基于SWMM模型的城市降雨径流规律及城市雨洪利用控制研究
SWMM模型在城市排水系统规划中的应用
SWMM模型在城市排水系统规划中的应用SWMM模型在城市排水系统规划中的应用摘要：随着城市化进程的不断加速，城市排水系统规划成为城市规划和管理的重要内容。
为了合理规划城市排水系统，提高城市防洪排涝能力，SWMM模型应运而生。
本文通过对SWMM模型在城市排水系统规划中的应用进行研究，分析其优点和不足，探讨其未来发展方向。
1. 引言城市排水系统是城市公共基础设施的重要组成部分，直接影响城市的防洪排涝能力和城市环境的质量。
城市排水系统的规划是保护城市发展、提高城市环境质量的重要环节。
SWMM （Storm Water Management Model）是一种被广泛应用于城市排水系统规划的模型，它能够精确模拟城市雨水径流和洪水分析，为城市排水系统规划提供科学依据。
2. SWMM模型的原理和结构SWMM模型是一个基于计算机的动态模拟模型，将城市排水系统中的各个组成部分以及其相互作用关系建立数学模型，通过运算得出城市排水系统的运行状态。
该模型包含五个主要部分：下雨（Rainfall）子模型、径流（Runoff）子模型、污水（Sewer）子模型、污水处理（Treatment）子模型和水质（Quality）子模型。
3. SWMM模型在城市排水系统规划中的应用（1）排水管网规划：通过SWMM模型对城市排水管网进行仿真分析，可以明确管网的流量输送能力、水位变化和其对抗洪能力，为合理设计和扩建排水管网提供科学依据。
（2）洪水模拟与预测：SWMM模型可模拟不同降雨事件下的城市洪水情况，预测洪水的范围、深度和洪水过程，并为城市的防洪工作提供技术支持和决策依据。
（3）雨水收集系统优化：SWMM模型可以评估雨水收集系统的效果，通过对不同规模、形式和设计方案的分析比较，优化雨水收集系统的设计，提高雨水的利用效率。
（4）水质监测和评估：SWMM模型可以对城市雨水径流的水质进行模拟和分析，预测污染物的扩散和水质的变化，指导城市污染物排放控制和水质改善工作。
基于SWMM模型的暴雨洪水模拟研究
基于SWMM模型的暴雨洪水模拟研究摘要：针对暴雨导致的城市内涝问题，采用SWMM模型的城市暴雨洪水淹没分析计算方法，对郑州大学新校区暴雨内涝、淹没范围和淹水深度进行了模拟分析，对组成排水系统的排水管网、道路和河道水系等进行合理概化，构建了暴雨洪水淹没分析模型，对重现期分别为0.5、1、2、5、10a设计暴雨情形下的管道节点溢流和积水深度进行了模拟。
结果表明：郑州市区总体排涝标准较低，排涝能力严重不足；该模型能直观表现受涝区淹没范围和淹水深度，在城市排水管网规划、雨洪管理和灾后损失评估等方面具有一定的应用价值。
关键词：SWMM模型；淹没分析；郑州大学新校区自20世纪80年代以来 SWMM ( Storm Water Management Model)已广泛用于我国多数城市的暴雨径流模拟研究中，如北京、天津、成都等，均表明 SWMM 对于不同地区具有较强的适用性。
但是之前的研究多是基于实测数据来率定和验证模型参数，在一些小区域实测数据比较容易获得，而在大范围内测量降雨的径流过程操作起来难度很大。
本研究与其他研究的不同之处就在于，在没有径流过程实测资料的情况下，利用设计暴雨及雨型模拟郑州大学新校区的暴雨径流过程。
本文利用GIS的空间分析功能设计了基于DEM的洪水有源淹没算法，利用等体积法实现积水路段管网节点任意溢流水量下对应淹没范围及深度的推求，耦合SWMM模型输出的管网节点溢出水量来建立城市暴雨洪水淹没分析模型，并在郑州大学新校区进行了应用。
