基于GIS和SWMM的精细化水文表征方法

SWMM是模拟城市降雨径流响应的动态模型,其汇水区的空间元素细分方式和水文表征直接影响模拟结果。为此,提出了基于GIS对汇水区的土地利用进行精细化分类的方法,并将下垫面信息通过物理水文定义,反馈、模拟到SWMM的汇水区水文表征和低影响开发（LID）模块描述中,直接影响水文汇流过程。与常规水文构建方法相比,精细化模型中增加的缓冲渗透区可以接收来自间接不透水区的径流,更符合实际径流走向,提高了模型精度。在相同降雨重现期下,精细化模型模拟得到的径流总量、径流峰值和溢流总量均比常规模型要小。同时,该方法可以更合理地模拟LID措施的水文作用,可为LID措施提供因地制宜的布设空间和比例。     

基于SWMM模型的西北坡地校园海绵化改造方案研究

受全球气候变暖的影响,我国西北干旱半干旱地区夏季暴雨发生的频率和强度逐年提高。选取该地区排水系统完善但具有洪涝风险的坡地校园,应用暴雨洪水管理模型（Storm Water Management Model,SWMM）分析暴雨情景下校园淹没情况,并据此制定海绵化改造方案。研究发现,暴雨情景下学校地表径流主要分布在3条南北干道上。根据模型分析结果可知,设计长历时降雨情景下,超载管段数量为52个;设计短历时降雨情景下,超载管段数量最多为194个,潜在洪涝风险很大。秉持“源头控制、客水引流、中途滞蓄、末端排放”的基本思路制定海绵化改造方案,包括设计屋顶花园21处、雨水花园19处、植草沟14处、透水铺装34处和下沉式绿地38处。海绵化改造方案在长历时降雨情景下能够达到83.02%的年径流总量控制率,预期降低洪涝危害显著。研究结果可为西北坡地校园海绵化改造实践与雨水生态景观构建提供参考。     

基于SWMM的大型双曲屋面雨水径流模拟

以国家速滑馆为例,提出了一种基于暴雨洪水管理模型（SWMM）构建大型双曲屋面雨水径流模型的方法。对研究区域屋面虹吸雨水排水系统在设计暴雨重现期（P）为10、50、100 a情景下的运行状态进行了模拟分析,并结合现场实测数据对模型的可行性进行验证。模拟结果显示,在各重现期下虹吸系统的启动比例均达到了预期,屋面局部积水点比例较小且积水深度处于可控范围内,不会对屋面整体安全性构成威胁,并可根据模拟结果设置挡水板、天沟溢流口等技术措施,对屋面进行雨水系统设计。     

基于SWMM模型分析的城市积水区改造

以镇江市京口路、学府路积水区为例,通过现场踏勘,搜集、实测现状管网资料,利用镇江市新修订的暴雨强度公式对现状管网进行校核。以SWMM模型为模拟平台,结合不同重现期降雨过程对研究区域排水系统进行模拟,分析现状及改造方案在不同暴雨重现期下,排水管网的承载能力、积水点位置、积水深度和积水时间。该积水区排水系统经改造后,能够改善区域积水状况,并能够有效应对高强超频暴雨。     

低影响开发设施组合的水文模拟及不确定性分析

在海绵城市建设中,通过多种低影响开发(LID)设施的组合应用可实现对城市雨水径流的调控。针对LID设施组合的水文模拟存在高维参数估值不确定性分析的难题,以深圳环保产业园LID示范区为例,构建LID组合设施的暴雨洪水管理模型(SWMM),结合Morris筛选法与DREAM算法,对不同降雨条件下模型中不同设施、不同类型参数的灵敏度和不确定性进行分析。结果表明,位于下游的设施参数灵敏度普遍高于上游设施,排水及导水相关参数灵敏度相对较高;下游设施的排水参数后验分布峰值明显,参数不确定性小;中等强度降雨事件模拟结果的不确定性比高强度降雨事件要小。     

基于贝叶斯模型平均法的分布式水文模型集合模拟

基于分布式水文模型的研究现状,分析了分布式水文模型不确定性的影响,以暴雨洪水管理模型（SWMM）为例,介绍了过程集合运用于分布式水文模型以提高模型模拟可靠度的方法,并利用这一方法模拟深圳市龙岗区的两场降雨过程。结果表明,采用纳什效率系数（NS）衡量模型的模拟结果准确度时,选择不同的产流模型会有较大差异,在2018年8月11日场次降雨中,采用Horton模型、Green-Ampt模型、基于贝叶斯模型平均法的集合模拟时NS值分别为0.849、0.834、0.855;在2018年8月15日场次降雨中,采用上述3种模拟方法时NS值分别为0.875、0.879、0.891。集合模拟结果明显优于单一模型,集合模拟结果与实测值的“契合程度”较单一模型有明显提升。     

