SWMM5用戶使用手冊整理

1、目錄第一章什么是SWMM21.2 建模功能21.3典型的SWMM的應(yīng)用31.4 安裝EPA SWMM31.5 SWMM的使用步驟31.6 關(guān)于該手冊3第二章 使用教程42.1以研究區(qū)域為例42.2項目的設(shè)置52.4 設(shè)置對象屬性102.5 運行模擬142.6 水質(zhì)模擬22第三章SWMM的概念模型293.1 介紹293.2 可見對象293.2.1 rain gages30地表水模塊313.2.2 subcatchment31傳輸模塊32Nodes323.2.3 junction nodes（交叉點）323.2.4 outfall nodes（排水口節(jié)點）323.2.5 flow divider

2、nodes（分流節(jié)點）323.2.6 storage units（貯存單元）33links343.2.7 conduits343.2.8 pumps363.2.9 flow regulators373.2.10 map labels393.3 非可見對象393.3.1 climatology（大氣模塊）393.3.2 snow packs443.3.3 aquifers473.3.4 uint hydrographs483.3.5 transects503.3.6 external inflows523.3.7control rules553.3.8 pollutants573.3.9 lan

3、d use583.3.10 treatment613.3.11curves623.3.12 time series633.3.13 time patterns643.4 computational methods653.4.1 地表徑流653.4.2 groundwater683.4.3 snowmelt713.4.4 flow routing713.4.5 surface ponding723.4.6 水質(zhì)模擬73附錄74A1 測量單位74A2 土壤特性75A3 NRCS Hydrologic Soil Group Definitions75A4 SCS curve numbers（CN值）

4、75A5 洼地儲蓄（地面匯流模塊使用）77A6曼寧的n值地表徑流（地面匯流模塊使用）77A7曼寧的n值閉合管道78A8曼寧N值開放渠道78A9城市徑流水質(zhì)特點79第一章 什么是SWMM環(huán)保署的暴雨水管理模型（SWMM）是一個用于單一事件或長期（連續(xù)）城市區(qū)域的徑流水質(zhì)水量模擬的降雨徑流仿真模型。SWMM的徑流成分是集中在支流集水區(qū)的沉淀物、形成的徑流量和污染負(fù)荷。SWMM通過管道系統(tǒng)、渠道、存儲/處理設(shè)備、泵和調(diào)節(jié)器運輸徑流。SWMM追蹤在由多個時間步長構(gòu)成的模擬期間的每一個支流集水區(qū)形成的徑流的水質(zhì)和水量和每一個管道和渠道的流速、水深、水質(zhì)。SWMM在19711年建成并且后來2經(jīng)歷了幾次重大

5、的升級。它現(xiàn)在仍被世界各地廣泛用來規(guī)劃、分析和集合下水道和衛(wèi)生下水道和其他城市區(qū)域的排水系統(tǒng)設(shè)計雨水徑流，也在非城市地區(qū)有很多應(yīng)用。現(xiàn)在的5.0版式完全重新編寫看以前的版本。在windows中，SWMM5.0為編輯研究區(qū)域輸入書庫、運行水文、水力和水質(zhì)環(huán)境模擬并以不同的格式查看結(jié)果提供了一個集成環(huán)境。其中包括彩色編碼流域面積和輸送系統(tǒng)地圖、時間序列圖和表格、剖面圖、統(tǒng)計頻率分析。1.2 建模功能SWMM能夠解釋城市區(qū)域產(chǎn)生徑流的不同水文過程其中包括：（1） 隨時間變化的降雨（2） standing（長期？）地表水的蒸發(fā)（3） 積雪和融化（4） depression storage（洼地）的降雨

