一种基于SWMM模型的城市蓄水体水量变化的分析方法技术

本发明专利技术公开了一种基于SWMM模型的城市蓄水体水量变化的分析方法，包括以下步骤：根据蓄水体汇水区内的管线参数，建立汇水区内的雨水管网排水模型；划分子汇水区，子汇水区的水汇入雨水管网，进入蓄水体，建立蓄水体汇水区内的地面汇水模型；完成径流雨水的排水路径；将蓄水体进行概化处理简化成蓄水池；确定蓄水体的溢流口位置和溢流口尺寸；在蓄水体与雨水节点之间管线上设置相应规格的抽水泵；在SWMM模型软件中建立雨量计，并设置相关的参数信息，并输入雨量数据；运行SWMM模型，对蓄水体的水量变化进行图形曲线和数据的展示。实现对蓄水体快速建模与分析，分析方法简单、便捷，分析结果直观、可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种基于SWMM模型的城市蓄水体水量变化的分析方法
本专利技术涉及城市水利工程
，具体涉及一种基于SWMM模型的城市蓄水体水量变化的分析方法。
技术介绍
在现有的城市建设和发展的背景下，对城市的生活环境和舒适性提出了更多的要求，城市蓄水水体在城市中随处可见，大到城市的大型公园广场，小到小区内部水体，蓄水水体给城市的居住空间提供了更多的舒适感和生活体验，为了提高城市蓄水水体中水量变化的定量分析与计算，提高水体中雨水的利用效率。蓄水水体是天然的雨水调蓄设施，可以汇集一定区域的降雨径流量，对雨水进行暂时的蓄积，并且可以实现对雨水的回用，在有需要的时候，可以设置抽水泵进行抽水回用。在降雨较大的时候可以起到对降雨径流的削峰作用，在需要进行雨水回用时可以将雨水进行回用。既起到景观的效果，又起到雨水调蓄和回用的作用。通常在水质水量上很难进行量化的分析和计算，对于整体的水量汇集、利用和变化规律难以进行实际的把控，利用模型可以将蓄水水体的水量变化进行量化分析。以便掌握其变化规律，并对其做好水量调度和调节的准备，目前蓄水体的水量的动态变化的分析急需一种计算和分析方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种基于SWMM模型的城市蓄水体水量变化的分析方法，实现对蓄水体快速建模与分析，分析方法简单、便捷，分析结果直观、可靠。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种基于SWMM模型的城市蓄水体水量变化的分析方法，包括以下步骤：r>1)根据蓄水体汇水区内的管线参数，在SWMM模型软件中建立汇水区内的雨水管网排水模型；2)根据蓄水体汇水区域内的径流组织关系划分子汇水区，子汇水区的水汇入雨水管网，进入蓄水体，在SWMM模型软件中建立蓄水体汇水区内的地面汇水模型；3)根据子汇水区的雨水径流方向，将地面各子汇水区连接至相应的雨水节点，在SWMM模型软件中完成径流雨水的排水路径；4)根据蓄水体的参数情况，将蓄水体进行概化处理，简化成SWMM模型软件中的蓄水池；5)根据实际情况在SWMM模型软件中确定蓄水体的溢流口位置和溢流口尺寸；6)根据城市景观浇洒及洗车等雨水回用水的需要，在SWMM模型软件中在蓄水体与雨水节点之间管线上设置相应规格的抽水泵；7)在SWMM模型软件中建立雨量计，并设置相关的参数信息，并输入雨量数据；8)运行SWMM模型，对蓄水体的水量变化进行图形曲线和数据的展示。按照上述技术方案，在所述的步骤4)中将蓄水体概化成蓄水池时，蓄水体的参数包括进流量、内底标高、最大深度、初始深度、积水面积，蒸发因子和蓄水曲线，使概化后蓄水池的相应参数与蓄水体的参数相一致。按照上述技术方案，在所述的步骤5)中溢流口的形式为溢流堰，溢流口的大小和高程与实际情况一致。按照上述技术方案，在所述的步骤7)中雨量计中雨量数据为短历时降雨或长历时的实测降雨数据。按照上述技术方案，在所述的步骤8)中SWMM模型软件中根据系统计算的数据直接生成相关的流量随时间的曲线，或将数据导出，在专业图表软件中展示数据变化曲线。按照上述技术方案，在所述的步骤4)中在SWMM模型中蓄水体的进水端添加一处补水管道，并根据蓄水体添加一个控制程序，根据蓄水池中的水位情况进行自动补水和停止。按照上述技术方案，在所述的步骤7)和8)之间还包括以下步骤：在SWMM模型系统中输入其他相关的系统数据及计算参数；具体为水力过程选用动力波法计算，下渗过程采用霍顿下渗模型计算。蒸发量采用当地日蒸发量数据，输入系统进行计算；地下水渗入采用雨水节点的集中流量汇入。按照上述技术方案，在所述的步骤1)中管线参数包括管线的形状、长度、粗糙系数和进出水偏移；管线节点的位置、进流量、内底标高和最大深度。本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术实现对蓄水体快速建模与分析，分析方法简单、便捷，分析结果直观、可靠；利用SWMM模型软件做为研究分析工具，分析城市的蓄水水体的水量变化情况；使蓄水体的水量变化的计算更加方便可靠，并实现对分析结果的动态展示，为蓄水体维护管理人员提供技术支持。2、在SWMM模型中将城市蓄水体概化成雨水调蓄池系统，其水量变化通过SWMM模型强大的水文水动力的分析计算功能，实现对蓄水体中水量的动态分析；将蓄水体概化成雨水调蓄池系统，具有收集雨水和回用水的作用，利用SWMM模型的水文水力功能实现对雨水的动态分析，并可以根据建立好的模型来指导维护管理人员进行运行维护和管理工作。