SWMM中典型水质参数值确定方法的研究

以上海某屋面为例,通过比较试验方法和SWMM模拟方法两种方式所得降雨量与单场降雨径流SS负荷的关系,得到SWMM模型模拟中典型水质参数值(污染物最大累积量C1、累积速率常数C2、冲刷系数S1及冲刷指数S2)。通过该方法可确定针对于其他城市的SWMM模拟所需水质参数,从而为SWMM水质模拟过程提供依据。     

SWMM原理解析与应用展望

暴雨径流管理模型(SWMM)已成为目前在城市排水管网设计、城市雨洪模拟、城市水污染模拟及城市低影响开发(low impact development,LID)模拟等方面研究与应用中使用最为广泛的一款模型。剖析SWMM的基本原理,分析其研究现状,展望其发展前景,深入分析SWMM的产流、汇流、管网水动力学模拟、水质模拟等模型机理。基于文献调研和系统分析指出,SWMM的优点是具有较完备的管网水流、LID和水质模拟功能,软件界面友好易于操作,模型开源易于实现二次开发;缺点是未实现立体化水流模拟,未实现与GIS紧密耦合,地表产流模拟过于简化,无法模拟地表二维淹没和城市社会水循环;未来应针对其不足改进和完善相关模块,拓展其应用领域。研究成果有助于不同学科与行业的研究者更加全面地认识和理解SWMM,为SWMM的研究及在海绵城市建设中的运用提供了科学参考。     

SWMM模型河道及明满流模拟能力分析研究

SWMM模型是当前国内外使用最为广泛的城市雨洪模型,对其模拟能力进行研究具有重要意义。在简要介绍SWMM模型的基础上,对模型处理城区河道和管道明满流等方面的能力进行了研究和分析。通过将SWMM模型模拟城区河道的结果与通用一维河网模型进行对比,对SWMM模型在处理和概化城区河道时存在的问题进行了分析,并论证了采用SWMM模型处理城区河道的可行性。采用具有复杂流态的经典环状排水管网算例对SWMM模型处理明满流的能力以及管道概化策略进行了研究和分析。研究结果表明:SWMM模型在保证合适的断面间距的情况下完全能够应用于城区河道水流计算,模拟结果与一般河网模型差别较小,同时SWMM模型具备模拟一维明满流的能力,在管道较长时,适当增加中间节点,可以在一度程度上改善模拟效果。     

雨洪管理模型SWMM原理解析及应用进展

SWMM模型近年来已在低影响开发(LID)的雨水控制效果和水质调控模拟、城市暴雨洪水模拟中的参数敏感性分析与识别、城市雨水径流非点源污染特性分析及负荷估算等方面获得成功应用。以SWMM模型原理为出发点,分析总结国内外的应用进展,探讨了SWMM在中国应用中存在的问题和发展前景,以期为解决现阶段实际应用问题提供决策支持。     

基于TELEMAC-2D和SWMM模型的城市内涝数值模拟

以广州长湴地区为例,基于SWMM和TELEMAC-2D模型构建一种新的耦合模型TSWM,通过历史暴雨事件验证、模型对比等方式评估了TSWM模型的适用性和可靠性,并对不同重现期暴雨开展了数值模拟.结果表明:TSWM模型能较准确地模拟研究区的内涝情况,可实现城市内涝精细化模拟;与基于SWMM和LISFLOOD-FP、WCA...     

河道海绵建设中SWMM-MIKE 11耦合模型的构建及应用思路

为解决我国城市化进程中的水安全和水环境问题,结合海绵城市建设理念和河道综合整治目标,分析暴雨洪水管理模型(storm water management model,SWMM)和MIKE 11模型的适用范围、具备优势和存在不足。结果表明,SWMM广泛应用于径流总量控制和面源污染削减的模拟,但是无法模拟河道中污染物的对流扩散和生化过程;MIKE 11河网模型广泛应用于城市河道水量和水质模拟,可预测特定条件下的河道水环境变化情况,但是无法反映陆域面源污染对河道水质的冲击影响。构建SWMM-MIKE 11耦合模型,利用SWMM进行海绵设施和雨水管网模拟,将SWMM中管网排口径流作为边界条件导入到MIKE 11模型中,可以实现二者优势互补。     