1 材料与方法1.1研究区域概况郑州大学新校区选址于郑州市西边的高新技术开发区内，郑州高新技术产业开发区位于郑州市西北部，南临西流湖，北接邙山，东与环城快速路联，西四环穿区而过，距市中心约12km，南距310国道2km，北邻连霍高速公路，对外交通条件优越。
郑州市属北温带大陆性季风气候，冷暖气团交替频繁，春夏秋冬四季分明。
冬季漫长而干冷，雨雪稀少；春季干燥少雨多春旱，冷暖多变大风多;夏季比较炎热，降水高度集中；秋季气候凉爽，时间短促。
SWMM模型在城市雨洪中的应用研究
SWMM模型在城市雨洪中的应用研究作者：刘恺华来源：《城市地理》2017年第08期摘要：以南阳市城区为研究对象，结合城区下垫面条件、不透水陆面特点以及下凹式绿地建设等，利用城市暴雨洪水管理模型（SWMM）研究其对城市建成区的暴雨洪水效应，为水生态文明试点城市建设和海绵城市建设提供参考。
关键词：城市雨洪管理；SWMM模型；雨洪效应；海绵城市建设1、研究区概况本文以南阳市为研究对象，以南阳市地形为出发点，考虑降雨、截留和入渗、蒸散发、地下水等影响城市降雨径流形成的因素，分析南阳市洪水的形成，对南阳市海绵城市的建设具有一定的指导和参考价值。
2、原理方法暴雨洪水管理模型（SWMM）是美国环境保护署（USEPA）1971年开发并公开发行的一个动态降雨径流模拟模型，主要用于对城市某一单一或长时间序列降水事件的水量和水质进行模拟。
在世界范围内广泛应用于城市地区的暴雨洪水、合流是排水系统、排污管道以及其它排水系统的规划、分析和设计，在非城市地区也广泛应用。
2.1SWMM模型在SWMM模型中，一般将一个流域划分成若干子流域，根据子流域的特点，分别计算其降雨径流过程，最后通过全流域各个子流域的降雨径流过程，计算出流域合成的降雨径流过程。
根据南阳市的城市统计部门提供：南阳市透水区域面积占全市面积的25.6%，半透水（混合）区域面积占34.7%，完全不透水面积占39.7%的建设特点，将其市区根据不同的下垫面因素，概划为不同的子流域。
2.2模块建立1、坡面汇流及河沟汇流。
根据城市集水面积资料，地理位置的几何特征，区域内的坡度、糙率、地面入渗率，采用曼宁公式及马斯京根河道洪水演变过程而求得。
2、城市管网汇流。
根据不滞流透水面积，城市管网分段直径，区域的降水量，采用圣维南方程组求得，主要考虑城市的硬化率、城市管网的分段直径、坡度、管网水深、长度、摩阻坡度等。
3、城市综合排洪。
综合考虑城市天然透水面积而产生的坡面汇流及河沟汇流：城市不滞流透水面积及城市的硬化率产生的城市管网汇流，根据城市河网结构，采用马斯京根河道洪水演变过程，综合考虑得出城市综合排洪。
雨洪管理模型SWMM的原理、参数和应用
（4）排放参数影响径流的排放位置和方式，进而影响排水系统的设计和环境 的影响。
改进建议包括：提高参数的测量和获取精度；建立完善的数据库和模型不确定 性评估体系；加强SWMM与其他模型的联合应用，如GIS、数值模拟等，以提高 模拟结果的精度和可靠性。
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这些参数对SWMM模拟结果的影响主要表现在：
（1）降雨参数影响径流量的产生和时空分布，进而影响雨水径流污染负荷和 排水系统的设计；
（2）地表参数影响径流的汇聚和传输，进而影响径流污染负荷的处理和污水 收集系统的设计；
（3）管网参数影响径流的输送和排放能力，进而影响排水系统的设计和径流 水质改善；
2、参数获取与影响分析
这些参数的获取方式和准确度对于SWMM模拟结果的可靠性至关重要。一般而言， 降雨参数可通过历史降雨数据统计分析和气象模型预测等方法获取；地表参数 可通过遥感影像解译、现场调查和GIS分析等方法获取；管网参数可通过实地 勘察测量和工程设计资料获取；排放参数则可根据排放口的设计和控制要求进 行设置。