附图说明图1是本专利技术实施例中基于SWMM模型的城市蓄水体的的模型示意图；图2是本专利技术实施例中基于SWMM模型的城市蓄水体的水平衡示意图；图3是本专利技术实施例中概化后蓄水池的断面示意图；图中，1-雨量计，2-雨水节点，3-抽水泵，4-溢流堰，5-排口，6-蓄水池。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。参照图1～图2所示，本专利技术提供的一个实施例中的基于SWMM模型的城市蓄水体水量变化的分析方法，包括以下步骤：1)根据蓄水体汇水区内的管线参数，在SWMM模型软件中建立汇水区内的雨水管网排水模型；根据蓄水体汇水区内的管线资料，输入管线的形状、长度、粗糙系数、进出水偏移等参数，节点的位置、进流量、内底标高、最大深度等参数，并确定好雨水管道流向和排口位置，建立好管网模型。根据收集到的资料，本实施例的汇水面积约为10.1公顷，包含雨水管道125根，公园的地面汇流均汇入该公园内的蓄水体，蓄水体面积约为2.3公顷。2)根据蓄水体汇水区域内的径流组织关系划分子汇水区，子汇水区的水汇入雨水管网，进入蓄水体，在SWMM模型软件中建立蓄水体汇水区内的地面汇水模型；根据蓄水体汇水区范围内的地形、竖向关系、雨水管网情况等对研究区域进行子汇水区的划分，根据各子汇水区的特点确定好相应区域的面积、特征宽度、坡度、不透水区百分比、不透水区曼宁系数，透水区曼宁系数、不透水区洼蓄深度、透水区洼蓄深度、无洼蓄不透水区域比例等参数，建立好地面汇水模型。根据划分的子汇水区的情况，本实施例中共划分为102个子汇水分区，子汇水区的水最终汇入雨水管网，最终进入蓄水水体。3)根据子汇水区的雨水径流方向，将地面各子汇水区连接至相应的雨水节点，在SWMM模型软件中完成径流雨水的排水路径；根据实际的地面汇流关系，确定子汇水区的雨水径流方向，将子汇水区的径流雨水与排水管网模型的雨水节点进行连接，确定好地面产流与管网之间的排水方向。汇水区的径流雨水最终通过雨水节点2流入蓄水水体。4)根据蓄水体的参数情况，将蓄水体进行概化处理，简化成SWMM模型软件中的蓄水池(StorageUnit)；根据蓄水体实际的大小和高程等情况，将其概化成一定大小和容积的蓄水池系统。蓄水池需要输入的参数有进流量、内底标高、最大深度、初始深度、积水面积，蒸发因子、蓄水曲线等。其中蓄水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于SWMM模型的城市蓄水体水量变化的分析方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)根据蓄水体汇水区内的管线参数，在SWMM模型中建立汇水区内的雨水管网排水模型；/n2)根据蓄水体汇水区域内的径流组织关系划分子汇水区，子汇水区的水汇入雨水管网，进入蓄水体，在SWMM模型中建立蓄水体汇水区内的地面汇水模型；/n3)根据子汇水区的雨水径流方向，将地面各子汇水区连接至相应的雨水节点，在SWMM模型中完成径流雨水的排水路径；/n4)根据蓄水体的参数情况，将蓄水体进行概化处理，简化成SWMM模型中的蓄水池；/n5)在SWMM模型中确定蓄水体的溢流口位置和溢流口尺寸；/n6)根据雨水回用水的需要，在SWMM模型中在蓄水体与雨水节点之间管线上设置相应规格的抽水泵；/n7)在SWMM模型中建立雨量计，并设置相关的参数信息，并输入雨量数据；/n8)运行SWMM模型，对蓄水体的水量变化进行图形曲线和数据的展示。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于SWMM模型的城市蓄水体水量变化的分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据蓄水体汇水区内的管线参数，在SWMM模型中建立汇水区内的雨水管网排水模型；
2)根据蓄水体汇水区域内的径流组织关系划分子汇水区，子汇水区的水汇入雨水管网，进入蓄水体，在SWMM模型中建立蓄水体汇水区内的地面汇水模型；
3)根据子汇水区的雨水径流方向，将地面各子汇水区连接至相应的雨水节点，在SWMM模型中完成径流雨水的排水路径；
4)根据蓄水体的参数情况，将蓄水体进行概化处理，简化成SWMM模型中的蓄水池；
5)在SWMM模型中确定蓄水体的溢流口位置和溢流口尺寸；
6)根据雨水回用水的需要，在SWMM模型中在蓄水体与雨水节点之间管线上设置相应规格的抽水泵；
7)在SWMM模型中建立雨量计，并设置相关的参数信息，并输入雨量数据；
8)运行SWMM模型，对蓄水体的水量变化进行图形曲线和数据的展示。


2.根据权利要求1所述的基于SWMM模型的城市蓄水体水量变化的分析方法，其特征在于，在所述的步骤4)中将蓄水体概化成蓄水池时，蓄水体的参数包括进流量、内底标高、最大深度、初始深度、积水面积，蒸发因子和蓄水曲线，使概化后蓄水池的相应参数与蓄水体的参数相一致。


3.根据权利要求1所述的基于SWMM模型的城市蓄水体水量变化的分析方法，其特征在于，在所述的步骤5)中溢流口的形式为溢流堰，溢...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘标，姜家良，艾庆华，赵芳，
申请(专利权)人：中冶南方城市建设工程技术有限公司，中冶南方工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42