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SWMM5中文操作手册


暴雨洪水管理模型
——EPA SWMM 用户教程 (最新版本)

2011-7-10 北京





第 1 章 EPA SWMM 简介 ..........................................................................

..........................................1 1.1 水文模型特征 ......................................................................................................................... 1 1.2 水力模型特征 ......................................................................................................................... 1 1.3 水质模型特征 ......................................................................................................................... 2 1.4 SWMM 的应用范围 ................................................................................................................2 1.5 SWMM 的应用步骤 ................................................................................................................2 第 2 章 SWMM 模型的原理 ................................................................................................................4 2.1 可视化对象 ............................................................................................................................. 4 2.2 不可见对象 ........................................................................................................................... 11 2.3 模拟计算方法 ....................................................................................................................... 28 第 3 章 SWMM 的主界面 ..................................................................................................................33 3.1 主菜单 ....................................................................................................................................33 3.2 工具栏 ....................................................................................................................................35 3.3 状态栏 ....................................................................................................................................36 3.4 研究区地图 ........................................................................................................................... 36 3.5 数据浏览 ................................................................................................................................ 37 3.6 地图浏览 ................................................................................................................................ 38 3.7 属性编辑 ................................................................................................................................ 39 3.8 参数设置 ................................................................................................................................ 39 第 4 章 工程操作 .................................................................................................................................41 4.1 创建一个新工程 ...................................................................................................................41 4.2 打开一个已存在的工程 .......................................................................................................41 4.3 保存工程 ................................................................................................................................ 41 4.4 设定工程默认值 ...................................................................................................................42 4.5 参数单位 ................................................................................................................................ 42 4.6 偏移量的设定 ....................................................................................................................... 42 4.7 校准数据格式的设置 ...........................................................................................................43 4.8 查看工程所有数据 ...............................................................................................................43 第 5 章 对象操作 .................................................................................................................................44 5.1 对象的类型 ........................................................................................................................... 44 5.2 增加一个对象 ....................................................................................................................... 44 5.3 选择一个对象 ....................................................................................................................... 46 5.4 移动一个对象 ....................................................................................................................... 46 5.5 编辑一个对象 ....................................................................................................................... 46 5.6 转化一个对象 ....................................................................................................................... 47 5.7 复制、粘贴一个对象 ...........................................................................................................47 5.8 删除一个对象 ....................................................................................................................... 47 5.9 编辑连接 ................................................................................................................................ 48 5.10 编辑子流域 ......................................................................................................................... 48

5.11 选择一组对象 ..................................................................................................................... 48 5.12 删除一组对象 ..................................................................................................................... 48 5.13 编辑一组对象 ..................................................................................................................... 49 第 6 章 图像操作 .................................................................................................................................50 6.1 选择地图主题 ....................................................................................................................... 50 6.2 设定地图范围 ....................................................................................................................... 50 6.3 加载底图 ................................................................................................................................ 50 6.4 测量距离 ................................................................................................................................ 52 6.5 放大或缩小地图 ...................................................................................................................52 6.6 移动地图 ................................................................................................................................ 53 6.7 地图全屏化 ........................................................................................................................... 53 6.8 查找对象 ................................................................................................................................ 53 6.9 条件查找 ................................................................................................................................ 54 6.10 图例 ......................................................................................................................................54 6.11 全景观察 .............................................................................................................................. 55 6.12 地图显示设置 ..................................................................................................................... 56 6.13 地图的输出 ......................................................................................................................... 56 第 7 章 模型模拟 .................................................................................................................................57 7.1 模型参数设置 ....................................................................................................................... 57 7.2 模型运行 ................................................................................................................................ 57 7.3 校正模拟结果 ....................................................................................................................... 58 第 8 章 查看模拟结果 ........................................................................................................................ 60 8.1 查看模拟报告 ....................................................................................................................... 60 8.2 可查看的参数 ....................................................................................................................... 61 8.3 图中可显示的参数 ...............................................................................................................61 8.4 查看图像 ................................................................................................................................ 61 8.5 查看表格 ................................................................................................................................ 64 8.6 查看统计报告 ....................................................................................................................... 65 第 9 章 打印和复制 ............................................................................................................................ 66 9.1 选择打印机 ........................................................................................................................... 66 9.2 设定文档格式 ....................................................................................................................... 66 9.3 打印预览 ................................................................................................................................ 66 9.4 打印当前页 ........................................................................................................................... 67 9.5 复制当前页 ........................................................................................................................... 67 第 10 章 SWMM 文件类型 ................................................................................................................68 10.1 工程文件 .............................................................................................................................. 68 10.2 报告和输出文件 .................................................................................................................68 10.3 降水文件 .............................................................................................................................. 69 10.4 气象文件 .............................................................................................................................. 69 10.5 校准数据文件 ..................................................................................................................... 70 10.6 时间序列文件 ..................................................................................................................... 71 10.7 界面文件 .............................................................................................................................. 71 第 11 章 加载工具 ............................................................................................................................... 75 11.1 什么是加载工具 .................................................................................................................75

11.2 设置加载工具 ..................................................................................................................... 75 参考附录 ...............................................................................................................................................77 附录 A 单位 .................................................................................................................................77 附录 B 表格参数 ......................................................................................................................... 79 附录 C 可视对象的属性 ............................................................................................................87 附录 D 相关对话框属性 ............................................................................................................94 附录 E 错误提示信息 ...............................................................................................................147

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第 1 章 EPA SWMM 简介
EPA (Environmental Protection Agency,环境保护署) SWMM( storm water management model,暴雨洪水管理模型)是一个动态的降水 -径流模拟模型,主要用于模拟城市某一单一 降水事件或长期的水量和水质模拟。其径流模块部分综合处理各子流域所发生的降水, 径流 和污染负荷。其汇流模块部分则通过管网、渠道、蓄水和处理设施、水泵、调节闸等进行水 量传输。该模型可以跟踪模拟不同时间步长任意时刻每个子流域所产生径流的水质和水量, 以及每个管道和河道中水的流量、水深及水质等情况。 SWMM 自 1971 年开发以来, 已经经历过多次升级。 在世界范围内广泛应用于城市地区 的暴雨洪水、合流式下水道、排污管道以及其它排水系统的规划、分析和设计,在其它非城 市区域也有广泛的应用。当前最新版本 5.0 是在以前版本基础上进行了全新升级的结果,可 以在 Windows 操作系统下运行 SWMM5 提供了一个宽松的综合性环境,可以对研究区输入 的数据进行编辑、模拟水文、水力和水质情况,并可以用多种形式对结果进行显示,包括对 排水区域和系统输水路线进行彩色编码, 提供结果的时间序列曲线和图表、 坡面图以及统计 频率的分析结果。 最新的版本开发由国家环境保护署国家风险管理研究中心实验室下属的供水和水资源 研究中心资助,同时也得到了来自 CDM 咨询公司的协助。

1.1 水文模型特征
SWMM 主要用于处理城市区域径流产生的各种水文过程,包括: ? 时变降水量 ? ? ? ? ? ? 地表水蒸发 积雪与融雪 洼地对降水的截留 不饱和土壤的降水下渗 降水下渗对地下水的补给 地下水与排水管道的交换水量

? 非线性水库法计算坡面汇流量 ? 模拟各种使降水和径流量减少或延缓的各种微影响( LID)过程 空间的变异性是通过将研究区域划分为具有相同集水性质的子流域而体现的, 其每个子 流域由透水区域和不透水区域组成。坡面水流可以在不同透水区域、 子流域和排水系统的入 口之间流动。

1.2 水力模型特征
SWMM 同时还包括一套设置灵活的水力学模块,该模块能用来模拟径流和外来水流在 管道、渠道、蓄水和处理单元以及分水建筑物等在排水管道中的流动。其功能主要包括: ? 处理无大小限制的排水网
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? ? ? ? ? ?

除了能模拟自然河道中的水流, 还可以模拟各种形状的封闭式管道和明渠管道中的 水流 模拟蓄水和处理单元、分流阀、水泵、堰和排水孔口等一些特殊部分 接受外部水流和水质数据的输入,包括地表径流、地下水流交换、由降雨决定的渗 透和入渗、晴天排污入流和用户自定义入流 应用动力波或者完整的动力波方程进行汇流计算 模拟各种形式的水流,例如回水、溢流、逆流和地面积水等 应用用户自定义的动态控制规则来模拟水泵、孔口开度、堰顶胸墙高度

1.3 水质模型特征
除能模拟径流的产汇流外,SWMM 还能模拟伴随着产汇流过程产生的水污染负荷量, 用户可选择以下任意数量的水质项目进行模拟: ? ? ? ? ? ? ? ? 晴天时不同类型土地利用污染物的堆积 暴雨对特定土地利用污染物的冲刷 降雨沉积物中的污染物 晴天由于街道的清扫对污染物的减少量 由于最优管理措施( BMP)对冲刷负荷的减少量 排水管网中任意地点晴天排污的入流和用户自定义的外部入流 排水管网中水质项目的演算 由于储水单元中的处理设施或者在管道和渠道中由于自然净化作用而引起水质项 目污染负荷的减少

1.4 SWMM 的应用范围
自 SWMM 问世以来, 它就被全世界广泛地应用于下水道和雨洪的研究, 典型应用包括: ? 针对洪水设计排水系统的规模/尺寸 ? ? ? ? ? ? 为控制洪水和保护水质设计滞洪设施及附属物的规模 绘制自然渠道/河道系统的泛洪区 在保证下水管网溢流最小前提下,提供下水道管网最优控制策略设计 评估下水管网溢流产生的入流和下渗给公共卫生环境带来的影响 为污染管理研究提供非点源带来的污染负荷 对采取最优管理措施在雨季所导致污染负荷减少的作用进行评估

1.5 SWMM 的应用步骤
用 EPA SWMM 模拟一个研究区时,通常包括以下几个步骤: 1、设定工程参数默认值和工程主体(见 4.4 设定工程默认值) 2、画出能代表研究区物理结构的网络图(见 5.2 增加一个对象) 3、对组成系统对象的属性进行编辑(见 5.5 编辑一个对象) 4、选择一组分析对象进行参数设置(见 7.1 设置模型参数)
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5、模型运行(见 7.2 模型运行) 6、查看模拟结果(见 8 查看模拟结果) 提示:模型也可以将旧版本的输入文件进行转换,而不需要按照 1-4 的步骤重新构建模 型。

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第 2 章 SWMM 模型的原理
SWMM 将排水系统概化为一系列水流和物质在几个主要情景环境下运移的模块,这些 情景环境模块和 SWMM 对象主要包括: ? 大气模块,来自大气的降水和污染物直接堆积在地表环境中。 SWMM 用雨量计代 ? 表降水作为系统的输入。 地表模块, 由一个或更多个覆盖研究区的子流域组成。 它接受来自大气模块的降水 (降雨或降雪) ;它以下渗出流的形式向地下水模块输送物质,同时也将地表径流 和污染负荷输送到运移模块。 地下水模块, 该模块接受来自地表模块的下渗量, 同时将这部分下渗量部分传送到 运移模块。这部分由含水土层(蓄水层)模块模拟。 运移模块,该模块由一系列具有传输性质(渠系,管道,水泵和阀门)的单元和具 有存储或处理性质(输送水到排水口的传送器或污水处理厂)的单元组成。输入数 据包括地表径流,地下水交换,晴天污水排放以及用户自定义的水文过程。这部分

? ?

由节点和连接模块模拟。 以上模块并不是都需要在特定的模拟中出现, 而是根据用户自己的需要选择, 例如一次 模拟可以只计算运移部分,用事前定义好的水文曲线作为输入即可。

2.1 可视化对象
下图描述了 SWMM 怎样将可视对象组织在一起去代表一个雨洪排水系统。 这些对象可 以在 SWMM 的主界面中显示,点击对象名称得到该对象的相关描述。

2.1.1 雨量计

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雨量计可以有一个或多个, 其功能是为研究区中的子流域提供降水数据。 降水数据可以 是用户自己定义的时间序列, 也可以是外部文件。 当前几种流行的降水文件格式和用户自定 义的标准文件格式都被支持。雨量计属性输入参数包括: ? 降水数据类型(如降水强度,降水量和降水累积量) ? 时间步长(如小时, 15 分钟等等) ? 降水数据的来源(输入的时间序列或外部文档) ? 降水数据来源的名称 更多参考 C.1 雨量计属性 10.3 降水文件

2.1.2 子流域
子流域是水文响应单元,一个子流域的地表径流和排水系统在地形上只有一个水流出 口。 用户根据需要将研究区域划分为一系列子流域, 并对各子流域出口进行编号以方便识别。 排水口可以是排水系统的节点,也可以是其它子流域中的节点。 子流域被划分为透水区域和不透水区域。 地表径流能透过透水区域上表层下渗, 但是不 能通过不透水层表面。不透水区域也分为两部分:一部分是具有蓄水功能的区域,另一部分 不具备蓄水功能的区域;同一个子流域中,二者之间的水流可以相互流动,或者说二者的水 流都流向同一个出口。 流域中降水下渗进入不饱和土壤区域有三种模拟方式,分别是: ? 霍顿模型 ? 格林—安普特模型 ? 径流曲线数法 为了模拟降雪所产生的堆积量, (雪量的)重新分配和融化过程,必须指定一个积雪对 象; 为了模拟地下水在含水层和排水系统节点之间的水流交换过程, 必须指定流域地下水相 关参数; 模拟污染物的堆积和冲刷必须指定土地利用类型; 模拟使降水和径流量减小或延缓 的各种微影响(LID )过程(如生物影响,沟渠渗透,多孔透水人行道,植被良好的洼地和 储水水桶) ,必须事先设定各种微影响( LID)参数。 其它输入参数包括: ? 指定雨量计 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 出口节点或子流域 指定土地利用类型 地表支流(附属物) 不透水率 坡度 坡面汇流宽度 透水面和不透水面坡面汇流的曼宁系数 n 透水面和不透水面的洼地滞水量 具有蓄水功能的不透水面在不透水面中所占比例

更多参考 C.2 子流域属性 2.3.2 下渗
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2.2.4.2 土地利用 2.2.2.4 LID 调控 2.2.2.1 含水层 2.2.2.2 融雪

2.1.3 节点
节点是将输送管线连接在一起的点,包括以下几种分类: ? 交叉点(汇合处) ? 排水口 ? 分流器 ? 储水单元 节点也可以是外部进入排水系统的点,在那里可以通过治理移除污染物。

2.1.3.1 交叉点(汇合处)
交叉点在排水系统中将管线连接在一起的点。 在物理上它们代表自然河道的汇合点、 下 水道中的人工孔、以及管道连接配件。外部径流能通过它进入系统,当连接管道的水量超负 荷时,该点的部分水变成有压水,这部分水要么直接损失掉,要么存储在上一个节点的蓄水 池,待该点水回落时再被重新利用。 节点输入参数包括: ? 接点海拔高程 ? ? ? 离地面的高度 泛洪区域(可选项) 外部入流数据(可选项)

更多参考 C.3 交叉点属性

2.1.3.2 排水口
排水口是排水系统的终端节点, 该点是动力波径流方程演算的下游边界, 对其它类型的 计算方法来说它也许只是一个交叉点,同时只能有一个管线直接连接到排水口。 出水口的边界条件可以用以下关系进行描述: ? 连接导管的标准或正常水深 ? ? ? 一个固定的水位高度 以小时为计量单位用来描述潮汐过程时间表 用户自定义的水位时间序列

排水口输入参数包括: ? 接点海拔高程 ? 边界条件的类型和状态描述 ? 设置一个回水阀门以阻止通过排水口回水 更多参考 C.4 排水口属性
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2.1.3.3 分流器
分流器在排水系统中是一个节点, 该节点将入流水量按照一定的调度规则将水流分流到 指定的管道。一个分流器能同时将两个及以上的管道连接在一起,并在分流端进行分流,分 流器仅仅适用于用完整的动力波计算径流的情况, 而对于一般的动力波演算, 分流器仅仅相 当于一个简单的交叉点。 根据入流转向的定义,分流器分为四种类型,分别是: ? 切断(将超过设定切断值以上部分的入流全部分流) ? ? ? 溢流(将超过没有转向器的导管运输能力以上的入流全部分流) 平板(用一个石板使所有入流都分流) 塘堰(将超过设定切断值以上部分的入流按线性比例进行分流)

一个分流器的输入参数包括以下几条: ? 汇合处的参数(见交叉点) ? 连接接收转向径流器的名称 ? 模拟转向径流所用的方法 更多参考 C.5 分流器属性

2.1.3.4 储水单元
储水单元指排水系统中能提供存储空间的节点, 能代表现实中的存储单元小至水池大到 湖泊。储水单元的容量属性可以用一个相对地表高程函数或数据来描述的。同时,它接收来 自其它节点的入流和泄水,存储节点也可以通过表面蒸发和下渗等过程失水。 存储单元输入参数包括: ? 节点(转向器)海拔高程 ? 最大水深 ? ? ? 储水区域最大储水深 潜在蒸发 格林—安普特下渗参数(可选)

? 泄洪区域(可选) ? 外部入流数据(可选) 更多参考 C.6 储水单元属性

2.1.4 连接
连接通常由排水系统中的运输组件组成,通常两端各有节点,连接类型包括: ? ? ? 管道或导管 水泵 调节器

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2.1.4.1 管道或导管
管道通常包括管道和渠系。 在输水系统中, 该设施主要将水从一个节点输送到另一个节 点。它们的横断面形状可以根据需要进行选择,包括各种标准开口和封闭的几何形状,不规 则的自然横断面形状以及用户自定义的封闭形状。 导管输入参数包括: ? 进口和出口节点的名称 ? 导管在进出口转向节点处的偏移量或偏移高度 ? ? ? ? ? ? 导管长度 曼宁糙率 横断面的几何形状 进口和出口水头损失 阻止回水的阀门 如果导管是人造管线还要有入口区域几何代码

当导管被指定为人造管线, 并运用动力波计算导管规格时, 需实时将计算的结果和标准 (结果) 进行对比, 以查看结果是否符合联邦管理高速管线水力设计委员会制定的管线标准。 更多参考 C.7 导管属性 D.6 横断面编辑器 B.9 管线代码

2.1.4.2 水泵
水泵连接用于将水送往海拔更高的地方。水泵(抽水)曲线可以描述水泵入口和出口节 点处的径流速率和状态关系。有以下五种不同类型的水泵: 类型 1 对于不在一条线上的水泵和水井,径流可以随着水井容量增加而增加。

类型 2 在一条线上的水泵径流可以随着入口节点的深度增加而增加。

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类型 3 在一条线上的水泵径流可以随着入口与出口的水头差不同而持续变化。

类型 4 在一条线上的的水泵出水速率可以随着入口节点深度的变化而变化。

类型 5(理想类型) 一个理想的水泵抽水速率等于径流在入口节点的速率, 这种情况下没有水泵曲线。 这时 水泵必须将入口和出口节点连接在一起,这样做主要用于初步设计。 水泵的开关由动力控制,当入口节点水深到达指定深度时,该开关启动或关闭;也可借 助用户自定义控制程序去控制开关, 同时也可以制定控制水泵抽水速率的驱动规则去控制水 泵抽水速度。 水泵的输入参数包括: ? 入口和进口节点的名称 ? ? ? 水泵曲线的名称(用*代表理想水泵) 水泵初始开关状态 启动和停止时的水深

更多参考 C.8 水泵属性 2.2.3.3 调控准则
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2.1.4.3 流量调节器
在一个运输系统里, 流量调节器是用来控制和使水流转向的结构或驱动器。 它们典型应 用于: ? 释放(储水设备的)存储空间 ? 阻止不可接受的超载(多余水量) ? 使水流向污水处理厂和拦截设施流动 SWMM 能够模拟以下类型的径流调节器: (1) 孔口 孔口用来模拟排水系统中的出口和转向结构装置, 通常用来模拟墙上的人工孔, 储水设 施或人工控制门。在 SWMM 内部它们代表连接两个节点的连接装置。孔口的形状一般为圆 形或矩形,其位置一般在末端或上游节点边上一侧,同时该装置有一个阻止回水的滑动门。 对所有水流运动的类型,孔口都可用作出口的储水单元。在排水系统中,如果不作为节 点的储水单元,它们仅被用来分析动力波径流的路径。 在模型中,通过孔口的水流状态,通常与孔口是否打开、通过它的流量系数以及穿过孔 口的水头差有关。 开孔的高度可以根据用户自定义的调控规则通过动力控制, 同时该装置也 可模拟阀门的打开与关闭。 孔口的输入参数包括: ? 孔口入口与出口节点的名称 ? ? ? 结构(在末端或在边上) 形状(圆形或矩形) 在入口转向节点之上的高度

? 流量系数 ? 打开或关闭的时间 更多参考 C.9 孔口属性 2.2.3.3 调控准则 (2) 堰 堰和孔口一样用来模拟排水系统中的出口与具有转向结构的装置,通常被安置在人工 孔,渠系边或储水单元里面。在 SWMM 内部它们代表连接两个节点的连接装置,通常置于 节点的上方,同时该装置有一个阻止回水的滑动门。 堰有以下四种不同的类型,每种类型模拟径流的方法不同,通常与该区域的功能、通过 它的流量系数以及过堰水头有关。 ? ? ? 横向堰(矩形形状) 溢流堰(在边侧,矩形形状) V 型凹槽堰(三角形)

? 梯形堰(梯形形状) 对所有径流运动的类型,堰都可用作出口的储水单元。在排水系统中,如果不作为节点 的储水单元,它们仅被用来分析动力波径流的路径。 堰口在转向入口节点上方的高度可以根据用户自定义的调控规则通过动力控制, 同时该 装置也可模拟大坝受膨胀的情景。 堰的输入参数包括:
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? ?