2、设计流程与参数设置方法
SWMM的设计流程一般包括以下步骤：
（1）收集并整理项目区域的地理信息，如地形数据、土地利用类型、降雨数 据等；
（2）根据项目需求，选择适当 的模拟模块和参数设置；
（3）根据设计目标，调整模拟参数，进行多次模拟，直至达到最佳估，为决策提供支持。
（1）降雨参数包括降雨强度、降雨历时、降雨分布等，它们决定了地表径流 的产生和水量；
（2）地表参数包括土地利用类型、地表粗糙度、下垫面性质等，它们影响雨 水径流的产生、汇聚和传输；
（3）管网参数包括管道直径、长度、埋深、坡度等，它们决定了雨水径流的 输送和排放能力；
（4）排放参数包括排放口位置、排放方式、排放量等，它们影响雨水径流的 排放和控制。
基于SWMM模型的城市暴雨内涝研究——以东莞市典型小区为例的开题报告
基于SWMM模型的城市暴雨内涝研究——以东莞市典型小区为例的开题报告一、研究背景城市化进程加快，城市化率不断提高，给城市内涝带来了严重挑战。
内涝造成的经济损失和人员伤亡也越来越大。
因此，城市内涝成为城市安全和发展的重要问题。
东莞市是一个典型的充分发展的工业城市，其城市化进程快速，街道、住宅社区和公共基础设施建设密集。
这些都给城市内涝问题的解决带来了极大的挑战。
因此，针对东莞市典型小区进行暴雨内涝研究，具有重要的理论和现实意义。
二、研究目的本研究旨在基于SWMM模型，对东莞市典型小区的暴雨内涝问题进行研究，并提出针对性的解决措施。
具体目的如下：1. 研究东莞市典型小区在不同降雨条件下的排水系统状况。
2. 研究东莞市典型小区的雨水径流特征以及径流洪峰流量的预测方法。
3. 建立东莞市典型小区的SWMM模型，对其进行模拟和分析。
4. 提出适合东莞市典型小区的暴雨内涝治理措施。
三、研究方法本研究采用以下方法：1. 通过现场实地调研，获取东莞市典型小区的水文地理特征数据和暴雨内涝情况。
2. 收集东莞市历史降雨资料，并进行统计分析。
3. 建立东莞市典型小区的SWMM模型，对其进行模拟和分析。
4. 基于SWMM模型结果，提出预防措施和治理方案。
四、研究内容与进展1. 已完成了对东莞市典型小区的实地调研工作，获取了水文地理特征数据和暴雨内涝情况。
2. 收集了东莞市历史降雨资料，并对其进行了初步统计分析。
3. 已建立了东莞市典型小区的SWMM模型，并进行了模拟分析。
4. 目前正在进一步分析模型结果，制定适合东莞市典型小区的暴雨内涝治理方案。
五、研究意义本研究将为东莞市城市暴雨内涝的治理提供经验和措施。
同时，通过SWMM模型的建立与研究，将能够更好地理解城市排水系统的运行情况，为提高城市水环境的质量和安全提供科学依据。
《2024年基于SWMM不同气候区城市绿色屋顶径流调控效益研究》范文
《基于SWMM不同气候区城市绿色屋顶径流调控效益研究》篇一一、引言随着城市化进程的加速，城市雨水管理问题日益突出。
绿色屋顶作为一种有效的城市雨水管理措施，对减少径流、改善城市生态环境具有重要意义。
本文基于SWMM模型，对不同气候区城市绿色屋顶的径流调控效益进行研究，旨在为城市绿色屋顶的建设与管理提供科学依据。
二、研究背景及意义绿色屋顶是指在建筑物屋顶上种植植物，通过植被、土壤等对雨水进行吸收、渗透和储存，减少径流，改善城市生态环境。
不同气候区由于气候条件、降雨量、蒸发量等存在差异，绿色屋顶的径流调控效益也会有所不同。
因此，针对不同气候区城市绿色屋顶的径流调控效益进行研究，对于优化城市雨水管理系统、提高城市生态环境质量具有重要意义。
三、研究方法及数据来源本研究采用SWMM（城市雨洪模拟与评估模型）对不同气候区城市绿色屋顶的径流调控效益进行模拟分析。
选取了不同气候区的典型城市，包括北方寒冷地区、南方湿润地区和沿海地区等，收集了各地区的气象数据、绿色屋顶设计参数、建筑物特征等相关数据。
