CN113190988A - 基于swmm的雨洪模拟与分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及雨洪模拟技术领域，且公开了基于SWMM的雨洪模拟与分析方法，该生产方法包括以下步骤：步骤一：地形勘测与研究；步骤二：SEMM模型建立；步骤三：模拟数据与实际数据对比；步骤四：模拟结果与分析；步骤五：总结与改善；步骤一中包括以下具体步骤：①将待研究对象进行地势、水体进行勘测；②将主干水系分段，并利用SWMM分别对其进行模拟分析；步骤二中包括以下具体步骤：①SWMM中参数可分为两类，一是可通过实际测量数据得到的地面特征参数，如：子汇水面积、坡度、不渗透比例等；②另外一种是水力参数，需用户根据实际研究对象情况进行取值。该基于SWMM的雨洪模拟与分析方法，此方法检测数据准确，使用较为便捷，值得广泛推广。
Description
技术领域
本发明涉及雨洪模拟技术领域，具体为基于SWMM的雨洪模拟与分析方法。
背景技术
近年来随着雨洪管理理念的成熟，为全面认知中国古典园林理水带来了新的机遇；雨洪管理是由国外引入的科学管理雨水的方法，通过对雨水的收集、渗透、调蓄、滞留、净化和利用等途径指导水系景观设计，减少降雨过程中潜在的城市内涝、下游洪水、河道侵蚀等问题，同时可以定量化分析水系景观的雨洪调蓄能力，合理利用和管理雨洪资源，缓解洪灾风险及环境压力；因此，雨洪管理理念的引入对古典园林水系遗产的研究和保护有巨大的应用价值。目前，雨洪管理理念已经广泛应用于城市市政工程建设与园林水系景观研究，并逐渐形成了以计算机仿真模拟技术为主的定量化研究的新视角和新方法，此方法适用于承德避暑山庄；但是现有的基于SWMM的雨洪模拟与分析方法使用起来较为繁琐，数据不准确，为此，我们提出基于SWMM的雨洪模拟与分析方法。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了基于SWMM的雨洪模拟与分析方法，检测数据准确，使用较为便捷的问题。
(二)技术方案
为实现上述在该基于SWMM的雨洪模拟与分析方法，检测数据准确，使用较为便捷的目的，本发明提供如下技术方案：基于SWMM的雨洪模拟与分析方法，所述该生产方法包括以下步骤：
步骤一：地形勘测与研究；
步骤二：SWMM模型建立；
步骤三：模拟数据与实际数据对比；
步骤四：模拟结果与分析；
步骤五：总结与改善。
优选的，所述步骤一中包括以下具体步骤：
①将待研究对象进行地势、水体进行勘测；
②将主干水系分段，并利用SWMM分别对其进行模拟分析。
优选的，所述步骤二中包括以下具体步骤：
①SWMM中参数可分为两类，一是可通过实际测量数据得到的地面特征参数，如：子汇水面积、坡度、不渗透比例等；
②另外一种是水力参数，需用户根据实际研究对象情况进行取值，而取值是否准确则需要以实际降雨数据进行率定；
③计算和实地测量得到研究区域的地面特征参数进行表格的绘制，举例用地性质、坡度与不渗透性百分比。
优选的，所述步骤三中包括以下具体步骤：
①研究区域无详细历史分钟降雨数据，以单次降雨量为参考对水力参数进行率定；
②并结合研究对象实际情况，可知不渗透性粗糙系数、不渗透性洼地蓄水，无洼地蓄水不渗透性以及水渠粗糙系数四个参数对模拟结果影响较大，通过主调高灵敏度参数、微调其他参数使模拟结果与实际降雨数据吻合，最终率定出研究区域的水力参数；
③利用率定后模型对两次实际降雨过程进行模拟验证，可见在相同降雨强度和降雨时间下，降雨量相对误差分别，误差在允许范围内，模拟结果是否具有可靠性；
SWMM模拟的关键为降雨强度公式及雨型，将其他城市降雨强度公式
式中：P：设计降雨重现期，a；t：降雨历时，min；q：暴雨强度，L/(s.ha)。
优选的，所述步骤四中包括以下具体步骤：
①结果会显示，研究对象的水体设计意图明确，首尾笔直狭长，中间婉转开阔，使避研究对象水系是否具有始末流速大，利于快速泄洪的特点与缓解洪峰压力的流速特征；
②不同区域流速峰值出现在降雨多少小时后，表明水系具有快速汇集雨水的能力；并且都在多少小时左右回落到正常流速水平，是否表明水系具有快速泄洪的功能。
优选的，所述步骤五中包括以下具体步骤：
①在雨水收集及排放角度看，研究对象能否满足100年一遇的防洪标准；
②在水位高度控制方面看，研究对象防洪标是否差，可根据上诉步骤具体数据得到研究对象是否具有“迅速收集、迅速排放”的雨洪调蓄能力。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了基于SWMM的雨洪模拟与分析方法，具备以下有益效果：