堰入口与出口节点的名称 堰的类型和几何形状

? 在转向入口节点上方的高度 ? 流量系数 更多参考 C.10 堰属性 2.2.3.3 调控准则 (3) 出口设施 出口设施用动力驱动控制存储单元的出流情况, 该设备能模拟水泵、 孔口和堰不能模拟 的特殊水头出流情况。在 SWMM 内部它们代表连接两个节点的连接装置,同时该装置有一 个限制水流方向的滑动门。 对所有径流运动的类型,出口设备都可用作出口的储水单元。在排水系统中,如果不作 为储水单元,它们仅被用来分析动力波径流的路径。 用户可以根据出口开孔和在它上方的水头的高度自定义决定出口水量交换的流量特征 曲线,也可以根据水流状态情况来设计调控规则,并利用动力来调整这种水流状态。 出口设施的输入参数包括: ? ? ? 入口与出口节点的名称 在转向入口节点上方的高度 一个包含水头(或水深)与水流关系的函数或数据列表

更多参考 C.11 出口属性 2.2.3.3 调控准则

2.1.5 图形标签
在 SWMM 中,图形标签是可选的文本标注,有助于对研究区特殊对象或区域的识别, 该标签可以用任意 windows 字体标注,可自由编辑和拖放。 更多参考 5.2.5 添加地图标签 C.12 地图标签属性

2.2 不可见对象
在 SWMM 中,物理对象可以在图中直接显示,同时 SWMM 可利用对象不可见的数据 去描述研究区相关特征,包括以下几种数据: ? ? ? ? ? 气象数据 水文数据 水力数据 水质数据 数据列表

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2.2.1 气象数据
在 EPA SWMM 用以下气象数据模拟径流和融雪过程: ? 温度 ? ? ? ? 蒸发 风速 融雪 区域损耗

2.2.1.1 温度
在径流计算过程中, 大气温度数据用来模拟降雪和融雪过程, 如不需要模拟该过程则温 度数据可以省略。温度数据有以下几种来源: ? 用户自定义的间隔时间序列(中间缺省值可采用内插法得出) ? 包含日极值的外部气象文件(SWMM 可利用该值可模拟日尺度正弦曲线) 用户自定义的时间序列,温度单位可用美制单位 F 度和米制单位 C 度。外部气象文件 也支持蒸发和风速文件。 更多参考 10.4 气象文件 D.4 气象参数编辑器

2.2.1.2 蒸发
蒸发通常发生在子流域地表的水面, 以及地下水含水层表层和在储水单元中的蓄水, 蒸 发速率格式有: ? ? ? 固定值 月平均值 用户自定义的日时间序列

? 用外部日尺度温度文件模拟出来的序列 ? 直接从外部文件读入的序列值 如果直接从外部读取蒸发速率系列,月尺度蒸发相关系数需要转化为自由水面蒸发速 率。 蒸发也是一个可选项,允许蒸发仅仅在非雨天的白天进行。 更多参考 10.4 气象文件 D.4 气象参数编辑器

2.2.1.3 风速
风速是可选项,仅仅在模拟融雪时需要。要么是月平均风速序列,要么是和气象文件具 有相同日极值格式的风速数据。 更多参考 D.4 气象参数编辑器
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2.2.1.4 融雪
当模拟研究区降雪和融雪时,融雪参数在各个子流域可以是不同的。包括: ? 当降水以降雪的形式出现时,空气的温度 ? 雪表面的热交换参数 ? 研究区高度,经度和纬度 更多参考 D.4 气象参数编辑器

2.2.1.5 区域损耗
区域损耗指在一个子流域各地表融雪加速趋势不一致造成的。 当融雪正发生时, 地表覆 盖雪减少。 这个过程可以用区域损耗曲线描述, 该曲线表示各地表实际覆雪深度对应的融雪 速率,一个典型的区域损耗曲线见下图:

SWMM 提供两种区域损耗曲线,一个适用于不透水区域的,另一个适用于透水区域。 更多参考 D.4 气象参数编辑器

2.2.2 水文数据
除了雨量计和子流域,还包括以下几个对象: ? ? ? ? 含水层 融雪 单位流量过程线 LID 调控

2.2.2.1 含水层
含水层用来模拟地表以下水分垂直下渗的运动过程。 根据水力坡度的情况, 含水层还可 以模拟地下水渗入排水管道和排水管道渗漏到地表水的情况。 一个含水层可以被多个子流域 共享。 含水层仅仅在需要明确地下水与排水管道的交换水量或估算天然渠系和非城市区域的 基流量和回水曲线时用到。

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含水层包括不饱和区域和饱和区域,可以用土壤孔隙度、水力传导度、蒸发深度、含水 层下边界深度和下渗进入深层地下水损失量等参数来描述含水层的特性。 在计算不饱和区域 含水层时,其初始含水层深度和初始土壤含水量数据是必须提供的。 子流域地下水属性之一是将连接子流域表面或排水系统节点部分定义为含水层, 这样的 定义可以对含水层饱和区域和排水系统节点的地下水径流速率进行参数化。 更多参考 D.1 含水层编辑器 D.9 地下水流量编辑器

2.2.2.2 融雪
融雪可以描述子流域不同区域雪的堆积、运移和融化三个过程。 可运移积雪模块由用户自定义的不透水面比率组成, 它用来代表诸如街道和停车场等区 域,该区域积雪可通过人工移开。 不透水积雪模块区域由子流域内不透水区域组成。 透水积雪模块区域由子流域内透水区域组成。 它们的属性可以由以下参数刻画: ? ? ? 融雪系数的极值 融雪发生时空气的温度 当所有区域被雪覆盖时,雪的深度

? 雪的初始深度 ? 研究区融雪包中土壤层初始的和最大的含水量 可运移积雪模块中可设定积雪运移参数, 这些参数通常由运移前积雪深度和积雪运移到 的地区的参数组成。 通过积雪模块包参数设置给子流域指定一个积雪对象包,该对象包可用于任何子流域。 可以在子流域简单的通过设置融雪和积雪初始状态参数来建立一个积雪对象包。 在每个子流 域创建一个具有物理属性的积雪模块来跟踪雪的积累和融化过程是 SWMM 的核心, 尤其是 根据积雪模块包的参数可以知道透水区域和不透水区域的数量以及前期降水量的大小。 更多参考 2.2.2.2 融雪编辑器

2.2.2.3 单位流量过程线
单位流量过程线(UHS)根据降水量估算流入或下渗(RDII)到下水道系统中的水量。 一个 UH 包括三个水位曲线, 分别是短历时响应曲线、 中等历时响应曲线和长历时响应曲线。 在 SWMM 中,一组 UH 可以按月将一年设定 12 个 UH 参数,每组 UH 可以看作是独立的 操作对象,每组 UH 以及为它提供雨量数据的雨量计需分别命名。 每个单位流量过程线可由以下三个参数描述: ? ? ? R:降水进入下水道系统的部分径流 T:降水开始时间到单位流量曲线到达峰值的时间(单位:小时) K:单位流量曲线到达峰值后退水时间速率

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为了识别径流或下渗(RDII)已经进入排水系统的节点,通过该节点的径流属性必须 能够识别 UH 组和周围下水管道对该 RDII 各自的贡献率。 提示 1:可以通过自定义一个包含 RDII 时间序列的水流外部文件,用来代替单位流量 过程线。 提示 2:在 SWMM 中,单位流量过程线可以用来代替降水—径流过程,并用子流域对 象对 UHS 曲线进行校准。在这种情况下,SWMM 可以调用 RDII 流入一个节点,这相当于 取代了地表汇流过程。 更多参考 2.2.3.1 外部入流 D.12. 3 入流编辑器—RDII 页面 D.40 水文单位线编辑器

2.2.2.4 LID 调控
LID 调控指对径流产生影响不大的各种调控手段,包括对滞留、下渗和蒸发的调控。作 为子流域的固有属性,功能类似于含水层和融雪包。SWMM 能够模拟以下五种不同类型的 LID 调控: ? 生物减缓因子使径流减少。 如混合在砂砾石排水河床中的土壤上生长的植被, 它们 可以滞留、渗透和蒸发雨水以及从周围区域吸收水量,像花园、街道植被、绿色屋 顶均存在各种使径流减少的生物因子。 细缝渗透指在不透水区域上坡存在的被砂砾石所填充的狭小细沟, 它们能截留部分 径流。 它们不仅提供了储水空间, 同时延长了这部分截留的水下渗到土壤当中的时 间。 由混凝土或沥青混合物铺成的连续多孔渗水的人行道系统, 其孔隙区域被砂砾石所 填充。理想状况下,所有的降水将很快通过人行道直接进入砂砾层,然后以自然的 速率下渗进入下面的土壤。 然而由于不透水材料组成的连续障碍物被置于在细沙之 上或多孔砂石之下, 使得落在两个障碍块之间的降水被截留或转化为存储区域将水 ? ? ? 存储在其下方。 水桶或水塔是在降雨时收集屋顶上的雨水,同时在晴天能将雨水重新利用的容器。 植被生长良好的沼泽洼地指那些被草和其它植被覆盖的渠系和荒芜地区, 由于植被 的覆盖导致坡度减小而引起汇流速率变小,下渗到土壤的时间变长。 生物减缓因子、 细缝渗透以及多孔渗透人行道系统所截留的水量可转移到沙石层中 地下(暗)排水系统中,而不全部使之下渗。也可设置不透水地板或衬垫阻止下渗

?

?

进入土壤。 细缝渗透和多孔渗透人行道系统的水力传导度随着时间的推移由于多孔 被堵塞而变小。 尽管还有其它 LID 行为对水质产生重大影响, 但 SWMM 仅仅模拟它们对水文过程的影 响。如需了解 SWMM 内部更多的 LID 调控细节请参考以下主题: ? LID 的显示 ? LID 的利用
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? ?

LID 的配置 LID 的结果

(1) LID 的显示 LID 调控的示意图可以由一组连接在一起的垂向图层表示, 该示意图中的每个图层的参 数单独定义,这样做可以使所有的 LID 有相同的设计,但允许使研究区不同子流域间不同 土地利用类型设置不同的参数。 在 SWMM 运行期间, 利用水量平衡方程可以跟踪每个 LID 图层实时的流出和储水情况。 例如,用来模拟生物减缓因子和道路径流的关系如下图所示:

下表说明不同类型的 LID 图层之间的联系( x 代表需要,0 代表可选的) :
LID Type Bio-Retention Cell Porous Pavement Infiltration Trench Rain Barrel Vegetative Swale x Surface x x x x Pavement Soil x Storage x x x x Underdrain 0 0 0 x

在 SWMM 中,当用户增加一个指定类型的 LID 对象到工程中时,通常需要用 LID 调 控编辑工具去设定每个相关图层的参数(例如厚度、体积、水力传导度和暗渠排水管线特性 等等) ,设定参数之后,通过对 LID 调控属性的编辑可以使这些对象以任意尺寸被设定(安 放) 。 (2) LID 的应用 在一个 SWMM 工程里,利用 LID 调控有两个非常重要的步骤: 1、创建一套可以在研究区被全局编辑的带尺度的独立的 LID 调控器 2、给选定的子流域设定可任意混合的和任意大小的调控器 提示:当添加一个 LIDS 到子流域中时,由于子流域的属性代表全局属性,但其中设定 的不透水区域的百分比和汇流宽度参数仅仅对流域没有设定 LID 的区域起作用。 为了实现第一个步骤,可以在数据预览框选择 Hydrology | LID Controls 栏添、编辑和删 除一个个人 LID 调控对象, LID 调控编辑器可以编辑构成每个 LID 调控对象的各种属性。 对第二个步骤,为了使每个子流域利用 LIDs,可以在流域属性编辑器中打开 LID 组编 辑器,利用该编辑器可以增加或删除在子流域中的个人 LID 调控器,对每一个增加的调控 器,可以利用 LID 使用编辑器去设置调控器的大小以及它控制子流域的范围。
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(3) LID 的配置 有两种不同的方法可以将 LID 调控器置入一个子流域: 1、向一个已经存在 LID 调控器的子流域加入一个或多个控制器,这种方法可以代替向 一个没有 LID 控制器子流域的区域直接添加 LID 2、在子流域上创建一个新的 LID 调控器 第一种方法允许将多个 LID 调控器混合置于一个子流域内,每一个调控器分别处理流 域内部没有设置 LID 调控器区域的水流部分;在这种情况下,流域内的 LID 调控器并列运 行, 它们之间没有交叉关系 (例如来自一个调控器的输出数据不可以作为另一个调控器的输 入) ;同时,当 LID 调控器安装好以后,为补偿安置 LID 调控器前后流域不透水面的百分率 和宽度变化差值,要对流域不透水面的百分率和宽度属性重新进行调整。

第二种方法允许 LID 调控器被统一控制和接受来自上游子流域的出流作为该子流域的 入流。如果带有单一 LID 调控器的子流域是在已有子流域的基础上发展而来,那么一旦新 的子流域不透水面百分率和宽度发生了变化, 原有子流域的属性将和新的子流域属性将保持 一致。需要注意的是,在任何时候只要 LID 引入到子流域,那么在子流域安装了 LID 的区 域其原有属性(如不透水率、坡度和粗糙率等)将不予考虑(也就是说 LID 的属性覆盖了 该区域原有属性) 。 (4) LID 的结果 LID 调控器在子流域配置表现的好坏通常由 SWMM 对总径流、下渗和蒸发速率的模拟 结果反映出来,最后 SWMM 通常会提供一份结果报告。SWMM 的结果报告包含 LID 演算 的摘要,该摘要提供每个子流域中每个 LID 调控器负责计算面积总的水量平衡报告,该水 量平衡结果包括总径流、下渗、蒸发、表面径流、地下(暗)渠系径流以及初始和最后的储 存水量,所有在 LID 区域演算结果的单位用英寸或毫米表示。 为了方便查阅,通常将给定子流域选定 LID 控制范围内的径流速率和湿度等级序列用 指定文本格式存储在表格文件中或以图形的格式存储在电子表格中(例如微软的 Excel) 。
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2.2.3 水力学数据
在 SWMM 模拟中,为了增强对排水系统节点和连接物理对象性质的刻画,可以用以下 水力学数据去描述该系统: ? ? ? 横断面 入流 控制器

2.2.3.1 横断面
横断面是用来描述高程与穿过自然渠系或不规则导管断面水平距离长度关系的一种几 何图像。下图显示的是一个天然渠道的横断面图。

每个横断面必须给一个特定的名称,通常谈到导管从它们的名称就可知道它们的形状, 可以用专门的横断面编辑器编辑横断面的高程, SWMM 内部通常将那些数据转化为面积、 顶端宽以及与渠系深相对的水力半径。 从上图中我们可以看到, 每个横断面通常左右岸各有 一个河滩, 它们的曼宁粗糙系数通常与主河道的不同, 这种特性是结合实际考虑了渠道在高 速水流传输条件下各部分糙率的不同。

2.2.3.2 外部入流
入流发源于流域的径流和地下水,排水系统能接受三种不同类型的外部入流: 直接入流——它们是用户自定义的直接流入节点的时变入流(例如水位曲线或水质曲 线) 。即使在没有任何水流模拟条件下(就像在研究区没有定义子流域一样) ,该曲线也可以 表现水流和水质变化。 晴天入流——这些持续的入流主要来自排水管道系统中的公共污水排放或小管道和河 渠中的基流。一般用平均入流速率代替晴天入流速率,该速率可以根据月、天和小时为单位 进行周期性的调整,同时可应用时间乘法规则去计算该平均值。 降水-入流和下渗(RDII)——暴雨径流通过直接连接在一起的落水管、井底水泵和排 水沟等设施直接流入公共场所或合流入下水道;同时,下渗水量来自地下水管破裂、节点渗 漏和人工孔连接处失效等渗漏出来的水。入流和下渗(RDII)可以根据给定的降水数据模
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拟出来, 该降水数据基于三角单位流量过程线算出, 这种三角单位流量过程线是各种短期的、 中期的和长期的入流对实时降水作出的反应。 可以根据不同的排水区域和一年中任意的月份 设定任意数量的单位过程流量线。入流和下渗( RDII)径流也可以指定一个特定的外部输 入文件。 直接入流、晴天入流以及入流和下渗(RDII)入流的属性可以根据排水系统节点的类 型(交叉口、排水口、分水器和储水单元)在进行节点编辑时指定。它们被用作表现水流和 水质的变化,即便是在没有任何径流模拟条件下(就像在研究区没有定义子流域一样) 。用 界面文件使来自上游排水系统的出流成为下游排水系统的入流是可行的。 更多参考 D.12 入流编辑器

2.2.3.3 调控准则
在模拟过程中, 调控准则将决定水泵和调整器在传输系统中的运行方式。 调控原则可以 用以下方式描述: ? 举例解释 ? 格式规则 ? ? ? 状态申明 操作规则 实时调控准则

(1) 举例解释 以下是一些调控准则的实例: ; 基于单一时间的水泵控制 RULE R1 IF SIMULATION TIME > 8 THEN PUMP 12 STATUS = ON ELSE PUMP 12 STATUS = OFF ;多条件孔口阀门控制 RULE R2A IF NODE 23 DEPTH > 12 AND LINK 165 FLOW > 100 THEN or IFICE R55 SETTING = 0.5 IF NODE 23 DEPTH > 12 AND LINK 165 FLOW > 100 THEN or IFICE R55 SETTING = 0.5 AND LINK 165 FLOW > 100 THEN or IFICE R55 SETTING = 0.5 RULE R2B IF NODE 23 DEPTH > 12
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AND LINK 165 FLOW > 200 THEN or IFICE R55 SETTING = 1.0 RULE R2C IF NODE 23 DEPTH <= 12 OR LINK 165 FLOW <= 100 THEN or IFICE R55 SETTING = 0 ;泵站调控 RULE R3A IF NODE N1 DEPTH > 5 THEN PUMP N1A STATUS = ON RULE R3B IF NODE N1 DEPTH > 7 THEN PUMP N1B STATUS = ON RULE R3C IF NODE N1 DEPTH <= 3 THEN PUMP N1A STATUS = OFF AND PUMP N1B STATUS = OFF ;实时堰高度调控 RULE R4 IF NODE N2 DEPTH >= 0 THEN WEIR W25 SETTING = CURVE C25