基于SWMM和InfoWorks ICM的城市街区洪涝模拟与分析

针对我国城市日益突出的洪涝问题,以福州市主城区某街区为例,基于SWMM与InfoWorks ICM构建了城市街区尺度洪涝模拟模型,基于差分进化算法率定SWMM关键参数,并在不同的降雨情景下,模拟了城市街区地表内涝淹没与危险性分布,并对比评估了模拟结果的可靠性。结果表明：基于差分进化算法率定得到的SWMM参数具有较好的效果,两次洪峰的模拟水位和实测水位误差均在1%以内;10 a、20 a、50 a和100 a 4种重现期降雨驱动下,研究区淹没面积分别为3.14 hm²、3.37 hm²、3.61 hm²和3.72 hm²,重现期从10 a到100 a,总淹没面积占比由27.40%上升到32.46%;基于SWMM与ICM耦合的模拟方式在研究区具有较好的适用性。     

广州天河智慧城SWMM参数敏感性分析

为研究城市雨水模拟中参数对SWMM模拟结果的影响,构建了广州天河智慧城SWMM水文模型,开展降雨径流水量水质同步监测,对模型参数进行率定与验证,并使用Morris方法分析水文水力参数和水质参数的敏感性。结果表明:水文水力参数中最大下渗速率对总径流量敏感性最高,地表曼宁系数对峰值流量敏感性最高,下渗参数为影响水文水力模拟结果的主要参数;水质参数中冲刷指数对污染物模拟结果敏感性最高,前期干旱天数对污染物模拟结果敏感性比总径流量模拟的敏感性高。     

平原地区SWMM模型空间尺度确定原则研究——以郑州市为例

城市化进程的加快导致城市内涝问题日渐严重,研究城市防洪排涝问题时,SWMM模型的应用越来越多。在SWMM模型的构建中,确定模型的空间尺度是一个重要环节,目前对于SWMM模型子汇水区的划分还没有明确。以郑州市为例,基于SWMM模型,构建了0.09、0.16、0.25、0.36、0.64、1.00 km~2 6种空间尺度的暴雨洪水模型,以不同重现期暴雨及实测暴雨为降水输入对洪水和积水点情况进行了模拟分析,确定了当子汇水区平均面积是0.25 km~2即子汇水区数量为2 200个时的划分方式最符合郑州市实际情况。并以此为例进一步探讨SWMM模型应用于平原地区的空间尺度确定原则,给平原地区的城市暴雨洪水研究以强力的支撑。     

SWMM模型在海绵城市规划中的应用

海绵城市的规划与设计建立在对城市水文循环充分认识与预测的基础上,因此对城市水文循环的数学模型及软件模拟是其研究的两个重要方面。由美国环保局开发的暴雨径流管理模型SWMM(Storm Water Management Model)是现阶段精度较高、应用最广的城市水循环模拟软件之一。阐述了海绵城市中的水循环原理和SWMM模型的概念,并将城市雨洪模拟与海绵城市理念相结合,讨论了SWMM在海绵城市前期评估,中期设计及后期评价过程中的应用。文中介绍的方法可为海绵城市规划和建设提供相应的科学依据。     

SWMM模型在洪水影响评价中的应用与分析

北京市试行建设项目“水影响评价”制度,其中“洪水影响评价”范围和内容改变较大．传统水文模型、经验公式存在诸多不适用性,探讨了城市雨洪管理模型在洪水影响评价中的应用。基于SWMM模型,模拟北京市某小流域在不同频率设计暴雨下的洪水过程．并采用纳西经验公式计算结果进行对比,验证了SWMM模型在该区域具有较好的适用性。在此基础上．探讨SWMM模型在洪水影响评价中的应用。研究结果表明,SWMM模型可以很好地反映出城市地区的产汇流特征．可以更突出地反映建设项目雨水排除、内涝等方面的特性与问题,为建设项目洪水影响评价提供可靠的技术依据。     