6、截流（5） 降雨在非飽和土壤層的入滲（6） 非飽和土壤層入滲到地下水層（7） 地下水和排水系統(tǒng)的合流（8） 坡面流的非線性蓄水池的路徑所有這些過程中的空間變異性通過將研究區(qū)域劃分成小的、均勻子區(qū)域的集合。這些子區(qū)域包括能滲透的和不能滲透的分區(qū)域。坡面流在分區(qū)域之間、子區(qū)域之間或排水系統(tǒng)切入點之間形成。SWMM也包括很多水力模擬能力可用來模擬徑流和外部流入排水系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的管道、渠道、存儲/處理單元和導(dǎo)流結(jié)構(gòu)。其中包括：（1） 不限制大小的處理網(wǎng)絡(luò)（2） 使用多種很像自然渠道的標(biāo)準(zhǔn)的閉合和開放的管道（3） 模型的特殊要素比如存儲/處理單元，流量分配器、泵、壩和孔（4） 提供外部流量和水質(zhì)的輸入。由地

7、表徑流、地下水河流、降雨滲透/流入、干燥天氣的清潔量和用戶定義的流入得來。（5） 采用動力波或完全動力波流路徑方法。（6） 不同的流態(tài)模型，比如死水、預(yù)壓、反流和地表積水（7） 應(yīng)用用戶定義的動態(tài)控制規(guī)則模擬泵、管口和壩頂水平。除了建模和徑流量的傳輸，SWMM也可以模擬在徑流中污染物負(fù)荷。下面的這個過程可以模仿用戶定義的水質(zhì)成分的任意數(shù)目。（1） 干旱天氣在各種不同土地利用的污染物積累（2） 在暴雨時間過程中具體土地利用的污染物沖刷（3） 降雨沉淀物的直接貢獻(xiàn)（4） 在干旱天氣由于道路清掃污染物的減少（5） 由于BMPs徑流污染負(fù)荷的減少（6） 在干旱天氣衛(wèi)生流入口和用戶指定的排水系統(tǒng)的外部流

8、入的任意點。（7） 在排水系統(tǒng)中水質(zhì)成分的路徑（8） 通過在貯存單元或在管道和渠道的自然過程中的處理使水質(zhì)成分減少1.3典型的SWMM的應(yīng)用自公司成立以來，SWMM已經(jīng)應(yīng)用于世界數(shù)千下水道和暴雨研究。典型的應(yīng)用包括：（1） 設(shè)計排水系統(tǒng)組件的大小以控制洪水（2） 為控制洪水和水質(zhì)保護(hù)的滯留設(shè)施和他們的附屬物的大小（3） 泛洪區(qū)天然河道測繪系統(tǒng)（4） 設(shè)計減少洪水外溢的控制策略（5） 評估下水道的滲透流入和溢出的影響（6） 產(chǎn)生非點源污染總量分配研究（7） 評價BPMs減少潮濕天氣污染負(fù)荷的效果1.4 安裝EPA SWMM1.5 SWMM的使用步驟當(dāng)使用SWMM模擬研究區(qū)域的暴雨徑流執(zhí)行以下步驟

9、：（1） 指定選項和對象屬性使用的默認(rèn)值（4.2）（2） 畫一個網(wǎng)絡(luò)表示研究區(qū)域的物理組件（5.2）（3） 編輯對象的屬性形成系統(tǒng)（5.4）（4） 選擇分析選項（7.1）（5） 運行模擬（7.2）（6） 查看模擬結(jié)果（8）1.6 關(guān)于該手冊第二章介紹了一個簡短的教程。它顯示了如何在SWMM中添加對象，如何編輯對象屬性，如何運行長期連續(xù)模擬。第三章提供了一個背景資料關(guān)于在SWMM中排水系統(tǒng)中暴雨徑流模擬。它討論了構(gòu)成暴雨排水區(qū)域和收集系統(tǒng)物理組件的行為和如何處理附加的建模信息，比如降雨量、干燥天氣的衛(wèi)生流入量、運行控制。它提供了如何進(jìn)行系統(tǒng)水文、水力和水質(zhì)行為的數(shù)值模擬。第四章說明了EPASWM

