基于SWMM模型的暴雨洪水模拟研究

基于SWMM模型的道路积水分析道路积水是指在降雨期间由于排水系统不畅导致道路上出现积水现象。

道路积水不仅会给交通带来不便，还可能对城市的排水系统造成负担，增加洪涝风险。

对道路积水进行分析和预测具有重要意义。

SWMM（Storm Water Management Model）是一种用于城市暴雨径流模拟的计算机模型，其主要用于模拟降雨后的径流产生、收集和输送过程。

基于SWMM模型进行道路积水分析可以通过模拟降雨过程、道路排水系统设计和地形特征等，来预测道路积水的情况。

进行道路积水分析前需要收集和整理相关数据，包括降雨数据、地形数据、道路参数和排水系统信息等。

降雨数据可以通过气象站点获取，包括降雨量和降雨频率等信息。

地形数据可以使用高程数据和数字地图来生成数字地形模型，并提取出道路的位置和特征。

道路参数包括道路斜度、宽度和纵向坡度等。

排水系统信息包括雨水井、管道和孔隙率等。

然后，利用SWMM模型对道路积水进行模拟。

模拟的过程包括设置模型参数、运行模型和结果分析等。

设置模型的各种参数，包括降雨模式、河道参数、土壤参数等。

然后，将收集到的数据导入模型，运行模型来模拟降雨过程。

模拟结果可以包括径流流量、流速、水位和路面积水深等。

对模拟结果进行分析，评估道路积水情况，确定可能出现积水的位置和时间。

根据分析结果，可以采取相应的措施来减轻道路积水问题。

对道路排水系统进行改进，增加雨水井或疏通下水道等。

根据道路的特点，可以采用提高路面高程、搭建雨棚或设置雨水花园等措施，减少降雨对道路的影响。

基于SWMM模型的道路积水分析可以帮助我们更好地了解道路积水的形成机制和影响因素，并提供预测和分析结果来指导道路排水系统的设计和改进。

这将有助于减少道路积水问题，提高城市的排水能力和抗洪能力。

基于SWMM的暴雨径流过程模拟作者：张可章禹琦都怡辰张浩曹一来源：《科学与财富》2020年第14期摘要：当今社会发展迅速城市化进程也在逐步加快，同时随着气候的变化和热岛效应的明显加剧，城市的暴雨事件频频发生并造成严重的财产损失和人员伤亡，所以内涝灾害的预警要求也随之提高。

文章通过介绍并利用SWMM模型的原理和方法，借助其中的各模块对郑州大学新校区的各种重现期设计暴雨条件来进行产汇流的模拟分析，确定各级预报预警的阈值，最终形成预警预报系统。

关键词：城市内涝;SWMM模型;子汇水区;预警系统随着社会经济的不断发展，国家各地的城市化进程都不断地加快，城区面积也随之不断的扩张。

城市化的过程当中城市下垫面状态发生改变，不透水面积越来越大，雨水下渗受阻，降水成流更加迅速且径流系数大幅度提高，易造成洪涝灾害[1]。

同时随着全球气候变暖，城市热岛效应的进一步加剧，极端降水频频出现，城市暴雨内涝灾害日趋严重，大中型城市在防御内涝灾害方面的脆弱性日趋明显。

而且与农村相比，城市的人口和资产高度集中，灾害损失更加严重，如7.12北京市特大暴雨、7.23武汉市特大暴雨等，都造成了巨大的经济损失和一定的人员伤亡。

合理的预警预报可以对市政排水设施的建设、城市暴雨灾害防治和城市雨洪资源化起到有效的指导作用，所以内涝灾害预警以及相应的水情预报一直是城市内涝灾害研究的重点。

1.SWMM模型简介SWMM全称为暴雨洪水管理模型，1971年由美国环境保护署和佛罗里达大学首次开发出来，是一个用来模拟城市某一单一降水事件或长期的水量和水质模拟。