基于机器学习理论的SWMM参数自动率定方法

SWMM作为一种模拟降雨情况的软件,由于其模型参数在经验范围内选取的不确定性,随着模型不断地向前运行演绎,误差会持续累积,最终影响模型的模拟结果,而传统的参数率定方法则具有效率低、准确度差等缺点。为此,利用MATLAB软件调用SWMM的水力演算程序来完成两者的数据交互与集成,结合多元逐步回归法筛选出敏感性高的参数作为率定对象,进而通过数值实验的方式以敏感性分析结果为依据使用Bayes-MH机器学习算法实现SWMM参数的自动率定。对于不同的实测降雨场景,自动率定的结果均能够顺利输出,参数匹配度达95%以上,表明了该方法具备优秀的稳定性、自适应性与全范围寻参能力。     

基于SWMM的低影响开发城市道路雨洪控制模拟研究——以萍乡市武功山大道为例

低影响开发设施作为能够有效消减、利用和延缓城市道路雨水径流以及控制径流污染的分散性单元,正逐渐应用于道路排水系统建设中。该文以海绵城市试点——江西省萍乡市武功山大道为研究对象,运用雨洪管理模型(SWMM)模拟不同重现期(一年一遇、三年一遇、五年一遇以及十年一遇)3小时降雨下生物滞留设施、透水铺装等单一低影响开发设施以及低影响开发组合模式对于道路雨水径流削减效果。结果表明,采用LID雨水系统的城市道路在不同重现期下对径流总量的削减率为34.5%、28.2%、26.1%、24.3%,径流峰值削减率分别为37.4%、27.3%、23.5%、19.5%。同时,对于单项LID设施而言,生物滞留设施在径流总量以及峰值削减上均优于渗透铺装,具有良好的雨洪调控效果。     

珠海市城中村合流制排水系统的溢流污染控制策略

近年来,珠海市的黑臭水体治理取得了一定成效,然而城中村合流制溢流污染问题成为城市水环境进一步改善的难点,迫切需要对其控制策略进行深入研究。为此,采用管道实时水质水量监测和暴雨洪水管理模型（SWMM）模拟相结合的方法,提出了通过理论截流倍数判别,低影响开发（LID）源头管控与截流-调蓄相结合的城中村合流制溢流污染控制策略,并精准确定相关设计参数,旨在为珠海市城中村合流制排水系统的改造和优化运行,以及黑臭水体治理提供理论支撑。     

利用暴雨管理模型（SWMM）对低影响开发措施效果的模拟研究

为考察低影响开发措施刘城市雨洪的控制效果,利用暴雨管理模型（SWMM）,对某区域内规划建设绿色屋顶、渗透铺装、雨水收集系统以及低势绿地等低影响开发措施后在不同重现期的降雨强度下出水口流量变化以及规划区域内产汇流情况的模拟研究。通过模拟显示,在一定重现期降雨强度下低影响开发措施可以削减区域内产流的峰流量、推迟区域内径流峰流量的出现肘间,并且采取低影响开发措施后,地表对降雨径流的滞蓄量和渗透量增加,减小了地表径流总量,从而间接增加了雨水资源滞留、消纳和利用量。通过SWMM模型可以对低影响开发措施在不同重现期降雨强度下地表径流的滞留消纳量以及雨水资源的利用量进行评价,进而为低影响开发措施的规划设计提供必要的技术支撑。     

蒸汽管道流动的瞬变特性研究

推导出用于蒸汽管道水力计算的瞬变流方程,该方程包括蒸汽的状态参数、连续性参数以及运动参数.提出了求解瞬变流方程的边界条件.     

埋地聚乙烯（PE）排水管道的性能与应用技术

聚乙烯(PE)排水管是一种新型化学管材,具有重量轻、耐腐蚀、密封性能好、使用寿命长、运输安装方便及施工速度快等特点.用作埋地排水管道时,具有良好的使用性能.本文主要介绍埋地聚乙烯(PE)排水管道的性能与设计、施工等方面的问题.     