10、M繪圖用戶界面的組織方式。它描述了不同菜單選項和光盤內(nèi)根據(jù)按鈕的功能以及三個主要窗口的主要職能，包括研究區(qū)地圖、瀏覽器面板、屬性編輯器的使用。第五章討論了項目文件存儲的信息包括SWMM的排水系統(tǒng)。它顯示了如何創(chuàng)建、打開、保存這些文件和如何設(shè)置默認(rèn)項目選項。它也討論了如何記錄用來對比模擬值和真實值的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)第六章介紹了如何建立一個排水系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)模型。它展示了如何創(chuàng)建各種物理對象（子區(qū)域、排水管和渠道、水泵、壩、貯存單元等）。這些物理對象構(gòu)成一個系統(tǒng)。如何編輯這些對象的屬性和在時間上的操作控制變化。第七章解釋了如何用研究區(qū)的地圖，該提供系統(tǒng)模擬的圖表視圖。它也顯示了如何查看在不同顏色編碼的地圖上的

11、不同的設(shè)計和計算參數(shù)，如何重新規(guī)模、縮放和平移地圖、如何在地圖上定位、如何利用背景圖像和能夠定義地圖外觀的選項。第八章顯示了如何運行SWMM模型模擬，它描述了各種控制如何分析的選項，提出和解決一些在檢查模擬結(jié)果的使用技巧。第九章討論了分析結(jié)果可以用不同的方式來看。這些包括研究區(qū)域地圖的不同視圖，各種圖表和表格，不同類型的專題報告。第十章介紹了如何打印和復(fù)印第九章中討論的結(jié)果。第十一章介紹了SWMM如何使用不同類型的文件更有效的模擬運行。該首層還包括了幾個附錄：附錄A 提供了一些有用的參數(shù)表格，包括所有涉及和計算單數(shù)表達(dá)式的表格。附錄B 列出所有可以在研究區(qū)域地圖上顯示的視覺對象的可編輯屬性并使

12、用點和點擊編輯。附錄C描述了專門編輯器，可用來設(shè)置非可視對象的屬性附錄D 提供了SWMM令行版本的運行的說明和包括項目文件格式的詳細(xì)說明。附錄E 列出了所有SWMM可能產(chǎn)生的錯誤消息和意義第二章 使用教程這一章提供了如何使用SWMM的教程，如果你不熟悉構(gòu)成排水系統(tǒng)的元素和他們在SWMM模型中代表什么。你將應(yīng)該先看第三章。2.1以研究區(qū)域為例在這個教程中，我們將會模擬一個12英畝的住宅區(qū)的排水系統(tǒng)。這個排水系統(tǒng)的布置圖如圖2-1。由S1、S2、S3三個子區(qū)域組成，下水管道由C1-C4，管道節(jié)點由J1-J4，out1為水流排放口。2.2項目的設(shè)置我們的首要任務(wù)就是創(chuàng)建一個新的SWMM項目并確保某些

13、默認(rèn)選項被選中。使用這些默認(rèn)選項將簡化數(shù)據(jù)輸入以后的工作。（1） 啟動SWMM如果它還沒有運行，選擇“文件創(chuàng)建”從主菜單工具條中創(chuàng)建一個新項目。（2） 選擇project默認(rèn)為打開項目默認(rèn)對話框（3） 在ID標(biāo)簽對話框，設(shè)置如圖2-2所示的ID前綴，這將使SWMM根據(jù)指定的前綴用連續(xù)號碼自動給新的對象標(biāo)號。（4）（5） 在子支流域?qū)υ捒蝽撁嬖O(shè)置如下的默認(rèn)值：所填的參數(shù)包括：Name：User-assigned name of subcatchmentX coordinate ：X coordinate of subcatchment centroid on mapy coordinate ：y