(2) 格式规则

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每个调控准则有一系列的格式申明,如下: RULE ruleID IF condition_1 AND condition_2 OR condition_3 AND Etc. THEN AND Etc. ELSE AND Etc. PRIORITY value 其中关键字用黑体字显示, 调控 ID 是指派给规则的标签编号, condition_n 是状态申明, action_n 是操作申明以及优先使用值申明(例如数字从 1 到 5) 。 如上例显示的那样, 每个准则的申明必须以黑体关键字开始, 并且每行只允许有一个申 明。 其中 RULE、IF 和 THEN 是一个申明所必须的关键字,而 ELSE 和 PRIORITY 是可选 项申明。 在两个申明之间允许有多个空行, “; ”右边的文字通常当做注释。 当一个申明包含 AND 和或两个关键字时,或的优先执行权高于 AND,例如: IF A or B and C
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condition_4

action_1 action_2

action_3 action_4

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等价于 IF (A or B) and C 如果表达式为: IF A or (B and C) 上式也可以被以下方式表达: IF A THEN IF B and C THEN 设定优先值的目的是为了解决在连接模拟中当两个或多个规则运行冲突时, 决定规则的 运行顺序。 赋予优先值的规则往往比没有赋予优先值的规则优先被执行; 当两个规则赋予了 同等优先值时,先出现的规则将优先被执行。 (3) 状态申明 一个条款准则的状态申明有如下格式: object id attribute relation value 其中:
object id attribute relation value = = = = = 对象类别 对象的 ID 标签 对象的属性或特征 关系符号(=, <>, <, <=, >, >=) 属性值

另一些状态申明格式如下: NODE N23 DEPTH > 10 PUMP P45 STATUS = OFF SIMULATION CLOCKTIME = 22: 45: 00 状态申明的对象和属性参数见下表:
对象 属性 深度 NODE 水头 外部入流 LINK 流量 孔径 开关状态 PUMP 设置 流量 ORIFICE WEIR OUTLET SIMULATION 设置 时间 日期 曲线比率乘数 所用时间或 时:分:秒 月/天/年 设置 值 数值 数值 数值 数值 数值 开或关 水泵曲线乘数系数 数值 开孔程度

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月 天 时钟

月(1 - 12) 天 (星期日= 1) 时刻 时:分:秒

(4) 操作申明 调控准则的操作申明有如下格式: PUMP id STATUS = ON/OFF PUMP/ORIFICE/WEIR/OUTLET id SETTING = value 其中 SETTING 的设定取决于调控对象的属性: ? 对水泵而言,根据水泵曲线采用乘法规则来模拟水流。 ? ? 对孔口而言, 控制孔口闭合到全部打开 (对孔口的控制是通过孔口低部阀门的上升 或顶端阀门的下降来实现的) 。 对堰而言, 控制由闭合到最初的围栏状态 (对堰的控制是通过移动堰顶胸墙的高度

来完成的) 。 ? 对排水口而言,根据排水率曲线采用乘法规则来模拟水流。 操作申明实例如下: PUMP P67 STATUS = OFF ORIFICE O212 SETTING = 0.5 (5) 实时调控准则 实时调控准则为水泵或水流调整器等具有时变性的设备提供持续不断的监测, 例如随节 点或时间变化的水深变化。控制设备和时变控制参数的关系可以用控制曲线、时间序列或 PID 控制器进行设定,实时调控准则实例如下: RULE MC1 IF NODE N2 DEPTH >= 0 THEN WEIR W25 SETTING = CURVE C25 RULE MC2 IF SIMULATION TIME > 0 THEN PUMP P12 SETTING = TIMESERIES TS101 RULE MC3 IF LINK L33 FLOW <> 1.6 THEN ORIFICE O12 SETTING = PID 0.1 0.0 0.0 一种改进操作申明的形式是通过对控制曲线、时间序列或 PID 参数的设置来进行名称 申明。一个 PID 参数的设定包括三个值,分别是:比例增加系数、时间步长(分钟)和总 时间(分钟) 。同时,习惯上将最后申明状态规则的对象和属性值赋给在控制曲线或 PID 控 制器中的时变调控器。例如:在 MC1 的调控规则中,显示了曲线 C25 的对象及属性随着节 点 N2 的水深参数变化怎样传给堰 W25 的过程。在 MC3 调控规则中,PID 控制器将调整孔 口 O12 的高度以保持连接管线 L33 的水流为 1.6。

2.2.4 水质
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在 SWMM 模型中,水质可以被以下类型的对象的数据描述: ? 污染物 ? ? 土地利用 污水处理

2.2.4.1 污染物
SWMM 能模拟用户自定义任意数量的污染物的产生、流动和运移过程,每个污染物包 括以下属性: ? 污染物名称 ? 污染物浓度(如:毫克/升或更小的计量单位) ? ? ? 降水中的污染物浓度 地下水中的污染物浓度 渗透污染物浓度

? 最初衰减系数 SWMM 能同时定义多种污染物质。例如:污染物质 X 里面含有污染物质 Y,也就是说 含有污染物质 X 的径流融入了含有污染物质 Y 的径流。 子流域的土壤利用类型决定污染物的积累和冲刷。 排水系统污染物的输入包括来自外部 时间序列的入流以及晴天的入流。 更多参考 D.23 污染物编辑器 2.2.4.2 土地利用 2.2.4.2( 1)污染物的形成/积累 2.2.4.2( 2)污染物的冲刷 D.12 外部入流编辑

2.2.4.2 土地利用
土地利用类型可根据土地利用的分类或按流域地表固有的属性进行分类。 土地利用的分 类指住宅区、商业区、工业区和未开发区域等。土地表面属性包括屋顶、草坪、人行道和未 受干扰土壤等等。土地利用类型仅仅用于计算流域内部污染物的积累和冲刷速率。 用户有几种选择方法给流域定义或指定土地利用类型。 其中一种方法是给每个子流域都 指定统一的混合土地利用类型, 这样做的结果是使在研究区的所有子流域都具有了相同属性 的透水面和不透水面。 另外一种方法是分别创建新的子流域并赋予它们各自唯一的土地利用 类型,这样可以根据土地类型的分类清楚地区分透水区域和不透水区域。 建立土地利用类型的种类有以下几个步骤: ? 污染物的形成/积累 ? 污染物的冲刷 ? 街道清理 更多参考 D.18 土地利用编辑器 2.1.2 子流域 (1) 污染物的形成 /积累
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污染物的积累通常是用单位面积增加或单位长度增加量来描述一种土地利用类型中污 染物的堆积情况,其质量通常由美制单位磅/单位和米制单位千克/单位表示。可以用函数计 算晴天污染物的堆积数量,计算函数包括以下几种形式: 幂函数 污染物的累积量(B)是时间参数的幂函数,随着时间的增加而增加,直到得到一个极 限值, ( 2-1) 其中 C1 为可能最大堆积量(kg/m2 或 kg/m) ,C2 为堆积速率常数,C3 为时间的幂指数。 指数函数 堆积量满足受可能最大堆积量限制的指数增长曲线,如下式所示: (2-2) 其中 C1 为可能最大堆积量( kg/m2 或 kg/m) ,C2 为堆积速率常数( 1/天) 。 饱和函数 堆积物开始以线性的速率随时间减少,直到达到某个饱和值。

(2-3) 其中 C1 为可能最大堆积量( kg/m2 或 kg/m) ,C2 为半饱和常数(达到最大堆积物一半时 所用的天数) 。 外部时间序列 这个选项允许用户用一个时间序列函数去描述堆积物的堆积速率, 其序列单位为: 每天 单位面积或单位长度上质量的变化量(kg/m2? d 或 kg/m?d) ,用户也可以用该选项去描述最 2 大可能堆积物( kg/m 或 kg/m)以及为多时间尺度序列数据的转向提供一个换算系数。 (2) 污染物的冲刷 污染物的冲刷来自于降水期间给定土地利用类型的区域,可以被以下方法描述: 指数冲刷 每小时单位质量的冲刷量(W) ( 2-4) 这里 C1 为冲刷系数,C2 为冲刷指数,q 为单位面积径流速率(英尺/小时或毫米/ 小时) , B 为污染物堆积量,这里的堆积量指总堆积量,而不是单位面积或单位长度上的累积量;堆 积量和冲刷量均用污染物浓度表示(milligrams, micrograms 或 counts) 。 冲刷流量特征曲线 每秒冲刷物速率 W 随径流速率指数线性变化,例如: ( 2-5) 其中 C1 为冲刷系数,C2 为冲刷指数,Q 是用户在水流模块中自定义的径流速率。 预定冲刷浓度 这是冲刷流量特征曲线中的一种特殊情况,其中冲刷指数为 1.0,冲刷系数 C1 为每升冲 刷污染物浓度中的物质量(提示:用户自定义的径流单位与 SWMM 内部自带的公升单位之 间可以相互转换) 。
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对每个堆积量而言, 随着冲刷的进行堆积量将逐渐减少, 当再没有堆积物时冲刷也就停 止了。 对一种给定的污染物质和土地利用的类型, 污染负荷在特定的最优管理模式的排除效率 作用下以固定的百分数减少,最优管理模式反映了最优管理方法对土地利用类型调控的效 力。也可以利用 SWMM 自带的预先设定的冲刷浓度选项,或者不去模拟任何污染物的堆积 过程。 (3) 街道清理 街道清理模块可以用来周期性减少特殊污染物在每个土地利用区域的累积。 描述街道清 理的参数包括: ? 两次清理的日期 ? ? ? 模型开始运行到最后一次清理的日期 所有污染堆积物中能被清理的污染物 每种污染物可以被清理的堆积量每次能被清理的量

提示: 这些参数随着土地利用类型的不同而不同, 最后一个参数随着污染物质的不同而 不同。

2.2.4.3 污水处理
给节点赋予一组处理函数,该函数可以模拟排水系统中来自河流污染物的运移情况。 一组处理函数能被任何成型的数学表达式表示,包括: ? 各种水流汇入节点混合后所形成的污染物浓度(用污染物的名称去代表一种浓度) ? 污染物的消减量(将 R 放在污染物名称前面代表消减量) ? 以下的过程变量: FLOW 代表流域节点的水流速率(在用户自定义水流单元中定义) DEPTH 代表节点转向处以上的水深(英尺或米) AREA 代表节点区域面积(平方英尺或平方米) DT 代表演算时间步长(秒) HRT 代表水力过程时间(小时)

处理函数演算结果可以是浓度(用字母 C 表示)或消减量(用字母 R 表示) 。例如,起 初在一个存储节点处的 BOD 衰减表达式可以由下式表达:

C ? BOD ? exp(?0.05 ? HRT )

(2-6)

或一些微量污染物和总悬浮固体污染物(TSS)按一定比例进行移除,其表达式如下:

R ? 0.75 ? R _ TSS

(2-7)

提示:在运行处理函数时必须避免循环引用的情况出现。例如:如果用来模拟 TSS 的 移除量,那么第一个等式将不能被运行。

2.2.5 数据列表
SWMM 用几种形式的数据表格去描述各种对象的属性,它们分别是: ? 曲线
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? ?

时间序列 时间类型

2.2.5.1 曲线
曲线是用来描述两个变量之间关系的工具,SWMM 提供了以下类型的曲线: ? 容量曲线类型——该曲线反映了储存单元节点表面积随水深变化的情况 ? 几何曲线类型——该曲线描述了连接导管横断面形状随高度变化的关系 ? ? ? ? ? 转向曲线类型——该曲线展示了分流器节点将出流转向为入流的情况 潮汐曲线类型——该曲线描述了河口水位状态随时间变化的过程 水泵曲线类型——该曲线描述了水泵将水流输送到上游更深、 容量更大或水头发生 转向的节点过程 等级类型——描述水流通过出口连接输送到具有自由水面深或不同水头区域的过 程

调控曲线类型——该类型曲线展现了用指定的调控规则调度水泵或流量转化设备 调度调控变量(如在一个节点的水位等级)的过程 每种曲线必须指定一个特定的名称和同时赋予曲线相关数据。 更多参考 D.7 曲线编辑器

2.2.5.2 时间序列
时间序列描述了研究对象属性随时间变化的过程,时间序列包括以下数据系列类型: ? ? ? ? ? ? 温度数据 蒸发数据 降水数据 出口节点的出水过程 排水系统节点处外部入流水量水位曲线 排水系统节点处外部入流污染物累计曲线

? 水泵和流量调节器等调控设备的调控参数 每个时间序列必须有一个特定的名称, 同时相应的时间必须输入对应的时间数据。 时间 可以是以小时为单位的绝对模拟时间,也可以是从模拟开始到结束的相对时间(日期) 。时 间序列数据可以在工程中直接输入,也可以把用户自己提供的外部时间序列文件导入工程。 提示 1:对降水时间序列,只需输入有降水时期的数据。SWMM 通常认为在降水时间 范围内,降水量是可持续的常数,尤其是诸如直接利用时间序列的雨量计。对各种类型的时 间序列,SWMM 采用插值法补充两记录之间的缺省值(即对原时间序列采用差值法对数据 进行补充或延长) 。 提示 2:对超出了时间序列范围以外的时间序列,SWMM 默认为这部分降水和外部入 流数据为 0,对温度、蒸发和出水过程时间序列通常认为是序列的第一个或最后一个值。 更多参考 D.35 时间序列编辑器 10.6 时间序列文件

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2.2.5.3 时间类型
时间类型描述了外部晴天水流(DWF)周期性的变化情况。它们由一组赋予调整因子 的乘法函数去描述 DWF 径流速率或污染物浓度,时间类型包括以下几种不同类型: ? 每月的 一个针对每月的乘法函数 ? ? ? 每天的 实时的 按周计算的 一个针对每天的乘法函数 一个针对实时(上午 12 点到晚 11 点)的乘法函数 周末多时间尺度的乘法函数

每个时间类型都有一个特定的名称,创建序列的类型没有数量限制。每个 DWF (水流 或水质)类型是以上四种类型之一。 更多参考 D.34 时间类型编辑器 2.2.3.2 入流

2.3 模拟计算方法
SWMM 是一个具有物理性质的离散化的数学模型,其模拟过程遵循质量、热量和动量 守恒原则。SWMM 通过以下物理过程来模拟暴雨洪水径流的水量和水质。 ? 地表产流径流 ? ? ? ? ? ? 下渗 地下水 融雪 流量计算 地表积水 水质模拟

2.3.1 地表产流计算
地表产流模型的概念图如下图所示:

每个子流域被处理成一个非线性的蓄水池,其流入项有降水和来自上游子流域的水流; 其流出项包括入渗、蒸发和地表产流、蓄水池的容量为最大洼地储水量,最大洼地蓄水量包

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括积水、使地表湿润和被截留的水量。只有当蓄水池水深 d 超过最大洼地蓄水深 dp 时,地 表径流 Q 才会发生,其大小可以通过曼宁公式计算得出:

( 2-8) 其中 W 为子流域固有宽度,S 是坡度,n 是曼宁糙率系数。 蓄水池中的水深随着时间不断更新,其深度根据子流域的水量平衡方程得出。

2.3.2 下渗
下渗是降水进入各子流域透水区域地表以下不饱和土层的过程。SWMM 提供以下三种 方式模拟下渗: 霍顿方程 该方法根据观察经验得出: 在一个长历时降水事件过程中, 下渗衰减指数从初期的最大 下渗速率减小到某一最小值。模拟该过程输入参数包括:最大和最小下渗速率、用来描述速 度随时间变化的衰减系数以及土层从完全饱和到完全干燥所需要的时间 (用来模拟晴天下渗 速率的恢复情况) 。 格林-安普特方程 该方法在模拟下渗过程中, 先假定土壤层中存在一个湿润锋, 该锋将初始土壤含水层与 饱和土壤含水层分割开来,位于二者之间。其输入参数包括:初期土壤含水量、水力传导度 以及湿润锋的水头高(深) 。 径流曲线数值方法 这种方法是在计算径流的 NRCS(SCS )数字曲线方法的基础上演化而来的。该方法假 定土壤的总下渗能力可以从土壤(含水量)数值曲线获取。在一次降水事件中,这种下渗能 力随着降水和持水的累积而减少。 这种模拟方法的输入参数包括构成曲线的数据序列以及土 壤从饱和湿润到完全干燥所需要的时间(用来模拟晴天下渗能力的恢复情况) 。 SWMM 允许用固定的月尺度参数(常数)去调整下渗恢复速率以解决诸如蒸发速率和 地下水水位的时变性问题。这个月尺度土壤恢复类型模块是工程蒸发数据选项中是可选参 数。

2.3.3 地下水
SWMM 中地下水模型的概化图如以下两个区域组成,如下图所示。上部分区域是非饱 和的,其含水量 ? 经常变化;下部分区域是完全饱和的,对含有一定孔隙率 ? 的土层来说, 该部分常常是一个固定值(土壤饱和状态下的含水量) 。

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各参数如上图所示,各变量的意义如下: fI 来自地表的入渗量 fEU 来自上部分区域的潜在蒸发,该部分蒸发通常不参与表面蒸发(即上层潜在蒸发 量) 。 fU fEL fL 上层土壤对下层土壤的补给量,取决于上层土壤的含水量 ? 和深度 dU 来自下层饱和区的蒸发量,取决于上层区域的深度 dU 下层区域向深层地下水的下渗量,取决于下层饱和区的深度 dL

fG 地下水侧向补给排水系统中的水量, 取决于下层饱和区的深度 dL 和排水渠系或节 点的受水深度 一旦模型在给定的时间步长下对水流的模拟开始,那么在每个区域的水量将发生改变, 根据水量平衡新的水深及不饱和区域土壤含水量属性将被记录, 这样做是为了使下步模拟继 续下去。

2.3.4 融雪
在 SWMM 中,融雪过程是产流模型计算中的一部分。每个流域积雪的更新状态取决于 积雪累积量、空间损耗和移除量,以及通过热量收支平衡方程计算的融雪量。流域中只要融 雪过程结束,那么该融雪水量将作为一个额外的降雨量作为模型的输入。 模拟产流包括以下几个步骤: 1、实时的空气温度数据和融雪系数数据 2、降水以降雪形式的数据(即每次降雪数据) 3、根据移除系数计算积雪的再分布数据 4、根据研究区区域损耗曲线估算透水区域和不透水区域的积雪覆盖面积 5、计算融化成液态水的雪的数量可以用以下方法计算: 在降雨时融雪计算采用热量平衡方程。 该计算方法特点是融雪速率随着空气温 度、风速和降雨强度增大而增大。 在非降雨时采用日积温法。 这时融雪速率等于融雪系数与空气温度和融雪表面

温度之差绝对值的乘积。 6、如果没有融雪发生,那么积雪温度高低可以根据当前和过去温度差的不同以及融雪 系数的不同来进行调整。如果发生了融雪,那么积雪温度随着热量增加而升高,直到升高至 积雪开始融化时的温度,融雪只要超过这个温度将转向为径流。 7、由于土壤具有一定的持水能力,融化的水量一部分被土壤的持水能力所劫持,剩下 的融雪水将作为一个额外的降雨量输入流域。
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2.3.5 汇流计算
SWMM 利用质量和动量守恒方程计算导管中的稳定流和非稳定流 (如圣维南方程) , 并 提供给用户以下几种计算方程: ? ? ? 稳定流法(恒定流法) 运动波法 动力波法

上述方法通常利用曼宁公式将流速、水深和河床坡度(摩擦力)联系在一起。一个特例 是用户指定的有压管道类型,可采用 Hazen-Williams 方程或 Darcy Weisbach 方程计算溢流。

2.3.5.1 恒定流法
恒定流法是最简单的汇流计算方法,它假定在每个计算时段流动都是均匀的和恒定的。 因此它仅仅将水流从导管入口端输送到导管出口端, 期间没有延迟或形状变化。 这种水流方 程可以将水流速率和水流面积(长度)联系在一起。 这种汇流的演算不能计算管渠的蓄变、回水、进出口损失、逆流和有压流。该方法仅仅 在树枝状的传输网络中适用, 该网络的特点是每个节点只有一个出口 (除非该节点安装了一 个连接两个出口的转向装置) 。该方法对时间步长的设定不敏感,但对长期不间断的模拟过 程,初期的分析尤为重要。