杨梅河流域“海绵型”综合管廊水文效应模拟EI北大核心CSCD

以广州市国家综合管廊试点区域——杨梅河流域为研究对象,利用SWMM和SUSTAIN模型对传统开发情景、传统综合管廊情景、低影响开发情景、低影响开发和综合管廊联合作用的“海绵型”综合管廊情景下的水文效应进行对比评估,结果表明:实测降雨条件下,SWMM模型的模拟结果与流域内涝实际情况相符,证明该模型适用于杨梅河流域水文效应研究;结合SWMM和SUSTAIN模型的优势,将SUSTAIN模型中的低影响开发优化布局方案输入至SWMM模型进行水文模拟,使得低影响开发布局更科学合理;“海绵型”综合管廊情景下,溢流量削减效果最佳,50 a重现期设计降雨条件下溢流总量削减率超过60%,与“快排”模式下的传统综合管廊情景相比,“海绵型”综合管廊使杨梅河出水口峰值流量明显降低,峰现时间也相应延迟。     

SWMM模型模拟雨洪原理剖析及应用建议

通过对SWMM模型结构和参数的剖析,证明其对城市雨洪形成过程的描述是符合迄今为止人们对城市产汇流规律的认知的。采用的产流分析方法以水文学为基础,汇流分析方法以水力学为基础,其物理概念清晰。包含的参数大多具有几何意义或物理意义,但有些参数之间存在互补性或相依性,这就要求在率定这些参数时应设法减少"异参同效"的影响。汇水区出口的雨洪过程的复合采用同时刻叠加的方法,表明来自不同部分洪水的相互干扰是被忽略的。     

基于 Morris的SWMM模型参数敏感性分析

随着城市化的不断推进,城市洪水、内涝问题日益严重。国内外广泛使用的SWMM模型在防洪排涝的实践中发挥着重要作用,模型参数的确定是其应用可靠的关键性问题。本文利用Morris筛选法,以龙岩市中心城区为例,研究SWMM模型的不同水文水力参数对区域洪峰流量和径流系数的影响程度。研究结果表明,对径流系数影响最大的参数是不渗透性、最小渗入速率和漫流宽度,对洪峰流量影响最大的参数是不渗透性、漫流宽度和渗透性粗糙系数。文中结果有利于提高模型参数选取的效率,也能提高模拟结果的准确度,为今后SWMM模型的应用研究提供参考。     

管道-裂隙岩溶含水介质非均质性的水文效应

非均质性是含水介质的固有特性之一,对自然界的水文循环,地球浅层地质演变具有积极的贡献,因此是评价复杂地下水系统时所面临困难的最根本原因。通过SWMM模型对水文过程进行了室内模拟试验,研究了管道-裂隙岩溶含水介质非均质性对系统水文过程的影响。结果表明,管道尺寸、含水介质空隙度和地下水与地表水水量交换系数对系统出口处的水位和流量过程的影响均较小,但管道尺寸对地下水的最高水位有一定的控制作用;含水介质空隙度对地下水水位的增长和消落过程有一定影响;地下水与地表水水量交换系数则是对地下水水位的变化率和其能达到的最大值有着重要的影响。模拟结果证实,利用SWMM模型模拟管道-裂隙含水系统的水文过程是有效的。     

基于偏相关法的SWMM模型参数全局敏感性分析

基于拉丁超立方采样和偏相关分析方法,对暴雨管理模型(SWMM)中的水文水力参数进行了全局敏感性分析。以某小区为例,构建SWMM模型进行径流模拟,研究参数变化对模型输出结果的影响。结果表明:在设计降雨情景下,对峰值流量最敏感的参数是不透水区曼宁系数和子汇水区宽度比例因子;对峰值时间敏感的参数是不透水区曼宁系数、子汇水区宽度比例因子和子汇水区坡度比例因子,其他参数敏感性较小;对总产流最敏感的参数是子汇水区面积比例因子。通过分析,量化评估了各个参数的敏感性,可为精确构建模型提供指导。