14、 coordinate of subcatchment centroid on mapdescription：optional comment or descriptiontag：optional category or classificationrain Gage ：rain Gage assigned to subcatchmentoutlet：name of node or another subcatchment that receive runoffarea：area of subcatchmentwidth：width of overland flow path% slope：a

15、verage surface slope（%）（平均坡度）%imperv：percent of impervious area（%）（不透水率）N-imperv：mannings N for impervious area（不透水曼寧糙率）N-perv：mannings N for pervious area（透水曼寧糙率）Dstore-imperv：depth of depression storage on impervious area（in）（不透水區(qū)洼蓄量/mm）Dstore-perv：depth of depression storage on pervious area（in）（

16、透水區(qū)洼蓄量/mm）%zero-imperv：percent of impervious area with no depression storage（%）（無洼蓄量不透水區(qū)率Subarea routing：choice of internal routing between pervious and impervious sub-area（滲透與非滲透之間區(qū)域的路徑選擇）可選的選項有（outlet、impervious、pervious）Percent routed：percent of runoff routed between sub-area（在間隔區(qū)域的徑流量的百分比）Infilt

17、ration：infiltration paramenters（click to edit）（滲透參數(shù)） Horton：max.infil.rate（最大滲透率） Min.infil.rate（最小滲透率） Decay constant（衰減常數(shù)） Drying time（飽和土壤完全干燥所需的時間） Max.volume（可能的最大滲透量，如果沒有則為0）Groudwater：groudwater flow parameters（地下徑流參數(shù)） 其中包括：aquifer name（蓄水層的名字，如果沒有可以是空白） Receiving node（接受來自蓄水層地下水的節(jié)點名） Surface

18、 elevation（subcatchment的地表高程） Groundwater flow coefficient（multipiler of distance between actual and threshed GW levels） Groundwater flow exponent （exponet of distance between actual and threshed GW levels） Surface water flow coefficient（multipiler of distance between surface water level and threshe

19、d GW levels） Surface water flow exponent（exponet of distance between surface water level and threshed GW levels） Surface-GW interaction coefficient（multiplier of product of GW height and surface water height above） Fixed surface water depth（fixed depth of surface water at receiving node （set to zero

20、 if surface water depth will vary as computed by flow routing） Threshold groundwater elev（groundwater elevation that must be reached before any flow occurs（feet or meters）Snow pack：name of snow pack parameters set（for snow melt analysis only）LID controls：其中包括：control name LID type % of area % from i

21、mperv Report fileLand uses：assignment of land uses to subcatchment其中包括：residential、undevelopedInitial buildup：initial pollutant buildup on subcatchment其中包括：TSS、LeadCurb length（if needed for pollutant buildup function）（6） 在nodes/links頁面設(shè)置以下默認(rèn)參數(shù)：Conduit（導(dǎo)水管）的參數(shù)設(shè)置：NameInlet node：name of node on the inl

22、et end of conduit（導(dǎo)水管進(jìn)水口末點的名字） Outlet note：name of node on the outlet end of conduit（導(dǎo)水管出水口點的名字）Description ：optional comment or descriptiontag：optional category or classificationshape：click to edit the conduits section geometrymax.depth：maximum depth of cross sectionslength：conduit lengthroughness：

23、manningtoughness coefficient（曼寧粗糙度系數(shù)）inlet offset：depth of conduit invert above node invert at inlet end outlet offset：depth of conduit invert above node invert at outlet endinitial flow：initial flow in the conduit （flow unit）maximum flow：maximum flow allowed-use 0 if not applicable（7） 點擊OK關(guān)閉對話框，如果你