2.3.5.2 运动波法
该方法仅仅运用连续的动量守恒方程计算每个导管的水流情况。 该计算方法需要水面坡 度等于导管坡度。 最大的水流为通过导管的满负荷流量, 凡是在入口节点超出这个流量的水量要么直接从 系统损失掉要么存储在上一个节点的入口处,等该节点水流回落至可用时再重新输入导管。 运动波可以模拟管道中水流和水面面积随空间和时间的变化, 该方法能消弱和延缓通过 渠系的入流和出流水位曲线,但是这种形式的演算方法仍然不能描述回水、进出口损失、逆 流和有压水,在树状管网网络的应用也是被限制的。当以大尺度时间步长(如 1~5 分钟)进 行模拟时,通常能得到较稳定的结果。如果不重点考虑上述情况时,可以在模拟精度和模拟 效率之间进行选择,尤其是对长时间序列的模拟。

2.3.5.3 动力波法
该方法通过求解完整的圣维南方程组来进行汇流演算, 理论上结果是最准确的。 那些方 程组包括导管中的连续和动量方程以及节点处的质量守恒方程。 该方法可以计算封闭导管满负荷时的有压流, 这种情况下, 水流可以超出导管满负荷水 量。当洪水发生时,节点处的水深超出了节点最大蓄水深,这时超出水量要么直接从系统损 失掉要么存储在上一个节点处,等待导管水流负荷减小时重新输入排水系统。 动力波法可以计算渠系蓄变量、回水、进出口损失、逆流以及有压水流。因为它能解决 节点处水深和有压水流在导管中的运动问题, 因此它适用于任何管网系统, 甚至那些包含多 个转向器和循环管网的系统。 可以在系统里选择通过对孔口和堰的控制, 对由于下游水流限 制和径流调节器带来滞水所产生影响的调节。通常情况下,该部分模拟的时间步长应很短,
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比如 1 分钟或者更少(为了使模拟结果更为稳定,SWMM 通常会将用户自定义的最大时间 步长调短) 。 该模拟方法通常利用曼宁公式将流速、水深和河床坡度(摩擦力)联系在一起。一个不 适用的特例是: 圆形的有压管道类型——采用 Hazen-Williams 方程或 Darcy Weisbach 方程代 替曼宁公式。

2.3.6 表面积水
通常在汇流过程中, 当连接处的流入水流超过系统向下游的输水能力时, 水就会从系统 中满溢出来而损失掉。 用户也可以选择把溢流出来的水存储在连接处上方的池塘中, 当系统 的输水能力恢复时再把这部分水重新引入到系统当中。当采用恒定运动波方法计算汇流时, 地面积水只是简单的处理为将溢出来的水存储起来。 当采用动力波方法时, 节点处的水深会 对汇流计算产生影响, 因此假定溢出的水量存储在一定面积的池塘中, 因此这一面积为该节 点需要输入的参数。 另外,用户可以选择更直接描述地表积水的方法。对于明渠系统,在桥梁或排水管交叉 处等溢流地方,可以通过增加额外的蓄水区域。对于封闭的管道系统,表面溢流可以通过街 道。 小巷以及其它通道汇流到下一个暴雨洪水的进水口或明渠中。 溢流水量也可以存储在诸 如停车场,后院等洼地区域。

2.3.7 水质模拟
在模拟连接导管的水质时, 假定在导管中的水是充分混合的。 通过一个活塞式的装置搅 拌使水混合均匀更合理一些, 这样做可以使水流在管道中的传输时间和污染物在管道中的传 输时间相差最小。时段末,流出连接导管污染物浓度可以由质量平衡方程算出,对计算时段 内可能发生变化的项目,如流量和管道容积等,则取其在时段中的平均值。 对蓄水单元节点处水质的模拟, 可采用与上述连接管道相同的方法。 而对于没有储水容 量的节点,该节点处的水质浓度简单的由进入该节点水体污染物浓度表示。

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第 3 章 SWMM 的主界面
3.1 主菜单
主菜单位于 SWMM 屏幕的上方,其子窗口选项主要用于对象的操作,包括: ? 文件菜单 ? 编辑菜单 ? ? ? ? ? ?
命令 新建 打开 重新打开 保存 另存为 发送 链接 页面设置 打印预览 打印 关闭

视图菜单 工程菜单 报告菜单 工具菜单 窗口菜单 帮助菜单
功能描述 创建一个 SWMM 工程 打开已存在的工程 打开最近用过的工程 保存当前工程 将当前工程用另外一个名称保存 将当前的研究区地图作为文件输出或将当前的结果输出为热启动文件 将两个界面文件的路径链接在一起 设定打印的页边距和方向 对当前输出项进行预览(包括地图、报告、图标或表格) 打印当前视图 退出 SWMM

文件菜单。该菜单包含工程的打开、保存和打印等文件菜单命令,具体如下:

编辑菜单。该菜单包含编辑和复制等功能选项菜单命令,具体如下:
命令 复制到 选择对象 选择顶点 选择区域 全部选择 查找对象 查找文本 组编辑 删除组 功能描述 复制当前内容(地图、报告、图标或表格) ,粘贴到剪切板或文件里 使用户能够选择研究区的对象 使用户能够在地图上选择子流域和连接导管的顶点或端点 使用户能在地图上为选择的多个对象画出一个区域 选择当前所有内容 利用地图中的名称查找一个对象 在状态报告文件中查找指点的文本对象 对一组在同一图层中的对象进行属性编辑 删除一组落在同一图层中的对象

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视图菜单。该菜单包括查看研究区和工程工具栏等按钮。
命令 尺寸 背景 移动 放大 缩小 全屏 查询 全景查看 对象 图例 工具栏 功能描述 设定地图参考坐标和长度单位 允许在工程中加载、编辑和观察一张背景图片 在地图中移动 放大地图 缩小地图 将地图以全景最大化的方式放置在界面中 将满足查询要求的对象在图像中高亮显示 查看显示部分在整个地图中的位置 将图形中的对象进行显示 控制图例的显示 控制工具栏在界面中的显示

工程菜单。该菜单包括对当前工程进行分析的菜单命令。
命令 摘要 详细 缺省值 标准数据 模型模拟 功能描述 对每个对象的类型和数量进行列表显示 为所有工程数据提供一个详细的列表 编辑工程缺省值属性 在工程中注册一个含有标准数据的文件 运行模型

报告菜单。该菜单可以以不同的格式输出分析结果。
命令 状态 绘图 表格 统计 自定义 功能描述 提供一份最近模拟运行的报告单 将模拟结果用图的方式进行显示 将模拟结果用列表的方式进行显示 将模拟的结果用统计分析的方式显示 用户自定义当前图表的显示状态

工具菜单。该菜单包含设置工程参数、研究区显示选项以及加载项等菜单命令。
命令 参数设置 地图显示选项 配置工具 功能描述 设置工程对象参数,例如字体大小、 (更新后)是否删除、显示的小数点后位数等等 设定地图的参数,如对象的大小、注释、水流方向箭头和背景颜色 配置外部的加载工具

窗口菜单。该菜单用于对工作区对象布局的设置。
命令 叠加 部分显示 全部关闭 窗口列表 功能描述 将所有窗口叠加显示,同时使研究区地图全屏显示 将地图最下化,在显示区域窗口垂直显示 除了显示地图所有窗口关闭 将所有打开的窗口进行列表显示,当前选择的窗口用一个复选标记焦距

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帮助菜单。可以从该菜单得到来自 SWMM 公司的帮助文件。
命令 帮助主题 怎么办 度量单位 错误信息 用户指南 关于 功能描述 显示帮助文件 对大多数命令按钮操作的主题进行列表显示 显示所有 SWMM 参数的度量单位 显示了所有错误信息所代表的含义 提供给用户一个关于 SWMM 的简短介绍 显示用户当前 SWMM 的使用版本

3.2 工具栏
工具栏为用户提供了简便的操作方法,包括以下工具栏: ? 标准工具栏 ? 地图工具栏 ? 对象工具栏 所有的工具栏都能被置于主菜单栏下方、 不越过浏览栏边界或 SWMM 工作区的任意地 方,当工具栏固定后,其大小能再被编辑。 工具栏可以通过在主菜单选择 View >> Toolbars 来设定为可见或不可见。 标准工具栏。标准工具栏包含用户常用工具的快捷按钮: 新建一个工程 打开一个存在的工程 保存当前工程 打印当前页面 复制当前选择到剪切板或文件 查找研究区地图指定的对象或报告单中指定的文本 运行模型 可视化条件查询 将模拟结果用一个新的坡面图显示 将模拟结果用一个新的时间曲线显示 将模拟结果用一个新的散点图显示 模拟结果用一个新的表格显示 将模拟结果用统计分析结果显示 更改当前可视区域的属性 重新布置窗口的叠放方式,同时将研究区最大化。 图像工具栏。该工具栏按钮对研究区可见的图像进行操作: 选择工具 顶点选择工具 区域选择工具
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图像移动工具 放大工具 缩小工具 全屏幕显示工具 测量工具 对象工具栏。该工具栏包括向研究区添加一个对象按钮。 增加一个雨量计 增加一个子流域 增加一个交叉节点 增加一个出口节点 增加一个转向器节点 增加一个存储单元节点 增加一个连接导管 增加一个连接水泵 增加一个连接孔口 增加一个连接塘堰 增加一个出口连接 添加文本

3.3 状态栏
状态栏放在 SWMM 界面的底部,共有六个部分(如下图) :

自动长度调整。 该状态表明对导管长度和子流域面积的自动模拟开启或关闭, 通过点击 小箭头能改变开关状态。 偏移状态。 表明是否设定了节点转向器位置离节点的深度或偏移高度。 点击小箭头改变 其状态。如果改变了状态,会弹出一个对话框询问是否将工程中所有现存的偏移量改变(例 如:将深度偏移量转向为海拔偏移量,反之依然,取决于用户的选择) 。 汇流单位状态。显示了当前使用的汇流单位,可以通过点击小箭头改变当前汇流单位。 选择美制单位汇流单位意味着所有其它水量将用美制单位表示, 同样选择米制单位工程中所 有汇流单位将用米制单位表示。 值得注意的是如果改变系统的单位, 先前输入系统的单位将 不会自动随之改变。 运行状态。水龙头的图标表示: ? 如果得不到模拟结果,水龙头没有水流出。 ? 如果得到模拟结果,水龙头将有水流出。 ? 如果能得到模拟结果, 但由于结果与工程中设定的参数不符合, 水龙头将是一个坏 的龙头图标。 放缩水平状态。显示了当前地图的放缩情况( 100%为满屏) 。 XY 的位置状态。显示了当前鼠标所在研究区的坐标。

3.4 研究区地图
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研究区图展示的是组成排水系统对象的平面图,其相关属性如下:

显示对象的位置和对象之间的距离,但不能反应对象本身的物理大小。 可以选择一些对象的属性, 如可以用不同的颜色显示不同节点处的水质或连接导管的流 速情况。这些颜色用图例表示,并可以进行编辑。 能够在图中直接添加新的对象和对已存在的对象进行编辑、删除和重新放置。 能够将图片(如街道或地形图)放在地图后面作为参考。 可以画出不同尺寸大小的节点和连接管, 添加汇流方向箭头和对象符号, 标签和数值属 性可以在图中进行显示。 可以打印地图,复制到剪切板或作为 DXF 文件或 WINDOWS 图元文件输出。 更多参考 6 图像操作

3.5 数据浏览
当数据标签被选择时, 数据浏览框出现在 SWMM 主界面的左 边,从中可以选择工程中所有的对象: 列表框上部显示的是 SWMM 中各对象的分类情况, 下部分是 当前选择分类数据对象的名称列表。 两个列表框中间部分分别为: 增加一个对象 删除选择的对象 编辑被选择的对象 上移一位被选择的对象 下移一位被选择的对象 将对象按升序排列 该列表框的高度和宽度均可通过点击列表框边缘来进行调 整。

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当在列表中选择一个对象时,在地图中相应的对象将高亮显示。例如:在数据浏览中选 择一个导管时,地图中的导管将被高亮显示;反之,当在地图中选择一个对象时,该对象在 数据浏览列表中也被选择。

3.6 地图浏览
当地图标签被选择时,地图浏览框出现在 SWMM 主界面的左边,从中可以选择地图的 主题和时间: 地图浏览面板由以下三个嵌入的模块组成,其功能是对结果显示 的控制: 主题嵌入模块可以对可视的对象进行颜色选择。 时间嵌入面板可以选择任意模拟结果的时间,并将该天的模拟结 果在地图中显示出来。 动画嵌入面板可以控制研究区地图和所有坡面图随时间变化过 程。 和数据浏览一样,该列表框的高度和宽度均可通过点击列表框边 缘来进行调整。

3.6.1 地图浏览——主题面板
可以在地图浏览面板中选择主题变量在研究区地图中进行颜色控 制。 子流域选项可以通过该选项选择需要在地图中显示的主题。 节点选项,选择需要在地图中显示的排水系统节点主题。 连接选项,选择需要在地图中显示的排水系统连接主题。

3.6.2 地图浏览——时间面板
时间嵌入面板可以选择任意模拟结果的时间, 并将该时间的模拟结果 在地图中显示出来。 日期-选择需要查看模拟结果的日期 时段-选择需要查看模拟结果的精确时间 总时间-选择将被查看点到模型开始运行时间点的总时间

3.6.3 地图浏览——动画面板
动画嵌入面板可以通过时间按控制研究区地图和所有坡面图的变化。 例如可以对地图颜色和水力坡度纵坡面深度根据模拟过程的运行情况自动向前或向后移动 进行持续更新。面板各控制按钮意义如下: 回到开始点
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动画回放 动画停止 向前播放动画 下面的滑块用来调整动画播放速度。

3.7 属性编辑
属性编辑工具(下图所示)用来对能在地图中显示对象的属性进行编辑。当双击选择的 对象或在数据浏览窗口中单击 按钮时调用该工具。 属性编辑器主要的特征包括: ? ? ? 对两列表格进行编辑——编辑名称和数值 用鼠标点击编辑器顶端可以对表格大小进行编辑 编辑器底端空白区域是显示编辑对象编辑属性的 提示区域(即注释区域) ,其大小可以通过移动分 割线进行调整。 用鼠标操作可以将编辑器窗口移动和缩放 根据对象的属性,有以下几种类型值: 一个可以输入数值的文本框 可供选择的下拉列表 ? ? ? 一个既可供选择的下拉列表框又支持数据 的直接输入框 一个缺省按钮, 点击该按钮将弹出一个专门的

? ?

编辑器 当前编辑的字段将用一个高亮字体以及白色背景进行显示。 滑动鼠标的滚轮和键盘的上下键都可以在两字段间进行转向。 开始编辑热点的某一字段,要么输入一个值要么点击 ENTER 键。

3.8 参数设置
工程参数的设定允许用户去制定工程的某种特征。设定工程参数,在主工具菜单栏下, 点击 Program Preferences, 一个包含两个表头的参数对话框将出现, 一个表头为参数名称栏, 一个为数据格式栏。

3.8.1 参数名称
通过参数对话框的参数名称栏可以对以下参数进行设定: 粗体字——在工程中所有的字体用粗体表示 大号字体——在工程中所有的字体用大号字体表示 高亮显示地图——地图中选择的对象是否高亮显示 地图标签注释——当鼠标指向地图中对象时,一个注释框弹出将显示该对象的 ID 名称 和当前主题(值) 。
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确认删除——删除对象前,会弹出一个确认删除对话框 自动备份——自动将新工程以.bak 后缀文件在磁盘上进行备份 绝对时间报告——将绝对时间(不是天/时间)作为时距图和表的默认值 自动保存结果——模拟完毕模拟结果将自动保存到磁盘, 否则用户将被询问是否保存模 拟结果。 清除列表——清除最近打开过的文件(即清空 File >> Reopen) 临时文件路径—— SWMM 存储临时文件路径的方向(名称) 提示:临时文件路径必须是一个文件夹地址,该地址用户可读入数据,同时该地址空间 必须足够大,有能够轻松存放足够大(数十兆字节)数据的空间。系统初始默认的路径为临 时文件的存储的路径。

3.8.2 数据格式
数据格式参数对话框用来控制模拟结果小数点后显示的位数。 首先从下拉菜单选择一个 子流域、节点或连接变量,接着从后面的选项框中选择小数点后需显示的位数,及选择结果 需要显示的变量。

注意设定其参数以后,凡是用户以后输入的参数其小数点后位数均与该设定值相同。

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第 4 章 工程操作
工程文件包含了研究区所有的信息,以.INP 后缀进行保存。该部分介绍了怎样创建、 打开和保存一个工程以及相关属性的设置方法。 ? 创建一个新工程 ? ? ? ? ? ? ? 打开一个工程 保存一个工程 设定参数缺省值 单位的设定 偏移量的设定 注册标志数据 查看所有工程数据

4.1 创建一个新工程
创建一个新的工程有以下几种方法: 1、在主菜单中选择 File >> New 或单击标准工具栏的按钮 2、创建新工程之前,你将被提示是否保存现有工程。 3、还没有定义的新工程所有属性为设定的缺省值。 新建一个工程。

当运行 SWMM 时,一个新的工程将被自动创建。 提示:如果你打算利用自动调整大小加载一张背景图片,建议在新建工程后,马上设定 地图的大小。 (见 6.2 设定地图范围)

4.2 打开一个已存在的工程
打开存放在磁盘上的工程: 1、在主菜单中选择 File >> Open 或单击标准工具栏的按钮 2、打开工程之前,你将被提示是否保存现有工程。 3、在弹出的对话框中,选择需要打开的文件的文件夹。 4、单击 Open 打开选择的文件。 打开一个最近操作过的工程: 1、在主菜单中选择 File >> Reopen。 2、从弹出的列表中选择需要打开的工程。 打开一个工程。

4.3 保存工程
以当前的名字保存工程可以在主菜单中选择 File >> Save 或单击标准菜单栏中的 钮。
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用不同的名字保存工程在主菜单中选择 File >> Save As 按钮, 在弹出的标准保存对话框 中,选择存放工程的文件夹并输入保存工程的名称。

4.4 设定工程默认值
除了用户改变系统缺省值外,每个工程都有一组自动的缺省值,其值有以下三种类型: ? 默认标签 ID(当对象第一次出现时,用来区分是节点还是连接导管) ? 默认流域属性(例如:面积,宽度,坡度等等) ? 默认节点/连接属性(例如:节点转化器,导管长度,演算方法) 设定工程缺省值方法: 1、在主菜单中选择 Project >> Defaults 2、将弹出一个带有以上三种类型选项的工程缺省值设定对话框 3、当新的参数设定好以后,点击对话框左下方的按钮保存 4、点击 OK 按钮保存所有设定值。

4.5 参数单位
SWMM 提供美制单位和米制单位。选择什么样的流量单位将决定系统中的数字: 包括所有诸如 CFS(立方英尺每秒) 、 GPM(加仑每分钟)和 MGD(百万加仑每天) 描述水流的美制单位。 以及所有诸如 CMS(立方米每秒) 、LPS(升每秒)和 MLD(百万升每天)描述水流 的米制单位。 可以直接在界面状态菜单选择水流单位或在缺省值对话框中进行设定。 如果是后者所有 的工程将以缺省值单位进行保存。 注意: 之前的输入数据的单位将不会根据设置之后自动调 整单位。

4.6 偏移量的设定
如下图所示导管和流量调节器(孔口、堰和出口)可以设置在连接节点末端上方的一定 距离。

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有两种常用的偏移量设置方法。第一种是导管末端到转化器的距离(如图中的 1 和 2 标识的距离) ;第二种是转化器放置的绝对高程(图中点 1 的绝对高程) 。其参数可以在界面 状态菜单和工程缺省值对话框 Node/Link Properties 中进行设定。

