如何利用模型来解决排水系统新建及改造过程中面临的典型问题【SWMM排水管网水力、水质建模】
随着计算机的广泛应用和各类模型软件的发展将排水系统模型作为城市洪灾评价与防治的技术手段已经成为防洪防灾的重要技术途径。美国环保局的雨水管理模型SWMM是当今世界最为著名的排水系统模型。SWMM能模拟降雨和污染物质经过地面、排水管网、蓄水和处理设施最终到达受纳水体的整个运动、变化的复杂过程可作单一事件或长期连续时期的模拟。该模型软件小巧快捷且源代码公开非常适合于科研、设计咨询单位的使用。不仅有SWMM建模的基本方法而且将SWMM的功能与城市暴雨管理及水环境保护的典型应用以案例的形式组织起来按照专题的形式结合实际操作进行对于SWMM软件存在的与主流商业软件数据格式不兼容造成建模效率较低等问题。本次还将聚焦于SWMM的快速建模方法、SWMM与其他软件之间的数据转换等几个方面的知识。在过程中会以案例的形式演示SWMM与其他软件如AutoCAD、ArcGIS、MS Office进行数据交换与协作的方法以便在今后的工作中更加高效的进行多种软件之间的协同工作以提高建模效率。另外还会对SWMM二次开发的内容进行讲解对SWMM二次开发的概念及实际操作方法有一个比较深入的认识。专题一SWMM软件简介及水力建模基础对SWMM软件的构成、界面进行详细的介绍介绍SWMM进行水力建模的基本步骤1.1、软件模块结构1.2、建模基础数据的分类及获取方法概述1.3、软件基本功能介绍1.4、SWMM相较于其他商业软件的优缺点专题二、管网水质建模基础结合具体案例对排水管网水力模型建立过程中的数据需求、数据整理、数据录入进行详细讲解2.1、数据需求分析各种SWMM对象的数据需求以及含义2.2、基础数据整理2.3、基础数据的输入各种SWMM对象的属性意义的讲解以及输入方法2.4、水力模拟数据的整理及输入对SWMM模拟选项的含义及设置方法进行详细的讲解排水管网水质模型建立过程中的数据需求、数据整理、数据录入方法排水管网水质模型计算结果的内容及获取方法并结合具体案例对数据结果的获取及展示方法进行演示2.5、水质模型数据需求分析对于水质模拟的数据需求、与水力数据之间的关系进行讲解2.6、水质模型数据的输入水质模拟所需数据的含义及输入方法的详细讲解。2.7、水质模拟方法实际操作及结果分析专题三、SWMM高级应用1-河道处理与控制功能介绍SWMM高级功能的使用方法3.1、利用SWMM实现河道的模拟3.2、利用SWMM控制语句实现SWMM对在线控制功能的模拟通过控制功能可以在模拟进行过程中通过条件判断对水泵、管道、孔口、堰以及放空管进行控制专题四、SWMM高级应用2-低影响开发结合低影响开发技术对SWMM相关功能进行详细讲解结合具体案例演示微观小海绵案例的建模及结果分析4.1、低影响开发技术概述4.2、SWMM模型对低影响开发技术的体现讲解SWMM低影响开发模块的基本原理及实现形式4.3、低影响开发功能的数据需求4.4、低影响开发的模拟方法及结果分析4.5、低影响开发措施的效果评估利用快速建模方法实现小海绵结构的SWMM建模并实现径流总量控制率及面源污染削减率的计算专题五、SWMM高级应用3-超长历时模拟分析与报告内容分析学习如何将暴雨强度公式转化为降雨过程线的方法以及如何制作超长降雨历时的降雨文件5.1、 短历时降雨过程线的获得5.2、 超长降雨历时的降雨文件的制作专题六、AutoCAD及GIS用于SWMM建模学习如何利用AutoCAD数据格式保存建模所需信息将AutoCAD文件进行整理形成SWMM建模可用的管网图形学习AutoCAD与ArcGIS数据之间的转换方法及数据补充方法6.1、AutoCAD数据准备6.2、利用AutoCAD文件保存建模所需属性信息6.3、AutoCAD数据转换为ArcGIS数据学习如何利用ArcGIS数据进行子流域的划分、节点地面标高的读取6.5、节点的自动生成6.6、划分子流域的泰森多边形方法专题七、SWMM建模基础参数取值问题针对SWMM模型中部分参数的取值方法问题进行讲解学习利用ArcGIS空间分析工具进行模型参数的计算7.1、汇水子面积相关参数取值方法径流系数:利用ArcGIS的空间分析工具进行汇水子面积径流系数的自动求解平均坡度利用ArcGIS的空间分析工具进行汇水子面积平均坡度的自动求详细讲解汇水子面积的特征宽度、初损雨量、粗糙系数、下渗参数等的取值方法。7.2、水质模拟相关参数取值问题污染物累计函数的参数取值污染物冲刷函数的参数取值专题八、SWMM快速建模方法了解SWMM模型文件的数据结构通过数据转换与编辑形成SWMM所需的模型文件格式达到快速建模的目的8.1、模型文件数据结构说明针对SWMM模型inp文件结构进行详细讲解8.2、模型所需数据的整理及格式转换8.3、模型文件数据内容的获得与编辑8.4、特殊数据的编辑与补充8.5、结合具体案例进行SWMM快速建模方法实践通过掌握inp文件的格式可以通过编辑文本的方式组织模型数据从而达到快速建模的目的。专题九、SWMM进行精细化海绵城市建模及专题图的制作9.1、精细化海绵城市建模案例9.2、利用GIS及SWMM模拟结果进行专题图制作专题十、SWMM二次开发介绍SWMM二次开发技术的概念具体操作方法10.1、二次开发概述10.2、调用SWMM计算模块的步骤10.3、使用SWMM结果文件的步骤10.4、SWMM计算模块的改进及编译利用SWMM二次开发技术实现水力结果的提取