SWMM模型精度在城市雨洪模拟中的影响分析

针对区域总体排水规划、径流污染模拟时遇到的建模精度问题,基于暴雨管理模型SWMM,构建H市某小区降雨径流模拟系统,根据不同子汇水区面积划分精度,研究了高、中、低三种精度模型对城市雨洪模拟的影响。结果表明,在单一降雨条件下,水量的模拟结果受模型精度影响较大,而在长序列降雨条件下影响较小;在单一降雨条件及长序列降雨条件下,水质的模拟结果均受模型精度影响很大。     

基于SWMM模型的兰州交通大学校园区城市雨洪模拟及LID效果评价

为解决城市内涝问题,从海绵城市视角出发,利用美国暴雨管理模型(SWMM)建立兰州交通大学校园雨洪径流模型,针对研究区水资源短缺和城市内涝的矛盾,选择适合研究区的LID措施,模拟研究区在不同LID措施下不同重现期时的雨洪调控效果。结果表明,LID措施组合布置时对研究区径流的消减作用最好,其中径流总量消减率和径流峰值消减率最高可达58.9%、57.0%;峰现时间最大可推迟12min。在小重现期降雨下,LID措施的雨洪调控效果更佳。     

"基于城市雨洪模型的内涝交通影响研究

随着城市化进程的加快以及极端天气的频繁出现,城市内涝问题日益突出。交通损失为超标暴雨积水造成的主要损失之一。从暴雨内涝积水原理及交通通行规律的研究入手,综合运用气象水文、交通、气象、遥感、地理、灾害等学科的理论,以北京典型桥区为研究对象,基于高分辨率的DEM地形资料和降水、土地利用数据,构建典型桥区的一维雨洪模型,采用函数拟合的溢流量—积水深度曲线法模拟道路实际积水过程;耦合桥区一维雨洪模型与交通仿真模型,定量研究了内涝积水对交通系统运行状态的影响度。结果表明,暴雨积水导致的车辆减速、绕行会大大降低交通系统的运行效率。研究成果可为暴雨条件下的交通影响分析提供参考。     

基于SWMM模型的绿色屋顶雨洪控制与效益分析

水环境安全一直是困扰我国社会经济健康发展的重要问题，低影响开发技术在应对水环境安全问题方面具有良好的韧性。以沧州中欧绿色产业园为研究区域，建立该区域的暴雨雨洪模型和雨水资源利用效益化模型。研究发现，绿色屋顶对地面径流具有明显的控制作用，径流总量的削减率和控制率分别为56.31%、68.32%,峰值流量削减率为48.58%,对TP、TN、SS、COD四种污染物的控制率分别为72.92%、74.82%、74.44%、73.89%;随着降雨强度的提高，径流控制率、污染物浓度控制率降低，分别呈现显著的四次、五次幂函数负相关关系；经测算，绿色屋顶能够产生较好的经济效益和环境效益。     

基于GIS和SWMM的城市暴雨内涝淹没模拟分析

针对暴雨导致的城市内涝淹水问题,利用地理信息系统(GIS)技术,构建了淹没分析模块,结合SWMM模型,实现了对城市暴雨内涝淹没范围和淹水深度的模拟分析。并以华南沿海某城市区域为例,进行了设计和典型暴雨条件下的模型计算。结果表明,基于GIS的淹没分析模块设计合理,计算结果较理想、可靠,能直观表现受涝区淹没范围和淹水深度,在城市排水管网规划、雨洪管理和灾后损失评估等方面具有一定的应用价值。     

基于SWMM模型的低影响开发模式雨洪控制利用效果模拟与评估

以江苏省淮安市郦城国际小区为例,介绍了SWMM模型中的低影响开发（LID）模块,运用SWMM模型模拟了该区域现状用地场景及下凹式绿地、渗透路面、植被浅沟单独布设和3种LID措施组合布设场景在不同设计降雨重现期下的管道出口断面径流过程,评估了不同LID措施的雨洪控制利用效果。结果表明,各LID措施均具有减小径流系数、削减洪峰流量、推迟峰现时刻的作用,其雨洪控制利用效果在低重现期更显著,尤以组合LID措施的效果最佳。     

基于SWMM模型的山前平原城市水系排涝规划

基于山前平原城市的自然地理、地貌及水系条件,运用SWMM模型,在规划土地利用条件下进行水系排涝模拟演算,计算雨量资料频率,推求5、10、20年一遇设计雨量以及时程分配。并根据下垫面情况及地形地貌对计算分区和模型进行概化,即山丘区由设计暴雨推求水库入流过程;城区和郊区产汇流及河道排涝计算采用SWMM模型。实例应用中针对各种频率的设计暴雨,通过水文水利计算,模拟城区河道流域可能的涝情,分析现状水系存在的主要问题,提出建设性对策和建议。模拟结果满足10年一遇河道排涝要求,可以为水系排涝规划和治理提供相应依据,对其他城区水系的排涝模拟也具有一定的参考价值。     