4.7 校准数据格式的设置
SWMM 可以将模拟结果在时距曲线图中进行比较,不过在应用这些校准数据以前,这 些数据必须在工程中进行注册转化成特殊的文本格式文件。 注册校准数据步骤如下: 1、在主菜单中选择 Project >> Calibration Data 2、在弹出的校准数据对话框中,选择需要校准的参数(例如:节点深度、连接管径流 等) 。 3、直接输入需要校准文件路径或单击浏览按钮选择。 4、如果你想在 Windows NotePad 文档中编辑校准文件单击编辑按钮。 5、如果有多个校准数据,重复步骤 2~4。 6、点击 OK 完成设置

4.8 查看工程所有数据
除了地图坐标数据,所有输入 SWMM 的标准(格式化好的)数据都可以在非编辑窗口中 列表显示, 这样做对确保所有关键数据的输入是非常有用的。 可以在主菜单中单击 Project >> Details 去查看列表,该数据列表的格式和保存在磁盘中文件的格式是相同的,关于该格式 在 SWMM5 用户手册附录 D 中有非常详尽的描述。

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第 5 章 对象操作
SWMM 用各种对象模拟排水系统和传输系统中的元素。该部分介绍了创建、选择、编 辑、删除和重置对象的方法。

5.1 对象的类型
SWMM 中有两类物理对象是可见的,同时非物理对象包括设计、装载和操作信息。这 些对象列表在数据浏览栏下,包括: 工程标题;节点;模拟操作;连接;气象因子;横断面;雨量计;调控规则;子流域; 污染物;含水层;土地利用类型;融雪包;曲线;单位流量过程线;时间序列; LID 控制; 时间类型;地图标签

5.2 增加一个对象
在研究地图中可视的对象包括:雨量计、子流域、节点、连接以及地图标签。除了地图 标签,其它对象都有两种方法加入到工程中: ? 在对象工具栏选择对象图标,然后用鼠标点击加入到地图中 ? 在数据浏览栏中选择需要添加的对象,然后点击 按钮 第一种方法由于对象直接显示在地图当中故推荐使用; 第二种方法添加对象不直接显示 在地图中直到在属性编辑器中被赋予了相应的 XY 坐标。 每个对象添加到工程当中说明如下:

5.2.1 添加雨量计
在对象工具栏中方法如下: 1、在对象工具栏中点击 2、将鼠标移动到设计好的地方并且单击 在数据浏览栏中添加方法: 1、在列表中选择雨量计 2、单击 按钮 3、如果需要对象显示在地图当中,需要在属性编辑器中输入 XY 的坐标。

5.2.2 添加子流域
在对象工具栏中添加子流域方法如下: 1、在对象栏中单击
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2、在地图中用鼠标画多边形: ? 在顶点处左键单击 ? 单击右键或按 Esc 键结束 ? 如果结束编辑按 Esc 键 在数据浏览栏中添加子流域方法: 1、在列表中选择子流域 2、单击 按钮 3、如果需要对象显示在地图当中,需要在属性编辑器中输入 XY 的坐标。

5.2.3 添加节点
在对象工具栏中添加节点方法如下: 1、在对象栏中选择以下相应的节点类型 为交叉点 为出口 为流量转换器 为存储单元为交叉点 2、将鼠标移动到设计好的地方并且单击 在数据浏览栏中添加节点方法: 1、在列表中选择需要添加的节点(交叉点、出口、水量转换器以及存储单元) 2、单击 按钮 3、如果需要对象显示在地图当中,需要在属性编辑器中输入 XY 的坐标。

5.2.4 添加连接
在对象工具栏中添加连接方法如下: 1、在对象栏中选择以下相应的连接类型 为导管 为水泵 为孔口 为堰塘 为出水口 2、将鼠标移动到设计好的地方并且单击入口(上游)的节点。 3、再将鼠标移动到出口(下游)的节点,如果需要对连接进行调整则点击中点部分。 4、 在最后一个出口 (上游处) 节点点击结束 (如果想取消操作则点击鼠标右键或按 ESC 键) 。 在数据浏览栏中添加连接方法: 1、在列表中选择需要添加的连接单元 2、单击 按钮 3、在属性编辑器中输入入口和出口处节点的名称

5.2.5 添加地图标签
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在研究地图中添加文本标签: 1、在对象工具栏中点击文本处理工具 2、在需要放置标签的左上角单击地图 3、输入文本 4、按 Enter 键输入文本或按 Esc 键取消输入

5.2.6 添加一个非可视对象
添加一类不能直接在地图上显示的对象 (如气象数据、 含水层、 雪包、 单位流量过程线、 LID 控制器、横断面、调控规则、污染物、土地利用类型、曲线、时间序列以及时间类型等) 1、在数据浏览拦下选择需要添加的对象 2、单击 按钮 3、在出现的对话框中编辑对象的属性

5.3 选择一个对象
在地图中选择的对象方法: 1、首先确定界面是在选择模式下,切到这种模式有以下两种方法:一是在工具栏直接 点击选择对象工具 ,再一种是在主菜单中选择 Edit >> Select Object

2、用鼠标点击需要选择的对象 在数据浏览栏中选择对象的方法: 1、在下拉列表中选择需要选择的分类 2、接着从分类列表中选择对象

5.4 移动一个对象
在地图中雨量计,子流域以及节点能被数遍直接移动重置,方法如下: 1、选择需要移动的对象 2、按住鼠标左键不放,拖到一个新地方 3、释放鼠标 另外一种方法: 1、在数据浏览栏中选择要移动的对象(只能是雨量计,节点或地图标签) 2、按住鼠标左键不放,拖到地图中的一个新位置 3、释放鼠标 提示:第二种方法设置的对象,不含有坐标属性。

5.5 编辑一个对象
编辑地图中出现的对象:
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1、选择需要编辑的对象 2、如果属性编辑器不可见,那么可以通过以下方法调查属性编辑器: 在对象上双击鼠标 或者右键在对象上单击,从弹出的菜单中选择属性

在数据浏览中单击 3、在属性编辑器中编辑对象 在数据浏览栏中编辑对象: 1、在数据浏览栏列表中选择编辑对象 2、接着要么单击 按钮或双击列表中的对象或按 ENTER 键 根据选择对象的分类,将弹出不同类型的属性编辑器。 提示: 对象参数的单位取决于所选择的对象水流速率的单位。 水流速率单位可以在工程 缺省值节点/连接属性框(见 4.4 设定工程默认值)或主窗口状态栏直接设定。

5.6 转化一个对象
可以在不是先删除或增加一个新的对象以前,将节点或连接类型转化为另外一种类型。 例如将交叉结点转化为出口节点或将一个孔口连接转化为一个堰塘连接。 将节点/连接转化的方法如下: 1、在地图中在需要转化的对象上右键单击 2、在弹出的列表中选择转化到(Convert To) 3、在出现新的对话框中选择需要转化到的节点或连接类型 4、随意编辑对象,但是属性值不能和转化的对象相同。 转化的对象只有具有相同字段的属性被存储。例如节点包括名称、位置、描述、标签、 外部入流、处理设备及转化器高程;连接字段包括:名称、结束节点、描述和标签。

5.7 复制、粘贴一个对象
显示在地图中对象的属性可以被复制和粘贴到另外一个对象上。 将对象的属性复制到 SWMM 的粘贴板上: 1、在需要复制的对象上右键单击 2、在弹出的对话框中选择 Copy 将属性粘贴到一个对象上: 1、在需要粘贴的对象上右键单击 2、在弹出的对话框中选择 Paste 只有具有相同类型的数据之间才能被复制粘贴。不能复制的属性有对象名称、坐标、末 端节点(对连接来说) 、标签以及二者之间相同的属性。例如标签,只有字体属性被复制和 粘贴。

5.8 删除一个对象
删除一个对象:
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1、在地图中或数据浏览栏中选择需要删除的对象 2、在数据浏览栏中单击 按钮或在键盘上按 Delete 按键或在需要删除的对象上右键单 击,从弹出的列表中选择 Delete 提示:你能设置删除提示框,详细设置见 3.8.1 参数名称。

5.9 编辑连接
连接可以由任意数量直线组成直的或弯曲的多边形组成, 一旦连接在地图上被绘出, 那 么内部的点可以被增加。删除或移动。 编辑连接内部的点: 1、在地图中选择需要编辑的连接,将地图置于选择模式下可以通过以下几种方法:在 地图工具栏中单击 , 或在主菜单选择 Edit >> Select Vertex, 或在连接上单击右键在弹出的 列表中选择 Vertices。 2、这是鼠标将变为向背的形状,连接中的所有顶点将用空心的正方形显示,被选择的 顶点用实心正方形显示,选择另外一个顶点只需将鼠标移到它上面。 3、增加一个顶点,可以在单击右键弹出的列表中选择 Add Vertex(或按键盘上的 Insert 键) 。 4、删除当前选择的顶点,可以在单击右键弹出的列表中选择 Delete Vertex(或按键盘 上的 Delete 键) 。 5、移动一个顶点只需用鼠标按住不放拖拽即可。 6、在定点编辑模式下能选择和编辑连接的顶点。结束顶点选择模式,可以在单击右键 的弹出列表中选择 Quit Editing 或直接选择工具栏中的另外一个按钮。 在一个连接单元单击右键,从弹出的列表中选择 Reverse 可以转化它的方向(如节点转 化) 。通常情况下,连接方向应该从上游末端导向下游末端,前者高程通常比后者高。

5.10 编辑子流域
子流域由封闭的多变型组成,编辑和增加多边形的顶点,方法和编辑连接相同(见 5.9 编辑连接) 。如果子流域原先或经编辑只有两个或少于两顶点,那么只有中心的符号将被显 示在地图上。

5.11 选择一组对象
一组在研究地图中不规则的区域, 可以被一起编辑或一起被删除。 选择一组对象方法如 下: 1、在主菜单中选择 Edit >> Select Region 或在地图工具栏中选择 2、点击鼠标左键将需要选择的对象用多边形包围起来 3、点击右键或按 Enter 键结束多边形绘制,按 Esc 键取消选择

5.12 删除一组对象
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在主菜单中选择 Edit >> Group Delete 删除地图中的一组对象(见 5.11 选择一组对象) , 在弹出的对话框中选择需要删除对象的类别, 在选项框中可以选择按对象的属性标签删除一 组对象,记住当删除一个节点时,所有连接在该节点的连接将一同被删除。

5.13 编辑一组对象
可以对选择的一组对象(见 5.11 选择一组对象)进行共有属性编辑: 1、在主菜单中选择 Edit >> Group Edit 2、在新弹出的组编辑对话框中对选择的对象进行属性编辑

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第 6 章 图像操作
在地图中可以显示模拟对象,其功能是通过操作地图可视化系统。

6.1 选择地图主题
在地图中可以用不同颜色显示不同主题, 在地图浏览框下拉列表中选择需要显示的子流 域、节点和连接主题。 改变主题颜色的显示方法可以参考地图图例的用法。

6.2 设定地图范围
为了在屏幕中更好的显示模拟对象,地图的大小可以作相应的调整。 设定地图大小的方法如下: 1、在主菜单栏中选择 View >> Dimensions 2、通过点击左下角和右上角的地图范围调整框大小或点击自动大小按钮根据对象的属 性去自动调整适应的大小 3、选择需要用的单位 4、如果自动调整功能是开启的,如果用户想调整导管的长度和子流域面积可以点击 "Re-compute all lengths and areas"按钮 5、单击 OK 按钮完成设置 提示 1 如果用户想根据背景图片去调整地图大小,最好在创建工程之初就设定好地图 的大小。地图的单位可以和导管的单位不同,后者(英尺或米)的单位取决于选择的单位是 美制单位还是米制单位。如果必要的话 SWMM 会自动转化单位。 提示 2 如果用户想在不改变地图尺寸的前提下改变导管长度或子流域面积,可以在 Re-compute Lengths and Areas 对话框中进行设定而不需要在坐标对话框中进行设定。

6.3 加载底图
SWMM 可以再在研究区地图后面加载一张背景图,背景图像可能是街道、公共设施、 地形、 规划或任何相关的图片或图画。 例如利用一张街道背景图可以在上面直接进行排水系 统节点和连接的数字化操作。

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背景图必须是从外面输入的 WNDOWS 元文件图、BMP 或 JPG 格式的影像图。一旦图 像输入到系统中,它的属性就不可以在 SWMM 中进行编辑,但可以通过平移工具或放缩工 具对它的范围大小和可视化区域进行操作。因此,最好用改变大小不变形的源文件图,而不 用 BMP 或 JPG 格式的图片。大多数 CAD 和 GIS 工具都可以将工程保存为这种源文件。 在主菜单中选择 View >> Backdrop,出现的对话框有以下几个命令: 加载(加载一种背景图到工程当中) 卸载(从工程中卸载背景图) 排列(排列排水系统的示意图和背景图相匹配) 重新定义大小(重新定义背景图的大小) 水印(背景图的显示状态) 当工程被保存的时候,连同背景图片的名称和属性也全部被保存。 为了得到最理想的背景图片效果: 用源文件图,而不用 BMP 格式图 事先设定地图的大小(长宽比)和背景图片尺寸(长宽比)大小一致。

6.3.1 加载背景图片
加载背景图片在主菜单中选择 View >> Backdrop >> Load,弹出一个加载图片选项框, 概况包括: 1、背景图片存放的文件 打开包含背景图片文件的文件夹,点击 称。 2、世界坐标文件 如果一个影像的世界坐标文件夹存在,输入名称或点击 第一行:图片反应真实世界水平方向上的真实像素 第二行:X 方向旋转参数(不使用) 第三行: Y 方向旋转参数(不使用)
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按钮,在弹出对对话框中选择加载图片的名

查找。一个世界坐标文件包

括影像的地理信息, 该文件可以被图像软件创建或用文本编辑器编辑, 它包含以下六行信息:

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第四行:图片反应真实世界垂直方向上的真实像素 第五行:对象左上角在图片中对应的 X 坐标 第六行:对象左上角在图片中对应的 Y 坐标 如果没有世界坐标文件,背景图将置于地图的中心在屏幕中显示。 3、将地图的尺寸调整到背景图片的尺寸 仅仅当指定一个世界坐标文件是该选项才可以。 选择该选项可以将地图的尺寸调整到背 景图片的尺寸一样, 并保证在地图中显示的对象相对位置不变, 选择该选项以后背景图片的 位置可能需要调整保证和排水区域的对象一一对应。

6.3.2 调整背景图片的位置
调整研究区加载背景图片和排水系统示意图的相对位置方法如下: 1、在主菜单中选择 View >> Backdrop >> Align 2、按住鼠标左键不放拖拽背景图片到排水系统匹配的区域,释放鼠标

6.3.3 重新设置背景图片的大小
重新设置背景图片的大小可在主菜单中选择 View >> Backdrop >> Resize,将弹出一个 可以设置左下角和右上角和背景图片匹配 XY 坐标的对话框,同时你也能在该对话框中将背 景图片尺寸设置和当前研究区地图尺寸一致, 或者反向设置。 注意后者的设置方法将使地图 中当前对象的位置发生改变,但相对地图左下角的坐标没有发生变化。

6.4 测量距离
测量地图中的距离或面积方法: 1、点击工具栏中的 按钮 2、左键单击测量的起始点 3、在需要测量的对象上移动鼠标,在每个需要测量的路径上单击 4、右键单击或按 Esc 键结束测量 5、测量的结果(带单位)将在对话框中显示。如果最后一个点和开始第一个点重合将 显示封闭多边形的面积大小。

6.5 放大或缩小地图
放大地图中的对象方法: 1、在主菜单中选择 View >> Zoom In 或单击工具栏中的 2、用左键点击需放大区域的中心 3、放大特定的区域,只需在将要放大的区域用鼠标在区域的左上角按住不放拖拽出一 个矩形区域释放鼠标即可 缩小对象的方法:
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1、在主菜单中选择 View >> Zoom Out 或单击工具栏中的 2、地图将缩小到先前浏览的水平

6.6 移动地图
移动研究区的方法: 1、在主菜单中选择 View >> Pan 或单击工具栏中的 按钮 2、用左键按住地图任意位置不放,拖拽到需要查看的区域 3、释放鼠标结束平移 在小屏幕全景地图中平移地图: 1、如果小屏幕全景地图没有打开,在主菜单中选择 View >> Overview Map 调出小屏幕 全景地图; 2、如果当前研究区域出于缩小状态,那么当前的显示区域的轮廓将出现在在小屏幕全 景地图中国,将鼠标置于轮廓上; 3、左键按住轮廓不放拖拽到新的位置; 4、释放鼠标,地图中的视图将移到相应的位置。

6.7 地图全屏化
将地图中的研究区全屏化有两种方法: 1、在主菜单中选择 View >> Full Extent 2、或单击工具栏中的 按钮

6.8 查找对象
在地图中查找一个已知名称的对象: 1、在主菜单中选择 View >> Find Object 或单击标准工具栏中的 2、弹出一个如下查找对话框: 按钮

选择需要查找的类型并输入查找对象的名称。 3、单击 Go 按钮结束查找

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如果选择对象在地图中, 它将被高亮显示在地图中和数据浏览下拉列表中。 如果被查找 对象在当前缩小区域不可见,那么地图将被平移查找对象能显示的地方。 提示:用户输入的对象名不区分大小写,例如 DODE123 等价于 Node123。 当找到一个对象,查找对话框将弹出以下列表: ? 连接到子流域出口 ? ? 将连接链接到节点 将节点连接到连接

6.9 条件查找
条件查找是在研究区找出满足指定标准的对象(例如被洪水淹没的节点,水流速率在 2 英尺/秒的导管等等) 。它也能查找带有 LID 控制器的子流域和由外部入流的节点。 设置方法 如下: 1、在图形浏览状态下选择需要查询的时间序列 2、选择 View >> Query 或在工具栏中点击 3、将出现一个以下查询对话框: 按钮

? ?