四、不同气候区绿色屋顶径流调控效益分析1. 模型建立与参数设置根据收集到的数据，建立SWMM模型，设置绿色屋顶的植被、土壤、建筑物等参数。
同时，设置对照组（无绿色屋顶）进行对比分析。
2. 模拟结果分析通过对模型进行模拟，得到不同气候区绿色屋顶的径流调控效益。
结果表明，绿色屋顶在不同气候区均具有显著的径流调控效益，能够显著减少径流量、降低峰值流量，延缓径流峰值出现时间。
其中，南方湿润地区的绿色屋顶径流调控效益最为显著。
3. 不同气候区绿色屋顶设计优化建议根据模拟结果，提出不同气候区绿色屋顶的设计优化建议。
例如，在北方寒冷地区，应选择耐寒性强的植被种类，增加保温措施；在南方湿润地区，应注重排水设计，防止积水；在沿海地区，应考虑盐分对植被的影响等。
五、结论与展望本研究基于SWMM模型，对不同气候区城市绿色屋顶的径流调控效益进行了研究。
基于GIS的SWMM模型在新城区雨水管网设计中的应用研究
基于GIS的SWMM模型在新城区雨水管网设计中的应用研究1. 本文概述随着城市化进程的加速，新城区的建设成为城市规划与管理的重点之一。
在这些区域中，雨水管网的设计和管理对于缓解城市内涝、保护城市生态环境具有重要意义。
地理信息系统（GIS）作为一种集成、存储、分析、管理和展示地理空间数据的技术，已在城市规划和管理领域中得到广泛应用。
SWMM（Storm Water Management Model）模型，作为一种动态降雨径流模拟模型，能够对城市雨水系统进行详细模拟和评估。
本文旨在探讨如何将GIS与SWMM模型相结合，应用于新城区雨水管网的设计中，以提高设计效率和准确性。
本文首先对GIS和SWMM模型的基本原理进行介绍，然后详细阐述两者结合的具体方法和技术流程，最后通过实际案例分析，验证该方法的可行性和有效性。
本文的研究成果对于优化新城区雨水管网设计，提升城市排水系统的整体性能具有重要的理论和实践意义。
2. 研究区域概况本研究选取的新城区位于我国某沿海城市，具有典型的亚热带季风气候特征。
该区域总面积约为150平方公里，地势东南高西北低，海拔高度在10至50米之间。
区域内主要的地形类型包括平原、丘陵和沿海滩涂。
新城区是近年来城市扩张的主要方向，区域内人口密度逐渐增加，城市建设快速发展，特别是住宅区、商业区和工业区的大规模建设，对城市基础设施，尤其是雨水管网系统提出了更高的要求。
新城区的气候特点是四季分明，雨量充沛。
年均降水量约为1200毫米，主要集中在夏季，占全年降水量的60以上。
这种季节性的强降雨对新城区的排水系统构成了巨大的挑战。
随着城市化的推进，不透水面积的增加导致地表径流增大，进一步加剧了城市内涝的风险。
新城区的植被覆盖率相对较低，主要植被类型为草地和灌木丛，乔木覆盖率不高。
这导致了雨水在地表的流速加快，冲刷力增强，对地表和下水道系统的侵蚀作用加剧。
同时，由于城市建设中的土地开发，自然水系如河流和小溪受到一定程度的破坏，影响了地表水的自然循环和调蓄能力。
基于模型研究城市雨洪控制方案
基于模型研究城市雨洪控制方案基于模型研究城市雨洪控制方案近年来，城市化进程不断加快，城市面积扩大，土地利用结构发生变化，城市雨洪问题日益突出。
雨洪灾害给城市带来了严重的经济和生活问题，因此，研究城市雨洪控制方案成为一个十分迫切的任务。
城市雨洪控制方案的制定需要综合考虑水文水资源、地理环境、城市化发展状况以及社会经济发展等因素。
在制定城市雨洪控制方案时，通过模型模拟和分析可为决策者提供科学依据和参考。
目前，常用的城市雨洪模型包括SWMM（Storm Water Management Model）、HEC-HMS（Hydrological Modeling System）等。