基于SWMM模型的雨水管网改造方案优化研究

基于雨洪模型SWMM模拟某老城区雨水管网现状,分析检查井节点溢流与管网荷载状况,分别提出传统改造方案(改变管径(方案1)、改变下垫面性质(方案2))及与海绵理念相结合方案(改变管径+LID即方案3)。在2年降雨重现期下,基于3种方案对管网节点溢流状态进行定量分析。结果表明,3种改造方案均能不同程度地改善区域内涝,其中海绵理念方案缓解节点溢流效果最优。进一步模拟高降雨重现期下(P=5、10年)管网优化效果,发现改变管径+LID方案(方案3)持续有效,较为理想。     

基于SWMM模型的城市化地区雨水桶应用研究

针对城市化地区用地紧张和不透水比例高的特性,基于SWMM模型,模拟了不同比例雨水桶布置在不同设计降雨情境下的区域产流和淹水情况,分析了不同比例雨水桶的应用效果。结果表明,不同比例的雨水桶布置均具有径流和淹水量控制作用,且低重现期降雨情境下雨水桶布置的径流削减和淹水量控制效果明显优于高重现期的降雨情境下的削减效果。雨水桶布置比例的增加对径流系数、峰值流量和淹水量等削减程度增大,对径流系数削减效果更为明显。     

基于SWMM模型的不透水率与产汇流关系研究

快速的城市化发展改变了原有的城市下垫面结构,不透水率的增加给城市防洪造成了巨大的压力,研究不透水率对城市产汇流的影响在防治城市内涝、合理开发利用雨洪资源等方面均具有重要意义。以沈阳市满融经济开发区为例,运用SWMM模型,研究不同重现期的降雨条件下不透水率与城市地表产汇流的关系。结果表明,不透水面积的增加使区域径流量增多、洪峰流量增大、峰值时间提前;在不同的降雨条件下,径流系数和洪峰流量均与不透水率呈正相关的线性关系,R2均在0.9以上;增加降雨强度,会使不透水率对径流系数的作用效果逐渐减弱,而洪峰流量的作用效果会随之增强。     

基于SWMM的海绵城市与传统措施下雨水系统优化改造模拟

为对比海绵城市与传统理念下的改造措施对雨水系统溢流的改善效果,以苏州市CM小区雨水系统为研究对象,在概化研究区域的基础上,根据实测数据,经过率定和验证,构建了SWMM模型,模拟了不同重现期下海绵城市改造措施(增加25%的透水性地面面积)和传统改造措施(增大DN250、DN300、DN400的雨水管道至DN400、DN400、DN600;增设2个泵站和雨水池)两种优化措施对雨水溢流的改善效果。结果表明,海绵城市和传统改造措施均可不同程度地改善研究区域雨水系统的溢流现状,重现期为1、3、10、30年时,增加透水性地面面积,溢流节点数、溢流总时间、溢流总量分别减少50.0%~75.0%、52.0%~64.0%、55.0%~67.0%,增大雨水管径可分别减少14.3%~50.0%、27.8%~89.1%、16.5%~93.6%,增设泵站和雨水池可分别减少14.3%~50.0%、13.5%~91.3%、27.1%~97.3%;海绵城市改造措施缓解溢流效果稳定,优于传统改造,在不同重现期下对溢流特征值的减少率约为60%,对溢流节点数、溢流总时间、溢流总量的平均减少率超过传统改造措施的25.3%~31.5%、10.1%~11.1%、7.6%~17.1%,能更好地优化雨水系统,减少地面积水。     

基于SWMM模型的城市道路LID设施设计参数优化研究

以深圳市光明新区为例,运用SWMM模型研究了生物滞留设施、透水沥青道路、透水铺装三种LID设施对区域内道路综合径流总量和污染负荷总量控制效果的影响中7个设计参数的优化,模型中水文水力、水质参数通过典型降雨过程进行率定。结果表明,ENS、R2值基本在0.77和0.80以上,SWMM模型模拟与实测水量水质过程趋势线基本一致,精度较好;7个设计参数中,DA和DC对径流总量和污染负荷总量控制呈负相关,其余参数呈正相关,且影响最大是DC;BH、ST1和ST2的设计优化值分别为0.15～0.3、0.6～0.8、0.5～0.7 m,DC的设计优化值为0.5～1.5,HA和DA应在10%范围内予以优化。     