在子流域、节点、连接、带有 LID 的子流域或外部入流节点中选择一个查询对象 选择一个查询参数或 LID 的类型或流入的装置

? 选择一个关系符号,之上、之下或等于 ? 输入比较值 4、单击 Go 按钮,满足条件的对象将在查询对话框中显示;同时选择的对象将在地图 中高亮显示 5、当地图浏览栏中选择了一个新的时间序列,那么查询结果将自动更新 6、接着你能重新提交一组查询参数或单击右上角的关闭按钮关闭该对话框 当该对话框关闭以后,屏幕将显示之前的内容。

6.10 图例
图例将当前主题的数值和颜色对应在一起。子流域、节点和连接各自有自己的图例,模 拟时间的图例也可在地图中进行显示。

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显示或隐藏一个图例: 1、 在主菜单中选择 View >> Legends 或右键在地图上单击从弹出的列表中选择 Legends 打开图例 2、单击需要显示类型的图例 双击图例可以隐藏图例。 将图例移到一个新位置,只需鼠标左键按住不放拖拽到一个新位置,释放鼠标即可。 编辑图例有以下两种方法:一是在主菜单中选择 View >> Legends >> Modify 或在可见 的图例上右键单击从弹出的图例编辑对话框中进行编辑。

6.11 全景观察
全景观察(如下图所示)可以使我们看到当前屏幕焦点在全研究区域的位置。屏幕当前 显示区域的轮廓用长方形在全景观察窗口中显示, 当拖拽全景观察窗口中的轮廓的位置, 地 图中的显示也将相应发生变化。在可以在主菜单中选择 View >> Overview Map 对全景对话 框进行显示或隐藏。全景观察窗口可以被拖拽到任意位置,也能被重新设定其大小。

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6.12 地图显示设置
地图设置对话框用来对显示地图的显示方式进行调整,有以下几种方法: ? 在主菜单中选择 Tools >> Map Display Options 或 ? 当研究区域被焦聚时可以在标准工具栏中点击 按钮或 ? 在地图的任意空白处单击右键在弹出的对话框中选择 Options 在显示的地图设置对话框中,你可以做各种设置,例如子流域的填充风格、节点和连接 的尺寸、水流方向的箭头以及背景颜色等等。

6.13 地图的输出
可以用以下格式完整的输出研究区地图: Autodesk's DXF (Drawing Exchange Format) 格式 the Windows enhanced metafile (EMF) 格式 EPA SWMM's own ASCII text(.map)格式 DXF 格式文件可以被许多 CAD 相关软件读取; 原文件可以被文字编辑器和装载入绘画 软件中进行比例修改和编辑。 这两种格式都是矢量数据, 以不同的尺度对它们进行显示都不 会失真。 将地图输出为 DXF,metafile 或 text 文件步骤如下: 1、选择 Select File >> Export >> Map 2、在地图输出对话框中选择要输出的格式 3、如果你选择 DXF 格式,同时你也要选择在 DXF 文件中节点保存的方式。节点方式 有闭合圆管、 开口圆管以及闭合的正方形等等, 但这并不是说所有的读者都能识别描述闭合 圆管 DXF 文件的格式,因此必须添加图形注释,例如节点和连接的标签,这些注释都不会 被输出,但是地图中对象的标签会被输出 4、格式选择完毕,单击 OK,在弹出的对话框中输入保存的名称

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第 7 章 模型模拟
当描述流域的各种参数设置以后,即可对其径流、路径以及水质进行模拟。本章节主要 介绍了怎样设置模型运行参数、怎样运行模型以及怎样校准模型运行中出现的错误。

7.1 模型参数设置
SWMM 中有很多控制模拟雨洪排水系统的参数,这些参数设置如下: 1、在数据浏览模式下选项框中选择 Options 2、从以下种类中选择参数进行编辑: ? 基本选项 ? 日期选项 ? ? ? ? 时间步长选项 动力波汇流选项 界面文件选项 报告选项 按钮调出所选对象的属性编辑器进行编辑

3、点击

7.2 模型运行
开始模拟, 可以在主菜单栏中选择 Project >> Run Simulation 或单击标准工具栏中的 按 钮。当模型运行时将出现以下对话框:

如在模型正常运行过程中终止运行,可以单击上图中的 Stop 按钮或按 Esc 键。只有当 模型运行结束以后,才可以查看模拟结果。在模型运行过程中,可以单击最小化按钮使界面 最小化。

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如果模拟成功,将在 SWMM 主窗口下边状态栏出现一个

图标;所有的模拟误差

或警告信息将被列在状态报告窗口中; 当一次模拟成功以后接着修改相关参数, 这时水龙头 变成一个破损的水龙头,表明当前模拟结果与修改参数后的模拟工程不匹配。

7.3 校正模拟结果
如果模拟过早的结束了运行, 运行状态对话框的状态说明中将显示运行不成功的相关细 节。状态报告包括:错误的状态、代码以及问题的描述(例如:错误 138:节点 TG40 定义 的初始水深大于最大深度) 。 即使模拟成功, 用户也应该查看运行状态细节确保所有结果的合理性。 下面列举了导致 程序提前结束最可能出现或最常见的问题:

7.3.1 未知的 ID 错误
最常见的是一个对象与另一个没有被定义的对象有联系时, 会出现这种错误提示。 例如 子流域的出口被指定为 N29, 但是没有一个以这个名字命名的子流域或节点存在。 类似错误 的参数也可能发生在曲线、时间序列、时间类型、含水层、雪包、横断面、污染物以及土地 利用类型等对象上。

7.3.2 文件错误
当出现以下几种情况时,会出现文件错误提示: ? ? ? 在用户的电脑上不能找到该文件 文件的格式不正确 存放数据的文件, 由于用户没有对该文件写入数据的权力, 故文件不能被打开写入

数据 当模型运行时,SWMM 需要有在临时文件夹中直接读入数据的权限。系统默认读入的 文件夹是系统自带的临时文件夹。如果没有这个路径或者用户没有对该文件夹读入的权限, 那么用户需要在工程参数设置对话框中指定一个新的路径。

7.3.3 排水管系统图层错误
一个正确的合理的排水系统设计必须符合以下条件: ? ? ? 确保出口节点只有一个导管连接 一个水流转化器节点必须有两个出流的连接 运用运动波法计算时, 一个交叉口的节点只有一个出口连接, 以及一个校准连接不

能和不带存储功能出流节点连接 ? 运用动力波计算水流路径时,在管网中必须至少有一个出口节点 如果出现任何与上述情况相悖的情况,系统出现错误提示。
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7.3.4 连续性错误
当模型成功运行后,会在运行状态窗口中显示汇流、径流路径、污染物径流路径等连续 错误。这些错误显示的是系统中模拟(初期存储量 +总入流量)与(最后存水量+总出流量) 之间的差值百分数,如果这个百分数超过某个值,比如 10%,那么这个模拟结果认为是不 合理的。最常见的连续性错误包括模拟时间的步长设置太长或导管设置太短。

其它的系统连续性错误还有以下情况, 模拟结果状态框列表了排水系统中节点大量的水 流连续性错误, 如果一个节点的超出误差太大, 用户应该主要考虑的是节点问题而不是模拟 目的的问题。如果这种情况发生,好好研究一下提示以减少这种错误。

7.3.5 不稳定的径流结果
模型采用计算自然界水流的动力波法(对于更小的范围使用运动波法)进行流量演算。 在利用这种方法进行水流演算时, 有些模拟结果在数值上很不稳定, 表明在一些连接的径流 或节点的水深在某些时期发生了严重的涨落或震荡。当这种情况出现时,SWMM 系统不会 自动识别它们, 因此这靠用户自己去识别哪些模拟结果是稳定的并决定哪些模拟结果是可用 的。 时距图 (散点图) 在网络系统中有非常重要的作用, 用户可以利用它辅助识别下列情况; 例如分析连接处的水流和相对于上游节点处的水深的关系。 (见 8.4 查看图像) 数值的不稳定性是短历时的, 不可能在长步长的长时间序列的绘图中出现。 当检测这种 情况时, 推荐将该时间步长设为一分钟或者更少, 至少这样做最差也能得到初期的演算结果。 运行状态报告将列出五个水流最不稳定的连接数据, 这几个连接中的水流值比同期透水 区域和子流域中的水流值要大很多(或小很多) 。这些值是符合规格的,代表可能发生的情 况的预期值,例如当水流转向时,且范围在 0 到 150。如果在径流时距图中发现连接有最大 不稳定值出现,要对其值进行检查确保模拟结果是稳定可接受的。 用动力波法计算水流的路径产生的数据不稳定可以通过以下方法减小这种不稳定性: ? 减少汇流时间的步长 ? 用一个更小的时间步长因子对时变步长进行优化 ? ? 选择在动量方程中忽略了的惯性项 对短导管长度进行适当的延长

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第 8 章 查看模拟结果
本章节介绍了几种模拟结果的显示方法, 分别是: 模拟状态报告、 显示各种地图、 图表、 表格以及统计分析报告。

8.1 查看模拟报告
每次模拟运行结束以后,SWMM 将提供一份模拟结果报告单,其报告内容包括以下信 息: ? ? ? ? ? ? 模拟选项分析 输入摘要(如果在模拟选型中设置了的话) 降水文件信息 错误提示信息 调控过程(如果在模拟选型中设置了的话) 误差

? 结果的稳定性分析 研究区每一个子流域、节点和连接的结果摘要包括以下列表中的内容: ? 子流域径流 ? ? ? ? ? ? ? ? ? LID 功能 子流域冲刷 节点的深度 节点的汇流 节点处的水交换量 节点的洪水 存储容量 连接导管中的水流 水流的分类

? 导管的超蓄量 ? 水泵信息 可以在主菜单栏中选择 Report >> Status 查看状态报告,该报告窗口有一个书签面板, 利用该面板用户可以方便查看列在面板中各主题的内容。 将状态报告中选择的文本复制到文件或系统剪贴板,首先用鼠标选择需要复制的文本, 然后在主菜单栏中选择 Edit >> Copy To(或者点击标准工具栏中的 按钮) 。如果需要复制 整篇报告,直接在主菜单栏中选择 Edit >> Copy To(或者点击标准工具栏中的 按钮)而 不用选择文本。 查找状态报告列表的对象,首先用鼠标选择该对象的名称,然后在主菜单栏中选择 Edit >> Find Object(或者点击标准工具栏中的 按钮,然后再弹出的列表中选择 Find Object) ,将弹出一个图像查找对话框,选择查找对象的类型(子流域、节点或连接) ,单击

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Go 按钮 (对象的名称已经输入选项框) , 被查找的对象将以高亮的形式显示在数据浏览框和 研究区地图当中。

8.2 可查看的参数
对下面的变量而言, 每步长时间模拟的结果都可以在地图中进行显示, 同时模拟的结果 也可以用于制图、表格和进行统计分析。 子流域变量包括:降水速率(英寸/ 小时或毫米/ 小时) 、积雪深度(英寸或毫米) 、损耗 (下渗+蒸发,单位:英寸/小时或毫米/小时) 、汇流(流量单位) 、地下水进入排水系统中 的水量(流量单位) 、地下水高程(英尺或米) 、每种污染物的浓度(质量/升) 连接变量包括:流量速率(流量单位) 、平均水深(英尺或米) 、流速(英/秒或米/秒) 、 弗劳德数 (无量纲因子) 、 容量能力 (从当前深度到蓄满深时的比率) 、 每种污染物的浓度 (质 量/升) 节点变量包括:水深(在转向节点以上的高度,英尺或米) 、液压水头(每单位面积在 垂向上绝对高程,英尺或米) 、储水容量(包括积水量,立方英尺或立方米) 、侧向入流(汇 流+所有其它的外部入流,流量单位) 、总入流(侧向入流+上游的入流,流量单位) 、表面 洪水(当节点满负荷时超出的水量,流量单位) 、治理之后每种污染物的浓度(质量 /升) 系统输入变量包括:空气温度( F 或 C) 、蒸发速率(英寸 /天或毫米/天) 、总降水量(英 寸/天或毫米/天) 、总降雪深(英寸或毫米) 、平均损失(英寸/ 天或毫米/天) 、总径流(流量 单位) 、晴天总入流(流量单位) 、地下水总入流(流量单位) 、总 RDII 入流(流量单位) 、 总直接入流(流量单位) 、总外部入流(流量单位) 、总外部的洪水(流量单位) 、从出水口 的总出水量(流量单位) 、节点总储水量(立方英尺或立方米) 以上这些变量中, 只有被选择并且模拟结果的时间序列被保存过的子流域、 节点和连接 的变量才能被显示。 除非 Report >> Options 命令正在显示指定对象的报告, 否则在工程中所 有的类似对象的变量都可以被显示。

8.3 图中可显示的参数
有以下几种直接将某些输入的参数和模拟的结果直接在地图上显示的方法: 在当前数据浏览状态栏下, 地图中的子流域、 节点和连接将根据地图图例颜色的分类进 行相应的显示。如果在数据浏览栏选择了一个新的时间,地图中的颜色将进行相应的更新。 当勾选了快速浏览地图标签程序, 用鼠标在地图上在各对象之间移动, 将在提示框中显 示当前对象的 ID 名称和当前主题参数的参数值。 在地图选项对话框的注解页面下, 选择适当的按钮几乎可以对所有子流域、 节点和连接 的 ID 名称和参数值进行显示。 满足地图查询设定特定条件的子流域、节点和连接可以被显示。 利用数据浏览页面下的动画播放控制面板, 可以对网络地图的结果随时间进行向前或向 后播放。 图像可以被打印、复制到粘贴板或保存为 DXF 文件和 WINDOWS 元文件。

8.4 查看图像
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分析结果可以由几种不同类型的图表进行显示,该图标能被打印、复制到剪贴板、保存 为文本文件或 WINDOWS 元文件。模拟结果可以创建以下几种类型的图表: ? ? ? 时距图 剖面图 散点图

按住 SHIFT 键的同时按住鼠标左键拖出一个矩形区域,可以放大或缩小任何图表;当 鼠标从左往右拖是放大图表,从右往左拖是缩小图表。在图表的任何地方按下 CTRL 键的 同时按下鼠标左键不放,可以随意拖动图表。 通常情况下,当再次运行一个新的模型时,图表会自动更新。为防止系统用新的模拟结 果自动对原有图表进行更新,可以点击当前图表窗口左上方的 只需再次点击该按钮。 更多参考 9.5 复制当前页 9.4 打印当前页 图标锁定当前图表;解锁

8.4.1 时距图
时距图是利用一个变量六个相对时间的点绘制的图表。 当只绘制了一个时间点的时距图 时,可以将该点作为绘图变量进行标准数据注册,到时该点随着模拟结果一起制图。

创建一个时距图步骤如下: 1、在主工具菜单中选择 Report >> Graph >> Time Series 或者在标准工具栏中单击 钮,出现一个时距图对话框如下图所示; 2、在该对话框中可以对绘制的对象和数量的相关参数进行设置。 设置时距图的外观: 1、确保该图处于当前活动状态(点击它的标题栏) 2、在主菜单中选择 Report >> Customize,或在标准工具栏中单击 上右键单击。 按钮,或者在图表 按

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3、在弹出的图表选项对话框中设置图表的外观。

8.4.2 剖面图
如下图所示, 剖面图展现的是同一时间排水系统中连接和节点的模拟水深与它们之间距 离的关系。剖面图一旦被创建,如果用户在地图浏览列表中选择了新的时间点,那么剖面图 将自动被更新。

创建一个剖面图步骤如下: 1、在菜单栏中选择 Report >> Graph >> Profile ,或单击标准工具栏中的 出一个剖面图对话框; 2、利用该对话框可以对需要绘制的剖面进行相关路径设置。 设置剖面图的外观: 按钮,将弹

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1、确保该图处于当前活动状态(点击它的标题栏) 。 2、在主菜单中选择 Report >> Customize,或在标准工具栏中单击 按钮,或者在图表 上右键单击。 3、在弹出的剖面绘图选项对话框中设置图表的外观。 剖面图可以在模拟结果出来以前绘制, 可以使排水系统垂向图层形象化和具体化。 如果 用这种方法创建剖面图, 那么在图的左上角有一个 该按钮可用于更新该剖面图。 按钮, 当图中的任何高程数据被编辑,

8.4.3 散点图
散点图显示的是两个变量之间的关系,如:管道中水流的速率和节点中水的深度关系。

创建一个散点图步骤如下: 1、在菜单栏中选择 Report >> Graph >> Scatter,或单击标准工具栏中的 按钮,将弹 出一个散点图对话框; 2、利用该对话框可以设定时间的间隔,绘图的两个对象以及它们的变量。 设置散点图的外观: 1、确保该图处于当前活动状态(点击它的标题栏) 。 2、在主菜单中选择 Report >> Customize,或在标准工具栏中单击 上右键单击。 3、在弹出的图表选项对话框中设置图表的外观。 按钮,或者在图表

8.5 查看表格
被选择的变量和对象的时间序列结果可以被列表显示,包括以下两种列表格式: 按对象列表——把一个对象的几个变量的时间序列进行列表 (例如: 一个导管的水流和 水深) 。
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按变量制表——把几个对象的一个变量的时间序列进行列表(例如:一组子流域的汇 流) 。 创建一个表单的步骤如下: 1、在菜单栏中选择 Report >> Table,或单击标准工具栏中的 按钮。 2、在弹出的子菜单中选择表格格式( By Object 或 By Variable) 。 3、在弹出的按对象制表或按变量制表对话框中填写表格应该包含的特定信息。

8.6 查看统计报告
统计报告来自于模拟结果的时间序列。 对一个指定的对象和变量, 该报告包括以下几个 方面: ? ? ? ? 将模拟总时间用天、月或按水量(或按体积)隔离成在某个最小阈限值以上的不相 重叠的时间序列 统计每个结果的特征值,例如均值、最大值或模拟期间变量的总数量 对全部结果的数值进行特征值统计分析(均值、标准偏差和协方差) 对一组结果的数据进行频率分析

对每个结果进行频率分析可以知道一个结果出现的频率, 也可预估每个结果出现的重现 期;统计分析的特性决定了它适合对长系列连续的模拟结果进行分析。 创建一个统计报告的步骤如下: 1、在菜单栏中选择 Report >> Statistics,或单击标准工具栏中的 按钮;

2、在弹出的统计选项对话框中填写需要被分析的指定对象、变量和事件。 统计报告由以下四个表格组成: ? 一个模拟结果摘要统计表格 ? 事件发生的时间排序表格,包括它们的日期、持续时间和数量 ? 被选择结果统计量的柱状图 ? 模拟结果的超频特征曲线 超频统计包括对模型输出结果的数量统计报告,而不是统计期间的全部数据。

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第 9 章 打印和复制
这部分描述的是怎样打印, 怎样复制到系统粘贴板中以及怎样复制到 SWMM 当前工作 区中对象中。包括研究区地图、图表、表格或报告。

9.1 选择打印机
选择安装在 WINDOWS 中的打印机并设定其打印参数: 1、在主菜单中选择 File >> Page Setup 2、在弹出的对话框中单击 Printer 按钮 3、从出现的组合框中选择一个打印机 4、单击 Properties 按钮设置打印机参数 5、每次参数设定完以后都单击 OK 按钮保存设定

9.2 设定文档格式
设定打印格式如下: 1、在主菜单中选择 File >> Page Setup 2、在弹出的页面设置对话框中可以有以下操作: ? 选择打印机 ? 选择纸张方向(横向或纵向) ? 设定上、下、左、右边边距 3、从出现的组合框中选择一个打印机,在对话框中的 Headers/Footers 页面可以进行如 下设置: ? 输入需要在每页页眉出现的文字 ? 页眉是否被打印或页眉文字格式设置 ? ? ? 输入需要在每页页脚出现的文字 页脚是否被打印或页脚文字格式设置 是否每页进行编号

4、单击 OK 按钮保存设定

9.3 打印预览
在主菜单中选择 File >> Print Preview 进行打印预览,这时需要打印的页面将出现在预 览框中。在打印预览模式下,单击鼠标左键可以置中和放大图片,点击右键可以置中和缩小 图片。

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9.4 打印当前页
打印当前在 SWMM 工作区中显示的内容,要么在主菜单中选择 File >> Print 或单击标 准工具栏中的 按钮,以下对象可以被打印: ? 研究区地图(当前显示区域范围) ? 状态报告 ? 图表(时间序列、坡面以及散点图) ? ? 列表报告 统计分析报告

9.5 复制当前页
SWMM 可以将当前显示的文本和图表复制到粘贴板或者是复制到文件夹。在这个版本 中可视的并能被复制的对象包括研究区地图、图表、表格和报告。 复制当前页面到剪切板或文件夹: 1、如果当前显示的是表格,选择需要复制的表格单元或通过在主菜单中 Edit >> Select All 选择整个表格 2、在主菜单中选择 Edit >> Copy To 或在标准工具栏中单击 按钮 3、在弹出的复制对话框中,选择需要复制的对象并点击 OK 按钮 4、如果复制到文件夹,在保存到对话框中输入文件的名称,单击 OK 完成保存 更多参考 5.7 复制、粘贴一个对象

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第 10 章 SWMM 文件类型
本章节介绍了 SWMM 能利用的文件类型,包括以下几种类型: ? 工程文件 ? ? ? 报告和输出文件 降雨文件 标准数据文件

