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A GIS Integrated Water Quality Model System Based on swmm,ECOM,and RCA

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长江科学院院报 2019年第1期36卷 34-40页

作者： CHAI Jie LIANG Jian-guo Remote Sensing Department Chongqing Survey Institute Chongqing Engineering Research Center of Geographic National Condition Monitoring Chongqing Survey Institute

Water Quality Model System( WQMS) is an important approach to analyzing aquatic situation and supporting environmental decision. However,the usage and promotion of WQMS is largely limited by amounts of parameters,complex conditions and enormous operations. A GIS integrated system of urban water environment coupled with swmm( storm runoff model),ECOM( hydrodynamic model) and RCA( water quality model) was constructed in this study,with the production and transformation of contaminants in large scale taken into consideration. This integrated system guaranteed an independent calculation and multi-model coupling calculation,including convenient pre-processing,fast and efficient model running and results visualization in different spatial and temporal scales,in the purpose of simplifying the usage and promotion of complex models and providing necessary understanding required in water resource managing and water pollution controlling,and ultimately improving decision making capability. The functionality of the proposed system was illustrated by a case of Wuhan city.

关键词： GIS integration Water Quality Model System swmm ECOM RCA

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高精度道路交叉口流量分配算法及与swmm集成

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中国给水排水 2024年第7期40卷 130-136页

作者：邵知宇王菲李霜龚华凤柴宏祥重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实验室重庆400045 重庆大学环境与生态学院重庆400045 林同棪国际工程咨询<中国>有限公司重庆400045

高重现期降雨情景下,城市道路作为地表行泄通道联合雨水管道快速排放暴雨径流,可大幅度提高城市内涝防治水平,但存在着排涝流量在道路交叉口下游难以精确界定的问题。swmm是目前最常用的城市雨洪管理模型,但由于其为一维模型,无法模拟... 详细信息

高重现期降雨情景下,城市道路作为地表行泄通道联合雨水管道快速排放暴雨径流,可大幅度提高城市内涝防治水平,但存在着排涝流量在道路交叉口下游难以精确界定的问题。swmm是目前最常用的城市雨洪管理模型,但由于其为一维模型,无法模拟道路交叉口处的复杂流动特征,故在计算交叉口的流量分配方面存在较大误差。为此以山地和丘陵城市一进两出T型道路交叉口为研究对象,在高重现期降雨条件下,通过综合考虑质量、动量以及能量三大守恒,建立交叉口流量分配计算的非线性控制方程,并利用Matlab软件进行求解,构建了关于道路交叉口的高精度流量分配算法。在此基础上,获取交叉口流量分配曲线,再据此定义swmm中出水口属性,从而实现算法与swmm的集成。从与swmm现有的两种计算交叉口流量分配方法的模拟结果对比可以看出,该集成算法的计算精度显著优于swmm普通节点和堰流分流方法,与前人的实验结果最为接近。其中,该流量分配算法的计算结果与Mizumura经验公式法的误差≤6.7%,与Kesserwani二维数值模型法的误差≤4.6%,计算精度得到显著提升。

关键词：城市内涝道路排水 swmm 交叉口流量分配

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基于swmm模型的截流倍数环境效应分析

中国给水排水 2021年第5期37卷 111-115页

作者：林雪君杜遂戴立峰洪月菊谌兴鑫周俊武汉市规划研究院湖北武汉430014 武汉华星光电技术有限公司湖北武汉430000 武汉理工大学土木工程与建筑学院湖北武汉430070 湖南城市学院市政与测绘工程学院湖南益阳413000

由于对改造建设的重视程度、时序安排、经济条件、改造难度等许多主观和客观因素的限制,许多城市老城区的合流制排水系统保留至今。采用swmm水力水质模型,对城市合流区的污染物削减情况进行模拟评价,以期为合流制排水系统的截流倍数取... 详细信息