基于滑坡土体渗流与蠕变耦合模型的ABAQUS二次开发

三峡库区滑坡的变形失稳过程不仅与库水变动产生的渗流场变化相关,还与蠕变效应关系密切,而常规流固耦合模型未考虑蠕变效应。对此,通过Laplace逆变换求得蠕变模型的松弛模量解析解,考虑蠕变效应且基于ABAQUS的流固耦合模型二次开发,即在常规流固耦合模型基础上将弹性模量替换成蠕变松弛模量。分别用二次开发程序和常规流固耦合方法对三峡库区典型滑坡土体的渗流与蠕变耦合试验进行模拟,结果表明,二次开发程序所求最终位移大于常规方法所求值,其值更接近于试验值,更符合滑坡土体流固耦合真实情况。     

基于SWMM的透水铺装系统的水文效应研究

为分析透水铺装对城市水文循环的影响,以河北农业大学校区内某2.02ha的区域为研究区,分别建立研究区现状和加入透水铺装措施的暴雨洪水管理模型(SWMM),采用纳什效率系数法对模型进行率定和验证,定量分析不同重现期降雨情景下,透水铺装对研究区现状产汇流的影响。结果表明,模型率定和验证期的纳什效率系数分别为0.87、0.83和0.89、0.81,构建的研究区雨洪模型模拟效果良好。不同重现期(2、5、10、50、100年)降雨条件下,透水铺装对研究区现状产流时间推迟1～15min,径流总量削减23%～51%,洪峰流量削减28%～56%,峰现时间滞后1～10min。研究成果有利于透水铺装设施的进一步开发应用。     

SWMM模型在深圳市民治河流域的应用

以深圳市民治河流域为研究区域,对组成排水系统的排水管网、道路和河道水系进行合理概化,构建了基于ArcGIS的排水系统数据库。利用流域DEM、街区和道路分布图在ArcGIS中对民治河流域进行子汇水区划分。由此基于双层排水系统思想构建民治河流域SWMM模型,并采用6场实测降雨资料对该模型进行验证,所得内涝淹没位置与实际调研情况基本相符,表明所建模型具有良好的精度和可靠性;分别对重现期为1、2、5、10、20年的设计暴雨情形下管道超负荷、节点溢流等情况模拟表明,该模型较好地评估了该流域排水管网的排水能力,为区域防洪排涝管理、调度、规划和雨洪资源利用提供了决策依据。     

基于改进Harris函数的岩石蠕变损伤模型及二次开发

针对水电工程中岩石蠕变变形现象,以泥岩为例,开展三轴压缩蠕变试验。基于蠕变试验结果,引入Harris函数,建立一种新的蠕变损伤演化方程。引入一个非线性粘塑性体,与Burgers模型串联并进行损伤演化,从而建立一个新的非线性粘弹塑性蠕变损伤模型。对该模型的三维差分形式进行推导,在FLAC3D平台上利用C++和FISH编程进行二次开发,实现该蠕变损伤本构模型的自定义。利用数学优化软件1stOpt求取模型参数,将该自定义模型及参数应用于三轴压缩蠕变试验的模拟,还原实际试验条件,对比试验数据和模拟值,验证该损伤本构模型的合理性及模型参数的正确性。研究结果可为岩石蠕变损伤本构模型的构建及类似蠕变本构模型的二次开发提供参考。     

基于GIS的克里金法对二维水质模型的改进

为研究天然河道水体污染在二维空间上的分布特征并提高二维水质模型的使用效率,以绵远河某排污口为例,选取BOD作为预测因子并采用二维水质模型进行研究。针对传统二维水质模型中出现的问题,基于GIS技术及数据库方法,将克里金法与传统二维水质模型相耦合,充分考虑了空间因素对预测值的影响,提出了二维修正模型,建立了水体污染预测系统。结果表明,与传统二维水质模型相比,二维修正模型更符合连续水体特征,适用性更强,对水环境污染预测具有重要的参考价值。     

基于BIM+GIS的长距离引调水工程运行管理集成平台设计与实现

针对目前长距离调水工程运行管理过程中存在的运行效率低下、维护工作量大、信息异构分散,无法对运行过程进行实时监控及实时信息不能快速反馈等问题,提出采用BIM+GIS融合技术、物联网技术等手段,基于ThinkPhp开源框架,以Cesium 3DGIS平台为依托,开发基于BIM+GIS的长距离引调水工程运行管理系统。该系统通过BIM+GIS搭建大场景空间三维可视化交互环境,为长距离引水工程运行管控提供了一个可视化的信息共享与协同管理平台,满足了长距离引水工程运行管理需求,有利于长距离引调水工程运行管理过程中的科学化管理,为长距离引调水工程运行管理提供了一种新的解决方案。