? 时间序列文件 ? 界面(界面)文件 在 SWMM 中,只有工程文件是必须的,其它都是可选的。

10.1 工程文件
SWMM 工程文件是纯文本文件,该文件包含了描述研究区域的所有数据以及用来分析 研究区域的所有选项。 该文件以分块的形式被组织, 每一个部分相应的对应一种特定的对象, 可以在打开的工程中,通过在 SWMM 界面主菜单中选择 Project >> Details 查看工程文件数 据;在主菜单中选择 File >> Open 可以打开一个已存在工程,通过选择 File >> Save (或 File >> Save As)对工程进行保存。 通常情况下,用户不能直接编辑工程文件,这是由于 SWMM 通过图形用户界面进行增 加、删除或修订工程数据,以及设定工程参数。当然,对当前数据以其它电子格式存储的许 多工程来说,例如 CAD 或 GIS 文件,最好在将数据输入 SWMM 前,将该数据在输出它们 的软件中进行编辑。 SWMM 附录 D 中附有工程格式的详细说明。 工程文件被保存到磁盘之后, 同时还自动生成一个配置文件; 这个配置文件和工程文件 有相同的名称,但后缀是.ini(例如:如果一个工程文件名是 project1.inp,那么配置文件名 是 project1.ini ) 。该配置文件包含了在 SWMM 图形用户界面设置的各种参数设置,例如地 图显示特征、图例颜色和间距、对象缺省值以及标准文件信息等等。通常情况下,用户不应 该编辑这个文件,虽然这个文件丢失 SWMM 工程仍然能够被加载和运行。

10.2 报告和输出文件
在每次模拟运行结束以后, 系统都将创建一个纯文本的报告文件, 该文件包含模拟结果 的状态报告。在主菜单中选择 Report >> Status 可以查看该报告。如果模型运行失败,该报 告列出的是出错信息清单,对一个运行成功的模拟来说,报告包括以下几点: ? 水量、 水质和水流与水质的路径误差 (由于水的流速和污染物的运动速率不一致或 者说是同一储水单元中污染物的浓度不一致造成的——译者注) ? ? 排水系统中所有节点和连接的模拟结果汇总表 运用动力波计算时,时间步长和往复频数分布报告

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输出文件是二进制文件,其数据是来自 SWMM 模型成功模拟的结果。这个文件可以在 SWMM 用户界面上被用来创建时距图或表格、剖面图以及对模拟结果进行统计分析。 成功运行一个工程以后,该工程要么被保存要么被关闭,不管哪种情况出现,报告文件 和输出文件都以相同的名字进行保存,然而后缀分别是.rpt 和.out。如果在工程参数设置框 中将提示保存结果关闭,系统将自动以上面的方式进行保存。否则,用户将会被询问是否保 存当前的结果。如果对结果进行了保存,那么在下次打开工程之后,来自文件的结果将会自 动被应用或显示。

10.3 降水文件
SWMM 的雨量计可以利用存储在外部降水文件中的降水数据,该对象可以识别以下列 格式存储数据的文件: ? 美国国家气象服务中心(NWS)和联邦航空代理局提供的 DSI-3240 格式及相关格 式的每小时降水数据,可以从国际气象数据中心(NCDC)网站 www.ncdc.noaa.gov/oa/ncdc.html 上获取该数据。 国家气象服务中心(NWS)提供的 DSI-3260 格式及相关格式的每十五分钟的降水 数据,也可以从 NCDC 网站上得到。 加拿大气象中心提供的 HLY03 和 HLY21 格式的每小时降水数据, 该数据可以从加 拿大的网站 www.climat.weatheroffice.ec.gc.ca 得到。 来自加拿大气象中心提供的 FIF21 格式的每十五分钟的降水数据, 该数据同样可以 从上述网站在线得到。 用户自己准备的标准文件,该文件每行包括站点代码、年、月、小时、分钟,和非

? ? ? ?

零的降水记录数据,上述各项目用一个或多个空格分开。 用户自己准备数据的格式的一个例子如下: STA01 2004 6 12 00 00 0.12 STA01 2004 6 12 01 00 0.04 STA01 2004 6 22 16 00 0.07 在同一个文件夹中,可以以这种格式可以记录多个站点的数据。 当雨量计被指定从文件中读取降雨数据时, 用户必须提供该文件的名称和涉及记录站点 的名称。对用户自定义的标准文件来说,降水的类型(如降水强度或降水量) 、记录频率和 降水深单位也必须被提供给雨量计。 对其它类型的文件来说, 它们的文件格式已经对上述属 性进行了定义,SWMM 能自动识别相关参数。

10.4 气象文件
SWMM 能利用包含日空气温度、蒸发、和风速数据的外部气象文件,当前软件能识别 下列格式的文件: ? 在国家气象数据中心网站 www.ncdc.noaa.gov/oa/ncdc.html 上获取的 DSI-3200 或 DSI-321 文件 ? 在加拿大网站 www.climate.weatheroffice.ec.gc.ca 能得到的天气文件

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?

用户自己准备的气象文件,该文件每行包括了站点名称、年、月、天、最高温度、 最小温度,以及可选项蒸发速率和风速,如果得不到上述项目的数据,那么将用 *

代替该值 提示:对于用户自己准备的气象文件,在工程中所有数据必须有相同的单位;对美制单 位而言,温度单位是:F°,蒸发单位是:英寸 /天,风速是:迈/小时;对米制单位来说, 温度单位是:C°,蒸发单位是:毫米/天,风速是:千米 /小时。

10.5 校准数据文件
在时距图中, 校准文件变量的值有一个或多个能与模拟结果的值进行比较。 以下每个文 件都可以单独被利用: ? 子流域径流 ? 子流域地下水流 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 子流域地下水高程 子流域积雪深度 子流域污染物冲刷量 节点深度 节点侧向入流 节点溢流 节点水质 连接(导管中水的)水量 连接(导管中水的)速率

? 连接(导管中水的)深度 在主菜单中选择 Project >> Calibration Data 注册一个校准文件(见 4.7 校准数据格式的 设置) 。 校准文件的格式如下: 1、用单独一行输入第一个用于校准对象的名称。 2、接下来的子行包括以下对象记录的数据: ? ? ? 测量日期(月/天/ 年,例如: 6/21/2004)或者是模型模拟的总天数 测量日期的测量时间(小时:分钟)或者是相对流逝的总时间 测量值(对污染物而言,每种污染物都有一个值)

3、以后所有增加的对象都有以上相同的序列格式。 以下是一个校准文件的例子, 该例子包含了 1030 和 1602 两个导管的水量值。 注意以分 号“; ”开始后面的是注释。在这个例子中,所用的时间是模拟流逝的时间而不是测量的日 期。 ;Flows for Selected Conduits ;Conduit Days Time Flow ;---------------------------------------1030 0 0: 15 0 0 0 0 0: 30 0 0: 45 23.88 1: 00 94.58

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0 1602 0 0 0 0

1: 15 115.37 0: 15 5.76 0: 30 38.51 1: 00 67.93 1: 15 68.01

10.6 时间序列文件
时间序列文件是外部文本文件, 该文件包含了 SWMM 中用来描述时间序列对象的数据。 时间序列数据包括:降水、蒸发、排水系统中流域节点的水流以及在排水口边界节点处的水 量等等;该文件只能在 SWMM 外部用文本编辑器或电子表格软件进行编辑。利用 SWMM 的时间序列编辑器,可以把一个时间序列文件链接到指定的时间序列对象上。 时间序列文件由每一行一个时间序列值组成, 其间不允许空行。 其注释能插入文件的任 何地方只要以分号“; ”开头,时间序列可以由日期/时间/值( date / time / value )或时间/值 (time / value) 两种格式表示, 它们之间用一个或多个空格隔开。 对于日期/时间/值 (date / time / value)格式,日期和时间的输入格式分别为月/天/ 年(month/day/year,例如: 7/21/2004) , 24 小时时间制( 24-hour military time,如 8:30 pm 代表 20:30) ,在输入第一个日期以后, 增加数据如果有新的日期数据输入则必须输入新的日期;对于时间/ 值(time / value)格式而 言,时间可以由十进制的小时或模型已经模拟的绝对时间(例如: 2 天 4 小时和 20 分可以 由 52.333 或 52.20 表示) 。时间序列的例子如下: ;Rainfall Data for Gage G1 07/01/2003 00: 00 0.00000 00:15 0.03200 00:30 0.04800

00:45 0.02400 01:00 0.0100 07/06/2003 14: 30 0.05100 14:45 15:00 18:15 0.04800 0.03000 0.01000

18:30 0.00800 提示:在早期的 SWMM 版本中,时间序列文件要求头两行是描述性的文字,而不是以 分号“; ”开头;如果对那些文件的头两行进行修正,即在头两行文字前插入“; ” ,该文件 仍然可以被 SWMM5 版本利用。

10.7 界面文件
SWMM 能利用几种不同的界面文件,包括外部输入文件(如降水或入流和下渗流量曲 线)或者是先前模型运行的结果(如产汇流结果) 。这些文件可以用来帮助加速模型运行速 度、 使假定的不同污染物负荷之间的比较简单化、 以及将大的研究区域划分为不同的小的研 究区域,方便用户作个别对象的分析。当前可用的不同类型界面文件包括:
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? ? ? ? ?

降水界面文件 径流界面文件 热启动文件 RDII 界面文件 汇流界面文件

参考设定模拟选项主题中的说明如何在模拟过程中插入或输出一个界面文件。

10.7.1 降水和径流文件
降水和径流界面文件是 SWMM 内部创建的二进制文件,该文件被保存之后,可以作为 分析数据反复使用。 降水界面文件将一系列单独的雨量计文件整合成一个降水数据文件。 通常情况下, 每次 SWMM 利用外部降水数据文件进行分析时,系统将自动建立一个该类型的临时文件夹,在 分析结束后将自动删除该临时文件夹。但是如果一份降水数据需要被用于许多不同的分析, 那么在第一次运行完模型后, 请保存该降水界面文件, 在接下来的运行中可以重新利用该文 件,这样可以节省模型运行时间。 提示: 用户不要把降水界面文件和一份降水数据文件搞混淆, 后者仅仅是为一个雨量计 提供降水时间数据的文本文件;前者是 SWMM 内部创建的二进制文件,该文件包含了工程 中所有被用到的降水数据文件。 径流界面文件能用来保存模型对径流的模拟结果。 如果在将来的模拟过程中, 该径流值 不再发生变化,用户可以在 SWMM 中直接调用该界面文件作为径流的输出,而没有必要让 模型重复计算该部分。

10.7.2 热启动文件
热启动文件是 SWMM 创建的二进制文件,该文件包括了每次模拟结束以后,排水系统 中的水力和水质变量数据。 该数据由系统中每个节点中的水的深度和每种污染物的浓度, 以 及每个连接导管中的水流速度和每种污染物的浓度组成。 在每次模型运行结束以后, 可以将 热启动文件进行保存,并用于下次模型运行的初始条件。 热启动文件可以用于避免初始数据不稳定的情况出现, 初始数据不稳定这种情况有时会 在利用动力波演算时发生。为了避免这种情况发生,通常的做法是用一个常数代替基流(渠 道管网在自然情况下流量) ,或在模拟初期就设定晴天时的公共基流量(下水管道的) 。本次 模型模拟的热启动文件结果可以作为下次模型运行的真实入流输入数据。 也可以单独的对一个热启动文件进行运行和保存, 即运行一个热启动文件后, 保存为另 一个热启动文件。 如果下次模拟需要该结果文件, 该文件可以作为下次模型运行的初始条件。 这种方法可以将需要长时间模拟的序列划分为方便处理的不同小块。 除了可以用对象分析选项创建一个热启动文件以外,也可以通过在主菜单栏上选择 File >> Export >> Hot Start File 将当前的运行结果保存为一个热启动文件。

10.7.3 RDLL 文件
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RDII 界面文件是纯文本时间序列文件,该文件包含了一组指定排水系统节点受下渗/入 流影响的降水量的时间序列。当指定对象的单位流量过程线和 RDII 入流数据定义以后,可 从模型模拟的结果得到一个 RDII 文件,或者利用其它能创建 RDII 文件的工具(例如:来 自其它模拟的文件或输出结果) 创建一个 RDII 文件, 该文件格式和路径界面文件格式相同, 该文件中只包含一个水量变量。

10.7.4 路径文件
路径界面文件存储的是一个排水系统模块中排水口节点排水量和污染物浓度的时间序 列数据。 当另一个排水系统模块连接到该排水口时, 该排水系统的入流数据可以利用这个路 径界面文件作为自己入流的输入数据。 可以将两个汇流界面文件链接合成一个界面文件, 用 这种方法可以将很大的系统分解成很多小系统, 并可以对这些小系统单独进行分析, 最后通 过路径界面文件将这些小系统连接在一起(示意图如下) 。

在用 SWMM 进行模拟时,可以利用来自另一个系统出水口节点处的出流路径文件,或 入流路径文件(或两者)作为选择节点处的水位曲线和污染物累积曲线的输入数据文件。

10.7.5 RDII 和路径文件格式
RDII 界面文件和路径界面文件有相同的文本格式: ? 第一行都有关键字“ SWMM ” (没有引号) ? 另一行是描述文件的文本(可以是空行) ? ? ? ? ? 工程中所有入流记录的时间步长(时间:秒) 存储在文件中变量的数量,第一个变量名称总是水流速率 每个变量的名称和单位(每行记录一个) ,水流速率作为第一个变量被列出,其名 称为水流(FLOW) 记录入流数据节点的数量 每个节点名称(一行一个)

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? ?

一行描述下面输入数据特征的表头文本(可以省略) 每个节点每个步长包括: a)节点名称 b)日期(年、月和日,中间用空格隔开) c)时间(小时、分钟和秒,中间用空格隔开)

d)水流速率,接着是每种污染物的浓度 空值时间序列的节点将被直接跳过。下图是一个 RDII 路径接口文件的例子: SWMM5 Example File 300 1 FLOW CFS 2 N1 N2 Node Year Mon Day Hr Min Sec Flow N1 2002 04 01 00 20 00 0.000000 N2 N1 N2 2002 2002 2002 04 04 04 01 01 01 00 00 00 20 25 25 00 00 00 0.002549 0.000000 0.002549

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第 11 章 加载工具
SWMM5 可以在它的的图形用户界面中运行其它的应用软件, 该功能扩展了它的能力范 围。本部分主要介绍了怎样去注册这样的工具以及和 SWMM 共享数据。

11.1 什么是加载工具
加载工具是一款第三方应用软件,用户可以把它加载到 SWMM 主菜单工具栏中,并在 SWMM 运行的时候进行调用。通过事先存放在文件夹中或系统自带的剪切板中存在的应用 程序, 和 SWMM 相互交流相匹配的数据。 该插件可以为 SWMM 提供一个已经存在的模块, 一些加载项可能包括: ? 在数据输入雨量计以前,一个分析长时间降水序列的统计工具 ? ? ? ? 一款加速软件。该软件可以帮助 SWMM 在进行数据编辑时变得更简单快速 一款单位线计算器。该工具可以得到计算 RDII 水文单元中的 R-T-K 参数,该结果 可以被直接复制和粘贴到 SWMM 单位流量曲线的编辑器中 一款后处理程序。 借助该程序用户可以根据模型计算的水力学结果计算蓄水单元对 悬浮物的去除率 一款第三方动力波汇流演算程序代替 SWMM 内部自带相关程序

下图工具菜单栏列表中显示的是几个已经注册好的加载项,利用图中 Configure Tools 选项可以用来增加、 删除和更改一个加载项; 图中显示的加载项可以在菜单中直接选择利用 (被这个注册的用户) 。

11.2 设置加载工具
配置用户自定义的加载项,用户可以在工具菜单选项下拉列表中选择 Configure Tools, 将弹出以下工具选项对话框, 在这个对话框列表中显示了当前可以利用的工具, 右边栏按钮 用于增加一个加载项和对已经存在的加载项进行删除或编辑, 上下箭头按钮用于调整左边列 表已注册项目的顺序。
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任何时候在上图对话框中点击增加或删除按钮, 将弹出描述新加载工具或对已存在的加 载项进行编辑的对话框。

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参考附录
附录 A 单位
测量单位
参数 面积(子流域) 面积(蓄水单元) 面积(堰塘) 毛管吸力 美制标准单位 英亩 平方英尺 平方英尺 英寸 毫克/升(mg/L) 浓度 微克/升(? g/L) 计数/升(#/L) 衰退系数(渗透) 衰退系数(污染物) 洼地蓄水 深度 直径 释水系数 孔口 堰 海拔高度 蒸发 无因次 立方英尺/秒/英尺 (CFS/ft ) 英尺 英寸/天 立方英尺/秒(CFS) 水流 加仑/分钟(GPM) 百万加仑/天(MGD) 水头 水力传导度 下渗率 长度 曼宁粗糙度 n 污染物积累 降雨强度 雨量 坡度(子流域) 高度差 英尺 英寸/小时 英寸/小时 英尺 秒/米
1/3 n n

米制标准单位 公顷 平方米 平方米 毫米 毫克/升(mg/L) 微克/升(? g/L) #/升(#/L) 1/小时 1/天 毫米 米 米

1/小时 1/天 英寸 英尺 英尺

无因次 立方米/秒/米 n (CMS/metern ) 米 毫米/天 立方米/秒(CMS) 升/秒(LPS) 百万升/天(MLD) 米 毫米/小时 毫米/小时 米 秒/米 1/3 质量/公顷 质量/长度单位 (如 8 毫克/米) 毫米/小时 毫米 百分比 高度差/水平距离

质量/英亩 质量/长度单位 英寸/小时 英寸 百分比 高度差/水平距离

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街区清理时间间隔 量 宽度

天 立方英尺 英尺

天 立方米 米

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附录 B 表格参数
B.1 土壤特性
土壤质地分级 砂土 壤砂土 沙壤土 壤土 粉壤土 砂质粘壤土 粘壤土 粉沙质粘壤土 砂粘土 粉粘土 粘土 K 4.74 1.18 0.43 0.13 0.26 0.06 0.04 0.04 0.02 0.02 0.01 ?ψ 1.93 2.4 4.33 3.5 6.69 8.66 8.27 10.63 9.45 11.42 12.6 ?Ф 0.437 0.437 0.453 0.463 0.501 0.398 0.464 0.471 0.43 0.479 0.475 FC 0.062 0.105 0.19 0.232 0.284 0.244 0.31 0.342 0.321 0.371 0.378 WP 0.024 0.047 0.085 0.116 0.135 0.136 0.187 0.21 0.221 0.251 0.265

K = 水力传导度,英寸/小时 Ψ = 水吸力,英寸 Ф = 孔隙率,百分比 FC = 田间持水率,百分比 WP = 凋萎系数,百分比 来源:Rawls,W.J. et al.,(1983). 水资源工程学报,109:1316

B.2 SCS 径流数值曲线法(之前土壤水分条件Ⅱ )1
土壤类型分组 土地利用描述 A 耕作土地 缺少保护措施 实施保护措施 牧场或山地 条件恶劣 条件较好 草地牧场 条件较好 林地 薄地面,覆盖物,无杂草叶 覆盖良好
2

B

C

D

72 62

81 71

88 78

91 81

68 39

79 61

86 74

89 80

30

58

71

78

45 25

66 55

77 70

83 77

开阔空地,草坪,公园,高尔夫球场,公墓

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等 覆盖较好:草地覆盖达到了 75%及 以上 覆盖条件一般:草地覆盖在 50 75% 之间 商业地区(85%不透水) 工业区(72%不透水) 居民区
3

39

61

74

80

49 89 81

69 92 88

79 94 91

84 95 93

平均场地大小(不透水百分比 4) 1/8 英亩或更小(65) 1/4 英亩(38) 1/3 英亩(30) 1/2 英亩(25) 1 英亩(20) 衬砌的停车场,屋顶以及车道等 街区及道路 使用石头衬砌或者排水管道 5 砂砾石 泥土 98 76 72 98 85 82 98 89 87 98 91 89
5

77 61 57 54 51 98

85 75 72 70 68 98

90 83 81 80 79 98

92 87 86 85 84 98

1、来源:SCS 小流域城市水文,第二版。(TR-55), 1986 年 6 月。 2、覆盖良好的地区是指受保护以防止放牧及乱倒垃圾,这些地区地表覆盖物一般是灌 木丛。 3、在用数值曲线计算以前,首先假定来自屋顶和车道的径流扣除初损后以最小径流进 入草坪。 4、对于其他具有较好草地覆盖度的透水面积,一般认为可以用数值曲线进行模拟。 5、在一些气候较暖和的国家,可采用 CN 值为 95 的数值曲线进行模拟。