由于对改造建设的重视程度、时序安排、经济条件、改造难度等许多主观和客观因素的限制,许多城市老城区的合流制排水系统保留至今。采用swmm水力水质模型,对城市合流区的污染物削减情况进行模拟评价,以期为合流制排水系统的截流倍数取值及建设方向提供参考。结果表明,当截流倍数n≥2时,合流制排水系统即可达到分流制排水系统的污染物截流效果;但只有当截流倍数n≥5时,合流制排水系统才能达到分流制排水系统的污染物削减效果。城市合流区需尽快进行合改分建设,或加大末端处理设施的建设。

关键词：合流制排水系统截流倍数污染物削减 swmm

人工神经网络和swmm在降雨径流模拟中的应用对比

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中国给水排水 2021年第13期37卷 108-112页

作者：桂晗亮张春萍武治国刘翀武汉工程大学光电信息与能源工程学院湖北武汉430000 武汉新烽光电股份有限公司湖北武汉430000

降雨径流的精确模拟一直是水文研究领域的重点问题之一,为探究人工神经网络在城市降雨径流模拟中的适用性,选取西宁市某小区为研究对象,以当前降雨量、累积降雨量和前一时段的流量为输入,以当前流量为输出,分别建立径向基神经网络和小... 详细信息

降雨径流的精确模拟一直是水文研究领域的重点问题之一,为探究人工神经网络在城市降雨径流模拟中的适用性,选取西宁市某小区为研究对象,以当前降雨量、累积降雨量和前一时段的流量为输入,以当前流量为输出,分别建立径向基神经网络和小波神经网络进行模拟,并与swmm的模拟结果进行对比。另外,通过swmm输出结果训练神经网络替代模型。结果表明,径向基神经网络和小波神经网络对降雨径流的模拟精度较高,能够真实模拟实际径流过程,适用于复杂的城市降雨径流过程模拟。另外,证实了径向基神经网络和小波神经网络模型作为swmm替代模型的适用性。

关键词：降雨径流模拟径向基神经网络小波神经网络 swmm

基于swmm的深圳市某区域LID设施布局与优化

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中国给水排水 2015年第21期31卷 96-100页

作者：胡爱兵任心欣丁年汤伟真深圳市城市规划设计研究院有限公司广东深圳518028

以深圳市某低影响开发(LID)示范区为例,通过对示范区构建现状模型、传统开发模型和LID模型,探讨了示范区LID规划目标的制定方法、LID设施布局的总体思路以及基于LID目标的LID设施优化方法,最终得到示范区LID设施布局方案。模拟结果表明... 详细信息

以深圳市某低影响开发(LID)示范区为例,通过对示范区构建现状模型、传统开发模型和LID模型,探讨了示范区LID规划目标的制定方法、LID设施布局的总体思路以及基于LID目标的LID设施优化方法,最终得到示范区LID设施布局方案。模拟结果表明,通过在示范区综合应用一定规模(绿色屋顶、雨水花园、下凹绿地、透水铺装和LID树池等5类LID设施占示范区总面积的比例分别约为9%、4%、3%、15%和0.5%,总计约为31.5%)的LID设施,可使示范区开发建设后的年径流总量不大于现状值、峰值流量接近现状值。

关键词： swmm 低影响开发 LID布局优化

基于swmm和改进差分进化算法的雨水管网优化方法

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中国给水排水 2016年第17期32卷 115-118,124页

作者：杨祺琪张书亮戴强靳竺霖江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心江苏南京210023 南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室江苏南京210023

在城市雨水管网地理信息系统环境下,提出了一种基于swmm和改进的差分进化算法(DE)的雨水管网管径、埋深优化方法。该方法在差分进化算法中增加"管径、埋深组合生成算法",提高算法寻优效率和准确性,并基于swmm设计"管网水力性能约束计算... 详细信息