本发明中将待研究对象进行地势、水体进行勘测；将主干水系分段，需用户根据实际研究对象情况进行取值，而取值是否准确则需要以实际降雨数据进行率定；计算和实地测量得到研究区域的地面特征参数进行表格的绘制，举例用地性质、坡度与不渗透性百分比；研究区域无详细历史分钟降雨数据，以单次降雨量为参考对水力参数进行率定；并结合研究对象实际情况，可知不渗透性粗糙系数、不渗透性洼地蓄水，无洼地蓄水不渗透性以及水渠粗糙系数四个参数对模拟结果影响较大，通过主调高灵敏度参数、微调其他参数使模拟结果与实际降雨数据吻合，最终率定出研究区域的水力参数；利用率定后模型对两次实际降雨过程进行模拟验证，可见在相同降雨强度和降雨时间下，降雨量相对误差分别，误差在允许范围内，模拟结果是否具有可靠性；SWMM模拟的关键为降雨强度公式及雨型，将其他城市降雨强度公式
式中带入，结果会显示，研究对象的水体设计意图明确，首尾笔直狭长，中间婉转开阔，使避研究对象水系是否具有始末流速大，利于快速泄洪的特点与缓解洪峰压力的流速特征；不同区域流速峰值出现在降雨多少小时后，表明水系具有快速汇集雨水的能力；并且都在多少小时左右回落到正常流速水平，是否表明水系具有快速泄洪的功能；在雨水收集及排放角度看，研究对象能否满足100年一遇的防洪标准；在水位高度控制方面看，研究对象防洪标是否差，此方法检测数据准确，使用较为便捷。
附图说明
图1为本发明基于SWMM的雨洪模拟与分析方法的步骤图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，基于SWMM的雨洪模拟与分析方法，该生产方法包括以下步骤：
步骤一：地形勘测与研究；
步骤二：SWMM模型建立；
步骤三：模拟数据与实际数据对比；
步骤四：模拟结果与分析；
步骤五：总结与改善。
步骤一中包括以下具体步骤：
①将待研究对象进行地势、水体进行勘测；
②将主干水系分段，并利用SWMM分别对其进行模拟分析。
步骤二中包括以下具体步骤：
①SWMM中参数可分为两类，一是可通过实际测量数据得到的地面特征参数，如：子汇水面积、坡度、不渗透比例等；
②另外一种是水力参数，需用户根据实际研究对象情况进行取值，而取值是否准确则需要以实际降雨数据进行率定；
③计算和实地测量得到研究区域的地面特征参数进行表格的绘制，举例用地性质、坡度与不渗透性百分比。
步骤三中包括以下具体步骤：
①研究区域无详细历史分钟降雨数据，以单次降雨量为参考对水力参数进行率定；
②并结合研究对象实际情况，可知不渗透性粗糙系数、不渗透性洼地蓄水，无洼地蓄水不渗透性以及水渠粗糙系数四个参数对模拟结果影响较大，通过主调高灵敏度参数、微调其他参数使模拟结果与实际降雨数据吻合，最终率定出研究区域的水力参数；
③利用率定后模型对两次实际降雨过程进行模拟验证，可见在相同降雨强度和降雨时间下，降雨量相对误差分别，误差在允许范围内，模拟结果是否具有可靠性；
SWMM模拟的关键为降雨强度公式及雨型，将其他城市降雨强度公式
式中：P：设计降雨重现期，a；t：降雨历时，min；q：暴雨强度，L/(s.ha)。
步骤四中包括以下具体步骤：
①结果会显示，研究对象的水体设计意图明确，首尾笔直狭长，中间婉转开阔，使避研究对象水系是否具有始末流速大，利于快速泄洪的特点与缓解洪峰压力的流速特征；
②不同区域流速峰值出现在降雨多少小时后，表明水系具有快速汇集雨水的能力；并且都在多少小时左右回落到正常流速水平，是否表明水系具有快速泄洪的功能。
步骤五中包括以下具体步骤：
①在雨水收集及排放角度看，研究对象能否满足100年一遇的防洪标准；
②在水位高度控制方面看，研究对象防洪标是否差，可根据上诉步骤具体数据得到研究对象是否具有“迅速收集、迅速排放”的雨洪调蓄能力。
综上所述，将待研究对象进行地势、水体进行勘测；将主干水系分段，并利用SWMM分别对其进行模拟分析；SWMM中参数可分为两类，一是可通过实际测量数据得到的地面特征参数，如：子汇水面积、坡度、不渗透比例等；另外一种是水力参数，需用户根据实际研究对象情况进行取值，而取值是否准确则需要以实际降雨数据进行率定；计算和实地测量得到研究区域的地面特征参数进行表格的绘制，举例用地性质、坡度与不渗透性百分比；研究区域无详细历史分钟降雨数据，以单次降雨量为参考对水力参数进行率定；并结合研究对象实际情况，可知不渗透性粗糙系数、不渗透性洼地蓄水，无洼地蓄水不渗透性以及水渠粗糙系数四个参数对模拟结果影响较大，通过主调高灵敏度参数、微调其他参数使模拟结果与实际降雨数据吻合，最终率定出研究区域的水力参数；利用率定后模型对两次实际降雨过程进行模拟验证，可见在相同降雨强度和降雨时间下，降雨量相对误差分别，误差在允许范围内，模拟结果是否具有可靠性；SWMM模拟的关键为降雨强度公式及雨型，将其他城市降雨强度公式