B.3 土壤类型的分组定义
分组 代表含义 不易产流型。土壤由很厚的易排水的砂土或砾石组成,即使当土壤完全湿润时,这些土 A 壤仍具有很大的入渗率。 中等产流型。土壤由较厚的以及较易排水的土壤质地组成,当土壤完全湿润时,土壤仍 B 具有中等下渗速率。例如,浅黄土,砂质壤土。 较易产流型。土壤中存在一个阻止水流下渗的土层或质地较密,当土壤完全湿润时,土 C 壤具有较低的下渗速率。例如,粘壤土,浅沙壤土。 极易产流型。土层由具有很大的膨胀度是粘土组成,其地下水位持续较高,靠近土壤表 D 面的土层为粘土层,而且该浅层土几乎全在不透水层之上。当土壤完全湿润时,土壤具 有很小下渗速率。 0.05 - 0.00 0.15 - 0.05 0.30 - 0.15 饱和导水率(英寸/小时)

? ?0.45

B.4 洼地储蓄
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不透水表面 草坪 牧场 森林枯枝落叶层

0.05 - 0.10 英寸 0.10 - 0.20 英寸 0.20 英寸 0.30 英寸

来源: ASCE,(1992),城市洪水管理系统的设计与构建,纽约

B.5 坡面汇流的曼宁系数 n
表面 平滑沥青面 平滑水泥面 一般水泥面 木材 砖头配水泥砂浆 陶土管 铸铁 波纹状的金属管 水泥碎石面 荒地 (没有残留物) 耕作地 剩余覆盖 < 20% 剩余覆盖 > 20% 山地(自然的) 草地 矮草地 密集草 狗牙草 林区 疏灌木丛 密灌木丛 0.4 0.8 0.15 0.24 0.41 0.06 0.17 0.13 n 0.011 0.012 0.013 0.014 0.014 0.015 0.015 0.024 0.024 0.05

来源: McCuen,R. et al.(1996),水文,FHWA-SA-96-067,联邦高速公路管理局,华 盛顿

B.6 闭合导管中的曼宁系数 n
材料 石棉水泥管 砖 铸铁管 -水泥衬砌并密封 0.011 - 0.015 曼宁系数 0.011 - 0.015 0.013 - 0.017

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混凝土 (整体式) - 平滑形式 - 粗糙形式 混凝土管 波纹金属管 (1/2 英寸 x 2-2/3 英寸) - 平滑的 - 有衬砌的底板 - 沥青衬砌 塑料管 (平滑的) 钢化粘土 -管道 -垫板 0.011 - 0.015 0.013 - 0.017 0.022 - 0.026 0.018 - 0.022 0.011 - 0.015 0.011 - 0.015 0.012 - 0.014 0.015 - 0.017 0.011 - 0.015

来源: ASCE(1982)。 重力作用下卫生的排水系统的设计与构建, ASCE 行动手册, No.60, 纽约

B.7 明渠中的曼宁系数 n
渠道类型 衬砌管道 - 沥青 - 砖块 - 混凝土 - 乱石堆及碎石 - 植物生长面 开挖或者疏浚面 -土质、平直、且均质 -土质、不平直, 但均质 - 石质的 - 不可维护的 自然渠道 (小河流, 洪水期间的过流宽度 < 100 英尺) - 较规则断面 - 伴有洼地的不规则断面 0.030 - 0.070 0.040 - 0.100 0.020 - 0.030 0.025 - 0.040 0.030 - 0.045 0.050 - 0.140 0.013 - 0.017 0.012 - 0.018 0.011 - 0.020 0.020 - 0.035 0.030 - 0.40 曼宁系数

来源:ASCE (1982)。重力作用下健康排水系统的设计与构建,ASCE 行动手册,No.60, 纽约

B.8 城市径流的水质特性
成分 总悬浮固体 (mg/L) 平均浓度 180 - 548

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生化需氧量 (mg/L) 化学需氧量 (mg/L) 总磷 (mg/L) 可溶磷 (mg/L) 总凯氏氮 (mg/L) 硝氮亚硝氮(mg/L) 总铜 (ug/L) 总铅 (ug/L) 总锌 (ug/L)

12 月 19 日 82 - 178 0.42 - 0.88 0.15 - 0.28 1.90 - 4.18 0.86 - 2.2 43 - 118 182 - 443 202 - 633

来源: 美国环保署。 (1983).Results of the Nationwide Urban Runoff Program(NURP), Vol.1, NTIS PB 84-185552),Water Planning Division,Washington,DC

B.9 管线代码
圆形混凝土管 1 2 3 导管末端是方形横切面 导管末端横切面是沟槽形 导管末端横切面沟槽是突出的

圆形波纹金属管 4 末端横切面是平面的 5 末端横切面是斜切面 6 末端横切面是突出的 圆形软管,其末端是斜环界面 7 45 度倾斜 8 33.7 度倾斜 矩形盒状,扩口式翼墙 9 30-75 度 10 90 度或者 15 度 11 0度 矩形盒状,扩口式翼墙,其上边缘具有斜角 12 45 度伸出;上边缘斜角 0.43 度 13 18-33.7 度伸出,上边缘斜角 0.083 度 矩形盒子状,90 度端墙,末端削切的 /倾斜的入口 14 15 16 削切的 3/4 英寸 以 45 度(1: 1)倾斜 1/2 英寸每英尺 以 33.7 度(1: 1.5)倾斜 1 英寸每英尺

矩形盒状,倾斜的端墙,末端削切的 /倾斜的入口 17 3/4"倒棱边缘,45 度倾斜端墙 18 3/4"倒棱边缘,30 度倾斜端墙 19 3/4"倒棱边缘,15 度倾斜端墙 20 45 度倾斜边缘, 10-45 度倾斜端墙 矩形盒状,两翼墙无伸展,入口顶部有 3/4"倒棱 21 45 度(1: 1)翼墙伸展
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22 23

8.4 度(3: 1)翼墙伸展 18.4 度(3:1)翼墙伸展, 30 度入口倾斜

矩形盒状,两翼墙向外偏移伸展,顶部边缘具有一定的倾斜度 24 45 度(1: 1)伸出,顶部边缘 0.042 度倾斜 25 33.7 度(1.5:1)伸出,顶部边缘 0.083 度倾斜 26 18.4 度(3:1)伸出,顶部边缘 0.083 度倾斜 波纹金属盒状 27 90 度端墙 28 厚墙突出 29 薄墙突出 水平椭圆混凝土管 30 31 32 导管末端是方形横切面 导管末端横切面是沟槽形 导管末端横切面沟槽是突出的

垂直椭圆混凝土管 33 导管末端是方形横切面 34 导管末端横切面是沟槽形 35 导管末端横切面沟槽是突出的 拱形,18"拐角直径,波纹金属管 36 末端横切面是 90 度的平面 37 末端横切面是斜切面 38 末端横切面是突出的 拱形,18"拐角直径,波纹金属管 39 40 41 末端横切面是突出的 末端横切面没有倾斜 末端横切面成 33.7 度的倾斜

拱形,31"拐角直径,波纹金属管 42 末端横切面是突出的 43 末端横切面没有倾斜 44 末端横切面成 33.7 度的倾斜 拱形波纹金属管 45 末端横切面是 90 度的平面 46 末端横切面是斜切面 47 末端横切面较薄的墙壁是突出的 圆形管 48 平滑的喇叭形入口 49 粗糙的喇叭形入口 椭圆入口面 50 51 52 喇叭形入口,边缘是倾斜状的 喇叭形入口,边缘是方形的 喇叭形入口,较薄的墙壁是突出的

矩形 53 喇叭形入口 矩形混凝土管
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54 55 56 57

边墙是锥形的,但边缘轮廓不明显 边墙是锥形的,且边缘轮廓较为明显 斜切面是锥形的,但边缘轮廓不明显 斜切面是锥形的,且边缘轮廓较为明显

B.10 入口管线损失系数
入口结构和设计的类型 混凝土管道 从末端端墙中突出(沟槽末端) 从末端端墙突出,突出的末端为方形 端墙,或端墙和翼墙: 管道插槽(槽状末端) 管道是方形末端 管道是圆形的(半径= D/12) 管道以一定的倾角连接 *管道末端横断面以一定的倾角连接 端部倾斜,倾斜角为:33.7 或 45 度 入口边缘为锥形 软管或拱形管、金属波纹管 末端突出(无端墙固定) 端墙或端墙和翼墙的边缘都是方形的 根据底坡角度连接,底坡衬砌或不衬砌均可 *导管末端横切面和底坡角度方向一致 端部倾斜,倾斜角为:33.7 或 45 度 入口边缘为锥形 盒状,预应力混凝土 端墙和堤岸平行(无翼墙) : 三个入口边缘是方形的 三个入口边缘是圆形的,其半径为 D/12 或 B/12;或者三个边缘的入口是倾斜的 翼墙以 30 度至 75 度角度与端墙连接: 方形边沿拱顶 圆形拱顶边缘,半径为 D/12,或者顶端边缘都是倾斜的 翼墙以 10 度至 25 度角度与端墙连接: 方形边缘拱顶 翼墙是平行的(翼墙延伸出的) : 方形边沿拱顶 入口边缘为锥形 0.7 0.2 0.5 0.4 0.2 0.5 0.2 0.9 0.5 0.7 0.5 0.2 0.2 0.2 0.5 0.2 0.7 0.5 0.2 0.2 0.2 0.5 相关系数

注: “导管末端横切面和底坡角度方向一致” ,由金属或者混凝土制成,一般的制造厂商 都有生产这些材料的能力。 从有限的水力学测试来看, 这两种材料制成的端墙对进出口的控
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制效果一样。对于有些端截面,在设计中嵌入闭合的锥形物对提高水力学特性有很大帮助。 对于混凝土截面,可以利用倾斜进口所提供的信息进行设计计算。 来源:Federal Highway Administration (2005). Hydraulic Design of Highway Culverts , Publication No. FHWA-NHI-01-020.

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附录 C 可视对象的属性
C.1 雨量计属性
名称 X-Coordinate Y-Coordinate Description Tag 用户定义的雨量器名称 雨量计在研究区地图水平轴上的位置。如果空白,则雨量计不会在地图上出现; 雨量计在研究区地图垂直轴上的位置。如果空白,则雨量计不会在地图上出现; 点击椭圆按钮(或者按 Enter 键)对可选的雨量计进行编辑。 用于对雨量计进行归类和分类的可选标签。 所提供的降雨数据的格式: Rain Format 雨强:每个降雨数值都是在降雨检测间隔时间内的平均降雨速率,单位为英寸/小时或毫米/小时。 雨量:每个降雨数值都是在降雨记录间隔时间内的降雨量,单位为英寸或毫米。 累积量:每一个数值代表上一个非零序列开始的累积降雨量(单位为英寸或毫米) 。 Rain Interval Snow Catch Factor Data Source TIME SERIES - Series Name DATA FILE - File Name - Station No. - Rain Units 包含降雨数据的外部文件名。 记录雨量站序列号。 用户设置的降雨深度单位(英寸或者毫米) (其他标准文件格式会根据文件格式自适应调整单位) 当数据源选择为时间序列时,时间序列的名称;否则置空白(双击以进行编辑序列) 在相邻的两个雨量记录时间之间的间隔(时间格式有小数格式的,或者是时:分格式的) 修正降雪数据记录过程中的因子。 降雨数据源;是基于用户自定义的时间序列数据,或是外部数据文件格式。

C.2 子流域属性
名称 X-Coordinate Y-Coordinate Description Tag Rain Gage Outlet Area Width % Slope % Imperv N-Imperv N-Perv Dstore-Imperv 用户定义的子流域名称 雨量计在研究区地图水平轴上的位置。如果空白,则雨量计不会在地图上出现; 雨量计在研究区地图垂直轴上的位置。如果空白,则雨量计不会在地图上出现; 点击椭圆按钮(或者按 Enter 键)对可选的雨量计进行编辑。 用于对雨量计进行归类和分类的可选标签。 子流域附带的雨量计的名称。 接收子流域径流的节点或者其他子流域的名称。 包括任何 LID 控制的子流域面积(单位为英亩或公顷) 暴雨产流的地表水流动路径的特征宽度(单位英尺或米) 。 子流域平均坡度。 子流域中不透水面积所占的比例, (不包括任何 LIDs) 。 子流域不透水部分地表水流的曼宁系数。 子流域透水部分地表水流的曼宁系数。 子流域不透水部分洼地蓄水深度(英寸或毫米) 。

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Dstore-Perv % Zero-Imperv

子流域透水部分洼地蓄水深度(英寸或毫米) 。 无洼地蓄水的不透水面积百分比。 在透水与不透水区域上对径流流动路线的选择:

Subarea Routing

IMPERV:径流从透水区域向不透水区域流动; PERV:径流从不透水区域向透水区域流动; OUTLET:径流从透水和不透水区域直接流到出口处。

Percent Routed Infiltration LID Controls Groundwater Snow Pack Land Uses Initial Buildup Curb Length

透水区域与不透水区域之间的水流交换比率。 点击椭圆按钮(或按 Enter 键)对子流域下渗参数进行设置编辑。 点击椭圆按钮(或按 Enter 键)对子流域 LID 控制的使用进行编辑。 点击椭圆按钮(或按 Enter 键)对子流域地下水流动参数进行设置编辑。 对子流域积雪参数(若存在)的设置名称。 点击椭圆按钮(或按 Enter 键)对子流域土地利用进行设置编辑。 点击椭圆按钮(或按 Enter 键)对子流域初始水环境状况进行指定。 子流域总边长(长度单位任意) 。只有当污染物的积累量被标准化到单位长后才可使用。

C.3 交叉点属性
名称 X-Coordinate Y-Coordinate Description Tag Inflows Treatment Invert El. Max. Depth Initial Depth Surcharge Depth 用户定义的交叉点名称 雨量计在研究区地图水平轴上的位置。如果空白,则雨量计不会在地图上出现; 雨量计在研究区地图垂直轴上的位置。如果空白,则雨量计不会在地图上出现; 点击椭圆按钮(或者按 Enter 键)对可选的雨量计进行编辑。 用于对雨量计进行归类和分类的可选标签。 点击椭圆按钮(或按 Enter 键)指定晴天或 RDII 入流到交叉节点的外部数据路径。 点击椭圆按钮(或按 Enter 键)对进入节点的污染物的消减方程进行编辑。 交叉点底标高(英尺或米) 。 交叉点的处的最大深度(例如,转向出口至地面的距离) 。若为零,指转向出口到连接导管最高顶 端的距离。 模拟开始时交叉点处的水深(英尺或米) 。 在交叉点发洪水之前减去最大深度之后的额外深度(英尺或者米) 。此参数可以用于模拟人孔盖的 强度以及加固主要连接管道等。 洪水发生后的积水区域(平方英尺或平方米) ,一般在交叉点的上部。如果积水分析功能开启,且 Ponded Area 参数值非零则积水,排水管道能力恢复时则排入下水管道。

C.4 排水口属性
名称 X-Coordinate Y-Coordinate Description Tag Inflows 用户定义的出水口名称 雨量计在研究区地图水平轴上的位置。如果空白,则雨量计不会在地图上出现; 雨量计在研究区地图垂直轴上的位置。如果空白,则雨量计不会在地图上出现; 点击椭圆按钮(或者按 Enter 键)对可选的雨量计进行编辑。 用于对雨量计进行归类和分类的可选标签。 点击椭圆按钮(或按 Enter 键)指定晴天或 RDII 入流到交叉节点的外部数据路径。

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Treatment Invert El. Tide Gate

点击椭圆按钮(或按 Enter 键)对进入节点的污染物的消减方程进行编辑。 交叉点底标高(英尺或米) 。 YES -设置防潮门以阻止回流; NO –无防潮门; 出水口边界条件类型: FREE:连接管道中出水类型高度由最小临界水深和正常水深来决定;

Type

NORMAL:基于连接管道中正常水深的出水类型高度; FIXED:出水类型高度设为固定值; TIDAL:出水类型高度与潮高和时间的变化关系有关; TIMESERIES: 出水口类型高度由随时间变化的高程决定的;

Fixed Stage Tidal Curve Name Time Series Name

为固定类型出水口而设置的水位高度(英尺或者米) ; 潮汐曲线名称,该数据与潮出水口水位和时间变化相关(双击编辑曲线) 。 时间序列的名称,该时间序列描述了出水口的历史出水状态(双击编辑序列) 。

C.5 分流器属性
名称 X-Coordinate Y-Coordinate Description Tag Inflows Treatment Invert El. Max. Depth Initial Depth Surcharge Depth 用户定义的分流器名称 雨量计在研究区地图水平轴上的位置。如果空白,则雨量计不会在地图上出现; 雨量计在研究区地图垂直轴上的位置。如果空白,则雨量计不会在地图上出现; 点击椭圆按钮(或者按 Enter 键)对可选的雨量计进行编辑。 用于对雨量计进行归类和分类的可选标签。 点击椭圆按钮(或按 Enter 键)指定晴天或 RDII 入流到交叉节点的外部数据路径。 点击椭圆按钮(或按 Enter 键)对进入节点污染物的处理函数进行编辑。 分流器的底标高(出水口高程) (英尺或米) 。 分流器处的最大深度(例如,转向出水口至地面的距离) (英尺或米) 。若为零,指转向出口到连接 导管最高顶端的距离。 模拟开始时分流器节点处的水深(英尺或者米) 。 在分流器泄洪之前超过最大允许深度的额外水深度(英尺或者米) 。此参数可以用于模拟人孔盖的 强度以及加固主要连接管道等。 洪水发生后在分流器的顶部堰塘水占据的面积。若堰塘蓄水功能开启,设置该参数为非零值,可以 Ponded Area Diverted Link 先对积水进行存储,之后使水进入排水系统。 接收分流水流的连接名称 分流器的类型。选择有: CUTOFF:高于给定的临界值的入流,高于的部分将进行分流 Type OVERFLOW: 当超出非转化连接处的水流能力时,对超出的入流进行分流; TABULAR:用分流曲线调控水流,该曲线是一个关于总入流的函数 WEIR:用堰流方程计算分流水量。 CUTOFF DIVIDER - Cutoff Flow TABULAR DIVIDER - Curve Name WEIR DIVIDER 配合 TABULAR 分流器而使用的分流曲线的名称(双击以编辑曲线) 。 切断水流值是表征 CUTOFF 分流器的参数(水量单位) 。

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- Min. Flow - Max. Depth - Coefficient

WEIR 分流器开始分流时的最小流量。 堰开孔的垂直高度。 过水堰出流系数与堰长的乘积。该系数每英尺一般在 2.65~3.10 之间,其水流单位为 CFS。

C.6 存储单元属性
名称 X-Coordinate Y-Coordinate Description Tag Inflows Treatment Invert El. Max. Depth Initial Depth Ponded Area Evap. Factor Infiltration 用户定义的存储单元名称 雨量计在研究区地图水平轴上的位置。如果空白,则雨量计不会在地图上出现; 雨量计在研究区地图垂直轴上的位置。如果空白,则雨量计不会在地图上出现; 点击椭圆按钮(或者按 Enter 键)对可选的雨量计进行编辑。 用于对雨量计进行归类和分类的可选标签。 点击椭圆按钮(或按 Enter 键)指定晴天或 RDII 入流到交叉节点的外部数据路径。 点击椭圆按钮(或按 Enter 键)对进入存储单元污染物的处理函数进行编辑。 存储单元的底标高(出水口高程) (英尺或米) 。 存储单元的最大深度(英尺或者米) 。 模拟开始时存储单元处的初始水深(英尺或者米) 。 一旦水深超过存数单元最大水深后,其顶部堰塘水占据的面积。若堰塘蓄水功能开启,设置该参数为非 零值,可以先对积水进行存储,当导管排水能力恢复之后使水进入排水系统。 来自存储单元水面潜在蒸发的部分,已被确认存在。 点击椭圆按钮(或者按 Enter)以进行 Green-Ampt 公式参数的设置,进而

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