在城市雨水管网地理信息系统环境下,提出了一种基于swmm和改进的差分进化算法(DE)的雨水管网管径、埋深优化方法。该方法在差分进化算法中增加"管径、埋深组合生成算法",提高算法寻优效率和准确性,并基于swmm设计"管网水力性能约束计算"综合评估多重约束条件下管网最优的改进方案。试验选取某一溢流现象较为严重的区域,针对不同重现期的降雨数据分别计算雨水管网管径、埋深改造方案,最后结合造价、变动管径数等指标,综合考虑试验区域的特点选出最为合理的改进方案,对试验区域的管网改造具有建设性的意义。

关键词：管网优化 swmm 差分进化算法

基于swmm的中尺度雨水系统构建下的水质水量模拟

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水利水电技术 2018年第3期49卷 17-25页

作者：肖存艳傅春詹健南昌大学建筑工程学院江西南昌330031

以构建适用于中尺度雨水系统为目标,以江西省南昌市某廉租房区(面积为2 hm2左右)为研究区域,根据实地监测和踏勘资料,在原有雨水系统的基础上,分别构建简易式和断接式中尺度雨水系统的swmm模型,分析地面径流情况,并以TSS、TP、TN、CODc... 详细信息

以构建适用于中尺度雨水系统为目标,以江西省南昌市某廉租房区(面积为2 hm2左右)为研究区域,根据实地监测和踏勘资料,在原有雨水系统的基础上,分别构建简易式和断接式中尺度雨水系统的swmm模型,分析地面径流情况,并以TSS、TP、TN、CODcr四种污染物,模拟污染物随径流扩散的过程。结果表明:较于3年重现期下的传统开发,简易式能达到5年重现期不积水,并且随重现期的增大,地表径流的削减率越来越小;断接式不仅能保证10年不积水,径流削减的变化趋势与简易式一致,并且削减情况优于简易式,能更长时间的延缓径流峰值的出现。污染物浓度随重现期增大,前期逐渐增大,中期出现峰值,后期逐渐减小,冲刷效果也逐渐明显,且两者的污染物削减效果相较于传统开发,均能达50%以上;但是在高重现期下,无论是水质还是水文的模拟表明,由于土壤达到饱和,两者作用效果不相上下。总得来说,采用断接式能更好地控制径流量和径流污染物。

关键词：中尺度雨水系统 swmm 水质模拟水量模拟

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swmm原理解析与应用展望

水利水电技术 2017年第5期48卷 33-42页

作者：梅超刘家宏王浩李泽锦夏霖王英中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 水利部水资源与水生态工程技术研究中心北京100044 河北工程大学水利水电学院河北邯郸056038

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... 详细信息

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。

关键词： swmm 原理解析应用展望控制方程改进方向

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基于swmm的城市排水管网优化模拟

水利水电技术 2015年第1期46卷 114-117页

作者：毛剑东顾素恩陈梅君贾鸿源东南大学交通学院港口航道与海岸工程系江苏南京211100

通过改变影响排水条件的因素如管径、管道坡度、下垫面性质、检查点埋深等,对不同情景下研究区域排水情况进行模拟,并对模拟结果进行分析评估,确定了影响管网溢流的主要原因。依据模拟结果,针对引起节点溢流的主要影响因素,相应地制定... 详细信息

通过改变影响排水条件的因素如管径、管道坡度、下垫面性质、检查点埋深等,对不同情景下研究区域排水情况进行模拟,并对模拟结果进行分析评估,确定了影响管网溢流的主要原因。依据模拟结果,针对引起节点溢流的主要影响因素,相应地制定了多种方案对研究区域管网进行优化改造,并对优化后的管网再次进行模拟以检验优化效果,根据模拟结果从多种方案中选取最佳改造方案。研究结果可以对城市雨洪管网的设计和改建提供技术支持,以减少洪涝灾害造成的损失。

关键词：城市洪涝 swmm 雨水管网径流模拟