24、想保存這些選項為將來你的新項目用，你就在接受之間檢查一下這個表格的底部的保存。下一步我們將設(shè)置地圖顯示選項，使ID標(biāo)簽和符號顯示為我們添加到研究區(qū)域地圖的對象，并用有箭頭的方向連接。（1） 選擇viewmap options打開map options dialog（看figure2-3）（2） 選擇subcatchment頁，設(shè)置填充類型和符號大小為5（3） 然后選擇節(jié)點頁和設(shè)置節(jié)點的大小為5（4） 選擇注釋頁并選中復(fù)選框，顯示面積、節(jié)點和連接的ID標(biāo)簽。留下其他不能被檢查出來的。（5） 最后選擇流向箭頭頁，選擇填充類型和設(shè)置填充大小為7。（6） 點擊OK按鈕關(guān)閉對話框。在地圖上放置對象時，我

25、們應(yīng)該設(shè)置它的尺寸（1） 選擇viewdimensions打開地圖尺寸對話框（2） 你可以選擇默認(rèn)值最后，在主窗口底部的狀態(tài)欄中查找并檢查autolength is off。如果是on的話，將它改過來。2.3 繪畫對象我們準(zhǔn)備好開始在研究區(qū)域地圖上添加成分。我們將在subcatchment開始。（1） 在對象工具欄中點擊按鈕（如果沒有顯示則選擇viewtoolbarsobject）。注意，鼠標(biāo)指針變成了筆的形狀。（2） 移動鼠標(biāo)到地圖上的subcatchmentS1的位置的一個轉(zhuǎn)角，左擊鼠標(biāo)。（3） 在后兩個轉(zhuǎn)角做同樣的操作，然后右擊鼠標(biāo)（或者點擊enter）關(guān)閉矩形，這個矩形為subcatc

26、hmentS1。如何你想取消你畫偏的subcatchment并重新開始的話你可以按Esc鍵。不要擔(dān)心對象的形狀或位置是否完全正確。我們一會還會回來并顯示如何固定它。（4） 在S2和S3上重復(fù)上面的過程。當(dāng)我們在地圖上添加對象時，觀察連續(xù)的ID標(biāo)簽是怎樣自動形成的。下一步我們將添加交叉點和構(gòu)成排水網(wǎng)絡(luò)的排出口節(jié)點。（1） 點擊對象工具欄中的按鈕。（2） 將鼠標(biāo)移動到J1的位置左擊，在J2J4上做同樣的操作。（3） 添加排水口節(jié)點。點擊按鈕。在排水口位置移動鼠標(biāo)，然后左擊。注意排水口自動命名為out1/。這是你的地圖看來就像下面這幅圖現(xiàn)在我們將添加暴雨導(dǎo)水管連接我們的排水系統(tǒng)節(jié)點。（你必須創(chuàng)建一個

27、連接的末尾節(jié)點作為）我們將從C1開始，連接J1J2。（1） 點擊，鼠標(biāo)變成一個十字形。（2） 在junctionJ1上點擊鼠標(biāo)，注意鼠標(biāo)又變成鉛筆型的。（3） 將鼠標(biāo)移動到J2（注意當(dāng)你移動鼠標(biāo)時導(dǎo)水管的輪廓怎性被畫出）并左擊創(chuàng)建導(dǎo)水管。你可以通過用esc和右擊取消操作。（4） 在C2和C4重復(fù)以上操作。雖然我們的導(dǎo)水管被畫成直線，也可以通過在點擊終節(jié)點之前左擊中間點可以改變連接方向。為了完成我們研究區(qū)域原理圖的建設(shè)，我們需要添加一個雨量計（rain gage）（1） 點擊（2） 移動鼠標(biāo)至gage應(yīng)該在的地方，左擊鼠標(biāo)這樣我們就完成了一個研究區(qū)域的繪畫。你的系統(tǒng)應(yīng)該看起來像圖2.1，subc