式中：P：设计降雨重现期，a；t：降雨历时，min；q：暴雨强度，L/(s.ha)；结果会显示，研究对象的水体设计意图明确，首尾笔直狭长，中间婉转开阔，使避研究对象水系是否具有始末流速大，利于快速泄洪的特点与缓解洪峰压力的流速特征；不同区域流速峰值出现在降雨多少小时后，表明水系具有快速汇集雨水的能力；并且都在多少小时左右回落到正常流速水平，是否表明水系具有快速泄洪的功能；在雨水收集及排放角度看，研究对象能否满足100年一遇的防洪标准；在水位高度控制方面看，研究对象防洪标是否差，此方法检测数据准确，使用较为便捷。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.基于SWMM的雨洪模拟与分析方法，其特征在于，所述该生产方法包括以下步骤：
步骤一：地形勘测与研究；
步骤二：SWMM模型建立；
步骤三：模拟数据与实际数据对比；
步骤四：模拟结果与分析；
步骤五：总结与改善。
2.根据权利要求1所述的基于SWMM的雨洪模拟与分析方法，其特征在于：所述步骤一中包括以下具体步骤：
①将待研究对象进行地势、水体进行勘测；
②将主干水系分段，并利用SWMM分别对其进行模拟分析。
3.根据权利要求1所述的基于SWMM的雨洪模拟与分析方法，其特征在于：所述步骤二中包括以下具体步骤：
①SWMM中参数可分为两类，一是可通过实际测量数据得到的地面特征参数，如：子汇水面积、坡度、不渗透比例等；
②另外一种是水力参数，需用户根据实际研究对象情况进行取值，而取值是否准确则需要以实际降雨数据进行率定；
③计算和实地测量得到研究区域的地面特征参数进行表格的绘制，举例用地性质、坡度与不渗透性百分比。
4.根据权利要求1所述的基于SWMM的雨洪模拟与分析方法，其特征在于：所述步骤三中包括以下具体步骤：
①研究区域无详细历史分钟降雨数据，以单次降雨量为参考对水力参数进行率定；
②并结合研究对象实际情况，可知不渗透性粗糙系数、不渗透性洼地蓄水，无洼地蓄水不渗透性以及水渠粗糙系数四个参数对模拟结果影响较大，通过主调高灵敏度参数、微调其他参数使模拟结果与实际降雨数据吻合，最终率定出研究区域的水力参数；
③利用率定后模型对两次实际降雨过程进行模拟验证，可见在相同降雨强度和降雨时间下，降雨量相对误差分别，误差在允许范围内，模拟结果是否具有可靠性；
SWMM模拟的关键为降雨强度公式及雨型，将其他城市降雨强度公式
式中：P：设计降雨重现期，a；t：降雨历时，min；q：暴雨强度，L/(s.ha)。
5.根据权利要求1所述的基于SWMM的雨洪模拟与分析方法，其特征在于：所述步骤四中包括以下具体步骤：
①结果会显示，研究对象的水体设计意图明确，首尾笔直狭长，中间婉转开阔，使避研究对象水系是否具有始末流速大，利于快速泄洪的特点与缓解洪峰压力的流速特征；
②不同区域流速峰值出现在降雨多少小时后，表明水系具有快速汇集雨水的能力；并且都在多少小时左右回落到正常流速水平，是否表明水系具有快速泄洪的功能。
6.根据权利要求1所述的基于SWMM的雨洪模拟与分析方法，其特征在于：所述步骤五中包括以下具体步骤：
①在雨水收集及排放角度看，研究对象能否满足100年一遇的防洪标准；
②在水位高度控制方面看，研究对象防洪标是否差，可根据上诉步骤具体数据得到研究对象是否具有“迅速收集、迅速排放”的雨洪调蓄能力。
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2021
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Patent Citations (2)
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| CN109492299A (zh) * | 2018-11-07 | 2019-03-19 | 南开大学 | 基于swmm与modflow耦合的水资源模拟方法 |
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