首先，利用城市雨洪模型对城市进行水文参数模拟和分析，可以了解城市地表径流的生成过程和演化规律。
通过模型模拟，可以预测城市雨洪事件的发生概率、雨洪过程的时间分布和空间分布特征。
在这个基础上，为制定合理的雨洪控制方案提供可靠的数据支撑。
其次，基于城市雨洪模型的研究可以评估不同控制措施的效果。
例如，将城市中的绿地率提高一定比例，采用雨水花园、庭院排水等措施，都可以有效减少雨洪灾害的发生。
利用模型模拟，可以定量评估不同措施对雨洪控制的效果，为城市规划和决策提供参考。
另外，城市雨洪模型还可以进行预测和预警，提高城市应对雨洪灾害的能力。
通过获取实时降雨资料和城市雨洪模型实时模拟预测，可以帮助城市相关部门做出及时决策，减轻雨洪灾害带来的损失。
根据模型预测的结果，可以制定应急预案，合理安排人员转移和物资调配，提高城市应对雨洪灾害的能力。
综上所述，基于模型进行城市雨洪控制方案的研究具有重要的意义。
通过模拟和分析，可以得出对雨洪控制措施的评估，提供决策者进行制定雨洪控制方案的科学依据。
同时，模型的预测和预警功能可以提高城市应对雨洪灾害的能力。
然而，模型研究仍然需要不断完善和发展，包括提高模型精度、准确获取输入数据等。
将来，基于模型的城市雨洪控制方案研究将为城市的可持续发展提供更多的保障综上所述，基于城市雨洪模型进行研究对于制定合理的雨洪控制方案具有重要意义。
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基于SWMM模型的城市降雨径流规律及城市雨洪利用控制研究城市化发展极大地改变了流域的气候和下垫面的组成,使流域内降水的时空分布和降雨径流效应发生很大的改变,这些改变与流域的水循环模式、水资源利用、雨洪控制紧密相关,由此带来的是原本天然河道的渠道化,天然河道渠道化又反过来加剧城市化给流域水文效应带来的影响,因此有必要对城市化下的暴雨特性和降雨径流规律进行研究和模拟,探究城市雨洪控制和雨洪资源利用对策。
本文以宣州区1953-2013年61年间实测资料为基础,采用线性趋势回归、
Mann-Kendall趋势检验法和滑动平均法,对宛溪河流域年降雨量、汛期雨量等参数的时间序列进行趋势分析；采用双累积曲线法、有序聚类法和非参数M-K突变检验法,对流域年降雨量、汛期雨量等参数的时间序列进行突变点分析；对实测降雨过程资料进行统计,分析各重现期、各降雨历时的暴雨时程分布,为研究城市化下降雨径流效应提供有力的支撑和资料基础。
代表站点降雨序列趋势分析表明,区域城市化、用地性质的改变对长历时、长周期尺度降雨序列影响较小,其影响体现在短历时、短周期降雨序列上。
代表站点降雨序列突变点分析表明,降雨突变时间点分别是1990年和2000年,分析结果与城市化进程一致。
暴雨频率和雨型分析表明,50年、20年稀遇暴雨出现年份仍集中在1990年以前,说明城市化扩大对暴雨量级影响较小,其次对暴雨雨型分析可知,研究区暴雨主要是双峰型暴雨。
以宣城市宛溪河典型流域作为研究区域,根据实际用地资料、遥感资料和地形地貌资料,对研究区开发前、现状和规划的用地性质进行分析,了解不同时期研究区土地利用格局的变化,并且对研究区现状城市排水分区进行分析,结合天然水文分区划分情况,明确研究区整体汇水、排水区域的划分,
将SWMM模型运用于城市和天然流域的降雨径流模拟,通过比较模拟结果发现,城市化对降雨径流效应的影响十分明显,各径流参数随着城市化发展呈非线性的变化规律。
根据研究区洪涝灾害的实际情况,结合研究区地形地貌等特征,利用SWMM模型模拟提出传统的调蓄池、低影响开发(LID)和“调蓄池+LID"三种雨洪利用控制措施下研究区的雨洪资源控制和利用效果,为研究区雨洪资源控制和利用提供有益的建议。