经过好几代的更新，目前SWMM已经在的版本上进行了全新的升级，目前已更新至SWMM5.1版本功能已经非常强大，有良好稳定的运行环境，并且具有模拟精度较高、计算操作方便且模拟结果值得信赖等突出的优点。

该模型主要包括降雨模块、地表产流模块、地表汇流模块和管网汇流模块等，可以用来模拟城市内径流的水文过程、模拟径流以及水流在管道中的流动以及选择适当的水质模拟指标和项目对产汇流等过程中的水污染负荷量进行模拟，可以通过相应的数据对任意时间中划分的子流域或每个管网及河道中的水质、水量等情况进行适当的模拟和分析。

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模型的南京典型易涝区暴雨内涝模拟宋耘; 李琼芳; 牛铭媛; 闫方秀; 和鹏飞; 陈启慧; 周正模; 杜尧【期刊名称】《《水利水电科技进展》》【年(卷),期】2019(039)006【总页数】6页(P56-61)【关键词】SWMM模型; 城市内涝; "7·18"暴雨; 设计暴雨; 南京市【作者】宋耘; 李琼芳; 牛铭媛; 闫方秀; 和鹏飞; 陈启慧; 周正模; 杜尧【作者单位】河海大学水文水资源学院江苏南京 210098; 江苏省"世界水谷"与水生态文明协同创新中心江苏南京 210000; 青岛鸿瑞电力工程咨询有限公司山东青岛 266100【正文语种】中文【中图分类】TV122; P333近年来,随着经济的发展,城市化进程快速推进,人类活动极大地改变了天然的水文循环过程,使得汛期降水量异常增大,城市不透水面积不断扩大,导致城市内涝灾害问题频发[1-4],对人民生命财产安全和城市的正常运行构成严重威胁,因此受到了很多相关学者的关注并致力于城市暴雨内涝模拟[5-11]。

目前,应用较为广泛的是美国环保署[12-13]于1981年推出的SWMM模型,其适用性已在世界范围内得到验证[14-17]。

但作为一维雨洪模型,SWMM只能模拟得到内涝节点、积水区域、溢流水量,并不能动态地描述地面淹水深度的变化。

为了克服单纯使用SWMM模型的不足,许多学者结合GIS空间分析功能[18],开展对城市暴雨积水深度的模拟研究。

黄国如等[19-20]以海口市海甸岛片区为研究区,提出基于SWMM和GIS的暴雨积水计算方法,对不同设计暴雨过程进行了模拟。

李智等[21]以象山县中心城区为研究对象,利用GIS对SWMM模拟结果进行空间分析,评估了山地临海城市的排水能力。

大多数学者构建的SWMM与GIS耦合模型较为复杂,对资料要求较高,计算也相对耗时,在不能满足资料要求的条件下复杂模型的模拟精度可能受到影响。

基于GIS和SWMM模型的城市暴雨积水模拟黄国如;黄维;张灵敏;陈文杰;冯杰【期刊名称】《水资源与水工程学报》【年(卷),期】2015(0)4【摘要】以海口市海甸岛片区为研究区域,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,构建了该片区排水管网水力模型,提出了基于GIS和SWMM的暴雨积水计算方法,采用3场实测暴雨进行模拟分析,所得内涝淹没位置与实际调研情况基本相符,表明本文所提出的方法具有良好的精度和可靠性;分别对重现期为1、2、5、10、20a设计暴雨情形下的管道节点溢流和积水深度进行模拟。