基于SWMM的雨水管道优化设计

采用SWMM模型,对比分析了平坦区域垂直和水平两种管道布置形式在实际暴雨条件下随着重现期提高节点渍水情况及管道过流能力的变化,结果表明:在平坦区域垂直式管道布置方式随着重现期的提高在暴雨条件下可以有效减少检查井渍水的数目,相比水平式布置方式更有优势,为城市雨水管道优化设计提供技术支持。     

某电厂循环水事故停泵关阀瞬变流的仿真研究

针对某火力发电厂循环水供水系统的特点,应用一维流体分析软件Flowmaster7对电厂循环水系统进行仿真建模,介绍了电厂主要的循环水构筑物的模型简化及建立依据。对各种事故停泵工况下不同关阀规律对应的瞬变流过程进行了仿真研究,得出了该工况较理想的关阀操作规律。结果表明,关阀瞬变流最大升压出现在2泵同时事故停泵时的工况,且合理的关阀对升压减小、保证凝汽器流量及压力变化合理有着重要的作用。     

基于SWMM的老城区河道面源污染控制研究

以无锡环城古运河及其周边区域为研究对象,基于SWMM研究不同重现期设计暴雨情境下,距离河道不同距离(100～300m)缓冲区布设LID措施后的面源污染控制效果.结果 表明,LID措施对污染物具有较好的去除效果,可以有效降低入河面源污染,改善河流水质.     

基于SWMM模型的海绵城市道路规划设计仿真研究

随着城市不透水面积的增加,城市内涝频发。而城市不透水面积中道路所占比例较大,所以进行海绵城市道路规划设计意义重大。以邯郸市丛台路(毛遂大街一和谐大街路段)为例,采用SWMM模型对场地开发前、传统开发和LID3种情景进行模拟分析,模拟结果表明LID对于场地内雨水径流峰值和地表径流总量控制均有明显作用。该模拟结果可为海绵城市道路设计方案比选和优化提供技术支持。     

基于老旧小区面源污染物研究的SWMM模型污染物模块参数选择

研究基于上海市某老旧小区雨污分流改造工程的SWMM模型,通过对小区内部各类型下垫面径流雨水的取样和检测,与模型模拟结果进行对比,修正污染物累积和冲刷模型函数的关键参数,使得模拟结果与检测结果的平均偏差率低于20%。试验表明,不同下垫面类型对于污染物累积函数（POW）参数的取值影响较大。污染物冲刷函数（EXP）主要受到降雨强度、前期污染物累积量这2个因素的影响,与下垫面类型的相关性不大。     

基于SWMM的昆明市船房片区合流制排水系统模拟

为了预防昆明市城市道路积水等情况,采用城市暴雨洪水管理模型(SWMM)建立了昆明市主城区船房河流域合流制排水管网模型。在对污水排放流量及方式进行监测的基础上,引入居民区、商场、学校和宾馆四种不同用水类型,通过对昆明市两场典型降雨进行模拟,分析其在污水入流、雨水入流、时间峰值三者叠加共同作用下对合流制排水管网的影响。结果表明,两个出水口的流量模拟结果与监测数据的吻合性均较好,Nash-Sutcliffe效率系数为0.71～0.82,模型能模拟合流制排水管网的运行状态,分析系统的瓶颈节点和限制性管道,为制定排水管网系统的改造策略提供了科学参考。     

基于SWMM的海绵服务区低影响开发研究

基于毕庄服务区南区海绵化改造工程的施工图设计,在年径流总量控制率为60%的预定目标下,运用暴雨洪水管理模型(SWMM)的方法构建模型,引入子汇水区模型参数,分析了海绵化改造的预期效果,并针对方案提出了调整优化意见。该研究为缓解服务区内涝,保障服务区正常运营和优化提供了理论基础和数据支持。     

基于SWMM的工业园区初期雨水截流调蓄池设计功效研究

随着工业园区数量的增加,园区内各类污染负荷汇集到径流雨水中,对周边水体造成严重污染,需采取措施进行治理。以湖北省荆州市某工业园区为研究对象,建立SWMM模型,围绕研究区域概化、模型参数确定和率定等方面验证模型的可靠性。根据园区地理位置建立初期雨水截流调蓄池概化模型,选用智能一体化截流提升井收集初期雨水;采用湖北省沙市暴雨强度公式和芝加哥雨型,合成不同重现期下的设计降雨过程线,并计算不同重现期下的初期雨水截流调蓄池容积。研究结果表明,各重现期下初期雨水截流效率均达到了40%以上,说明初期雨水截流调蓄池功效良好。