、北3个方面均与天然河道相邻，雨水就近排入自然水体，共计排出口4个。
管网概化后构建的SWMM模型平面如图2所示，图中3个圆圈自左向右分别表示调蓄池1、2、3号。
根据当地最新的暴雨强度公式生成多种重现期下的芝加哥雨型，作为研究过程中使用的设计暴雨情景，生成后的多种重现期下的设计暴雨情景如图3所示。
以1号雨水调蓄池为例，其在3 a重现期下的计算过程和参数取值分别如表1、表2所示。
将相关参数代入到公式（1）中，计算得到重现期P为3 a时，1号雨水调蓄池有效容积为413 m3。
其他调蓄池及其他重现期下的计算过程类似，不再列出。
计算结果如下：（1）P＝3 a时，2号雨水调蓄池的有效容积计算值为473 m3，3号雨水调蓄池的有效容积计算值为545 m3。
（2）P＝5 a时，1号雨水调蓄池的有效容积计算值为676 m3，2号雨水调蓄池的有效容积计算值为775 m3，3号雨水调蓄池的有效容积计算值为843 m3。
（3）P＝10 a时，1号雨水调蓄池的有效容积计算值为1 060 m3，2号雨水调蓄池的有效容积计算值为1 221 m3，3号雨水调蓄池的有效容积计算值为1 430 m3。
（4）P＝20 a时，1号雨水调蓄池的有效容积计算值为1 447 m3，2号雨水调蓄池的有效容积计算值为1 696 m3，3号雨水调蓄池的有效容积计算值为1 996 m3。
经过多种重现期下的SWMM模拟，结果如下：（1）P＝3 a时，1号雨水调蓄池有效容积为321 m3，2号雨水调蓄池有效容积为400 m3，3号雨水调蓄池有效容积为467 m3。
（2）P＝5 a时，1号雨水调蓄池有效容积为468 m3，2号雨水调蓄池有效容积为600 m3，3号雨水调蓄池有效容积为719 m3。
（3）P＝10 a时，1号雨水调蓄池有效容积为916 m3，2号雨水调蓄池有效容积为1 150 m3，3号雨水调蓄池有效容积为1 370 m3。
（4）P＝20 a时，1号雨水调蓄池有效容积为1 461 m3，2号雨水调蓄池有效容积为1 745 m3，3号雨水调蓄池有效容积为2 056 m3。
2种方法确定的雨水调蓄池有效容积比较如图4所示。
从图4中可看出，当重现期较小时，通过公式推理法计算出来的雨水调蓄池有效容积要大于SWMM软件模拟得到的有效容积；而当重现期较大时（P＝20 a），通过SWMM软件确定的雨水调蓄池的有效容积将大于公式法计算得到的有效容积。
比较2种方法特点可知，传统公式法确定雨水调蓄池有效容积的方法是目前在相关设计中使用的主要方法，该公式使用多年，较为成熟，但也因为使用多年而没有进行更新修正，与近年来我国城市化带来的下垫面变化及极端天气的变化不一定完全适合；而软件模拟法是在GB 50014—2006（2014版）中明确提出的：当汇水区域超过2 km2时，宜采用数学模型法计算雨水的设计流量。
2014年版的规范中新增这一点也正是因为数学模型法可以克服许多传统公式法计算中没有考虑的影响而使得结果更加接近于真实，但也正因为该方法精度更高，也就要求在建模过程中需要更多的基础资料作为支撑，基础资料的细致程度直接影响着模型的精度。
而本研究中之所以出现大重现期下调蓄池容积的模拟值超过计算值的情况，分析其原因可能是：当暴雨强度达到一定时，排水管网基本处于过载状态，地面积水情况严重，从而对调蓄池进水造成了其他影响，这种影响在单独使用公式计算时可能没有考虑到。
雨水调蓄池是一种有效控制雨水径流峰值和雨水初期污染的措施，但是它本身存在的缺陷就是占地面积较大，而且一旦施工完成难以修改或拆除。
这就意味着在设计时确定其有效容积的重要程度，本研究比较了2种雨水调蓄池的计算方法，可以看到2种方法各有特点，在计算结果上也略有差异，希望通过这样的比较，为相应的工程设计提供参考，在确定设计值时可以综合考虑2种方法的结果来进行最终确定。
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