结果表明:该模型较好地评估了该片区排水管网排水能力;另外对比了实测暴雨和设计暴雨的积水模拟结果,表明暴雨雨型对模拟结果有重要影响。

【总页数】6页(P1-6)【关键词】SWMM模型;GIS;暴雨积水;积水扩散;城市暴雨【作者】黄国如;黄维;张灵敏;陈文杰;冯杰【作者单位】华南理工大学土木与交通学院;华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室;中国水利水电科学研究院水资源研究所【正文语种】中文【中图分类】TV21【相关文献】1.基于SWMM模型的沧州市区暴雨积水深度模拟 [J], 贾艳梅;冯书仓2.基于SWMM模型的城市小区暴雨径流过程模拟 [J], 李保敏;李杰;3.基于SWMM与LISFLOOD-FP模型的城市暴雨内涝模拟--以济南市为例 [J], 李鹏;徐宗学;赵刚;左斌斌;王京晶;宋苏林4.基于SWMM与LISFLOOD-FP模型的城市暴雨内涝模拟——以济南市为例 [J], 李鹏;徐宗学;赵刚;左斌斌;王京晶;宋苏林5.基于WCA2D与SWMM模型的城市暴雨洪涝快速模拟 [J], 曾照洋;赖成光;王兆礼;吴旭树;黄国如;胡庆芳因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于 SWMM 的核电基地厂区暴雨积水过程模拟周毅;余明辉;张亦弛;吴俊忠;邓品亚【期刊名称】《给水排水》【年(卷),期】2015(000)008【摘要】以某核电基地为例，对可能的暴雨积水状况进行模拟。

核电基地厂区排水状况与一般城市地区相比，具有排水标准高、地表透水性差、地下管沟多且复杂、不设雨水泵站等明显特点，建模时也应该有合理的应对方法。

利用 SWMM 模拟计算后可以得到管段内的水位随时间变化的过程线、节点积水状况等结果，进而得到积水节点附近的积水水深变化过程。

计算结果表明：设计和校核不仅要注重暴雨重现期，而且要对排放水位设定合理的标准；该案例中上下游管道几乎同时出现洪峰，管道系统内没有调蓄容积；在用推理公式法时，地表汇水时间的取值对结果有较大影响。

【总页数】5页(P107-111)【作者】周毅;余明辉;张亦弛;吴俊忠;邓品亚【作者单位】武汉大学土木建筑工程学院，武汉 430072;武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉 430072;武汉大学土木建筑工程学院，武汉430072;武汉大学土木建筑工程学院，武汉 430072;武汉大学土木建筑工程学院，武汉 430072【正文语种】中文【相关文献】1.基于SWMM模型的沧州市区暴雨积水深度模拟 [J], 贾艳梅;冯书仓2.基于SWMM模型的城市小区暴雨径流过程模拟 [J], 李保敏;李杰;3.基于SWMM模型的城市小区暴雨径流过程模拟 [J],4.基于SWMM模型的贵安新区暴雨径流过程模拟 [J], 胡彩虹; 李东; 李析男; 荐圣淇5.基于SWMM的核电站厂区雨水排放系统计算研究 [J], 张正楼;张献娟;汤建明因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于SWMM模型的道路积水分析随着城市化进程的加快，城市道路积水问题越来越突出。

道路积水不仅影响了交通的顺畅，还会对城市的排水系统和环境造成严重影响。

了解道路积水的形成机理并采取相应的措施是非常重要的。

基于SWMM（Storm Water Management Model，暴雨水管理模型）模型的道路积水分析就是帮助我们更好地理解道路积水问题，并为道路排水系统的设计和规划提供科学依据的一种方法。

SWMM是一种广泛应用于城市排水系统规划和设计的模型，它可以模拟城市的雨水径流过程、地表积水情况以及排水系统的性能。

通过SWMM模拟，我们可以对道路积水问题进行定量分析，找出影响道路积水的主要因素，并提出相应的改善措施。

我们需要收集道路积水现场数据，包括道路坡度、路面材料、雨水排放口的位置和数量等信息。

然后，根据收集到的数据建立SWMM模型，模拟不同降雨条件下道路积水的情况。

通过模拟，我们可以得出道路积水的深度、持续时间、影响范围等关键参数，从而分析道路积水的形成机理和影响因素。

在道路积水分析中，道路坡度是一个非常重要的因素。

道路坡度越大，水流的速度就越快，容易形成积水。

在设计和规划道路时，需要合理设计道路坡度，确保雨水能够顺利排水。

路面材料的选择也会对道路积水产生影响。

某些类型的路面材料具有较好的透水性能，可以有效减少积水的产生。

在道路建设和维护中，需要根据具体情况选择合适的路面材料，减少道路积水问题的发生。

雨水排放口的位置和数量也会对道路积水产生影响。

如果排放口设置不合理或数量不足，容易造成积水难以排除，导致道路积水严重。

在设计排水系统时，需要根据道路的坡度和长度合理设置雨水排放口，确保雨水能够顺利排出，减少道路积水的发生。

在SWMM模型的帮助下，我们可以对道路积水问题进行科学分析，并提出相应的改善措施。

通过模拟不同情况下的道路积水情况，我们可以找出道路积水的主要影响因素，并针对性地制定解决方案。

比如针对道路坡度大导致的积水问题，可以考虑在道路设计中采用适当的陡坡设计和横向排水系统，以提高排水效率；针对路面材料不透水导致的积水问题，可以考虑更换透水性能更好的路面材料；针对雨水排放口设置不合理的问题，可以考虑优化排放口的位置和数量，以提高排水系统的排水效率。

基于SWMM模型的城市洪涝过程模拟及风险评估朱呈浩;夏军强;陈倩;侯精明【期刊名称】《灾害学》【年(卷),期】2018(033)002【摘要】Owing to the impacts of urbanization and climate change,urban floods become more and more serious,which is one of the urgent problems to be solved.Therefore,it is necessary to conduct flood inundation modeling and risk assessment in urban area.A coupled model on basis of SWMM has been proposed for predicting urban flooding in Fengxi New town,Xian.This model was used to simulate the process of urban flood routing and assess the corresponding flood risk under various rainstorm scenarios of different return periods with the duration of 2 hours and the rain peek coefficient of 0.4,which were designed by the rainstorm intensity formula and the Chicago rainfall hydrograph.These results show:the designed drainage network in the study area can withstand the rainstorm with a 3-year return occurrence,but for the rainstorm whose return period is higher than this frequency,different degrees of waterlogging would occur;the node with the most serious overflowing would have the maximum ponding depth of 0.20 m for the rainstorm with the frequency of T =10a,and it would cause a little influence on the city management.This node would have the maximum ponding depth of 0.56 m for the rainstorm with the frequency of T =20a,which would lead tosevere urban flood disaster.According to the ponding water depth obtained from the simulation results,the evacuation information needs to be issued timely in the case of the rainstorm with the frequency of T=20a,and the ponding water can lead to instability of pedestrians and vehicles around the overflowing node with a 10 m radius during the rain period from 75 to 105 min.%以SWMM模型作为研究基础,建立了西安市沣西新城区洪涝过程模型,对由暴雨强度公式和芝加哥降雨过程线合成的不同重现期、历时120 min、雨峰系数为0.4的降雨情景开展洪涝过程及其风险评估研究.计算结果表明:该区域设计的排水管网可抵御3年一遇暴雨,但高于此重现期的暴雨会出现不同程度的内涝;溢流最严重的节点在重现期为T=10年暴雨中最大积水深约0.20 m,对城市影响程度不大,但在T=20年暴雨中最大积水深可达0.56 m,可引起严重灾情.根据积水深度模拟结果,可初步判断出在T=20年暴雨过程的特定时段(75～105 min)内,积水会导致以溢流节点为中心10 m范围内的行人和车辆失稳.【总页数】7页(P224-230)【作者】朱呈浩;夏军强;陈倩;侯精明【作者单位】武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北武汉430072;武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北武汉430072;武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北武汉430072;西安理工大学水利水电学院,陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】TV122;X43【相关文献】1.基于改进ANP法的城市洪涝灾害风险评估探析 [J], 郎禹2.基于SWMM模型的海绵城市小区建设雨洪过程模拟——以咸阳市某小区为例[J], 席璐;石丽忠;周庆芳3.基于SWMM模型的城市小区暴雨径流过程模拟 [J], 李保敏;李杰;4.基于SWMM模型的城市小区暴雨径流过程模拟 [J],5.基于SWMM模型的贵安新区暴雨径流过程模拟 [J], 胡彩虹; 李东; 李析男; 荐圣淇因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。