28、atchment或者節(jié)點不在適當(dāng)?shù)奈恢每赏ㄟ^下列方法移動：（1） 用選中要移動的對象至應(yīng)該在的位置。重新形成一個subcatchment的概圖（1） 在對象選擇模式地圖中點擊子區(qū)域的質(zhì)心（由子區(qū)域子區(qū)域內(nèi)的實心方塊表示）以選擇它。（2） 點擊地圖工具欄上的按鈕，使地圖到頂點選擇模式。（3） 通過點擊選擇子區(qū)域輪廓線的頂點（通過一個實心的方塊表明這個頂點表示什么）（4） 用鼠標(biāo)左鍵拖動使其到一個新的位置。（5） 如果需要的話，頂點可以添加或刪除通關(guān)過右擊鼠標(biāo)并從菜單中選擇相應(yīng)的選項。（6） 當(dāng)完成后，點擊，返回到對象選擇模式。這個步驟同樣也可用于重新塑造一個環(huán)節(jié)。2.4 設(shè)置對象屬性當(dāng)在項目中添

29、加可視對象時，SWMM給他們分配了一個默認(rèn)的參數(shù)設(shè)置屬性。更改一個對象的具體的屬性值，我們在屬性編輯器重選擇對象（圖2-5），有幾種不同的方法來改變參數(shù)的屬性。如果編輯器已經(jīng)可見，那么你可以簡單的在主窗口的瀏覽器面板數(shù)據(jù)頁點擊對象或選擇它。如果編輯器不可見，那么你可以通過以下操作使其可見：（1） 雙擊地圖上的對象（2） 在對象上右擊并從彈出菜單中選擇屬性。（3） 從網(wǎng)頁瀏覽器面板數(shù)據(jù)中選擇對象，然后點擊瀏覽器按鈕。（4）當(dāng)屬性編輯器有焦點時，你可以按F1鍵獲得一個更詳細(xì)屬性說明。我們的子區(qū)域需要設(shè)置的兩個主要屬性是雨量計（rain gage）和節(jié)點（node），rain gage是為子區(qū)域提供

30、降雨數(shù)據(jù)和從子區(qū)域接收徑流的排水系統(tǒng)的節(jié)點。因為所有的子區(qū)域利用相同的rain gage，gage1，我們用一個快捷的方法為所有的子區(qū)域設(shè)置這個屬性。（1） 從主菜單中選擇editselect all（2） 然后選擇editgroup edit。使組編輯對話框出現(xiàn)。（圖2-6）（3） 選擇子區(qū)域作為對象類編輯器，rain gage作為編輯的屬性，并在gage1中輸入新值。（4） 點擊OK使所有子區(qū)域的rain gage變成gage1，這是對出現(xiàn)一個確認(rèn)對話框說明3個子區(qū)域已經(jīng)改變，選擇NO的時候，要求繼續(xù)編輯。因為不同的子區(qū)域的排出口節(jié)點不同，我們必須將它們分別設(shè)置如下：（1） 雙擊子區(qū)域S1

31、或從數(shù)據(jù)瀏覽器中選擇，并點擊瀏覽器的按鈕彈出屬性編輯器。（2） 在Outlet字段中的輸入J1，并按enter，注意子區(qū)域和節(jié)點之間的虛線是如何繪制的。（3） 點擊子區(qū)域2并且enterJ2作為排出口（4） 點擊子區(qū)域3并且enterJ3作為排出口我們也希望子區(qū)域3代表最不發(fā)達(dá)區(qū)域。在屬性編輯器中選擇S3，并設(shè)置不滲透性百分比（ % Imperviousness）為25。交叉點（junction）和排水系統(tǒng)的排水口需要設(shè)置底板高程（invert elevation），在子區(qū)域中選擇每一個交叉口，在屬性編輯器中選擇它的invert elevation如下表所示 我們示例系統(tǒng)中的導(dǎo)水管有非默認(rèn)的屬

32、性值。這是導(dǎo)水管C4，出水管，直徑應(yīng)該是1.5而不是1英尺。改變它的直徑：（1） 在屬性編輯器中選擇conduitC4（2） 選擇shape field并點擊省略號（3） 在cross-section 編輯對話框中設(shè)置最大的深度值為1.5，然后點擊OK按鈕。為了給項目中提供一個降雨的輸入源，我們需要設(shè)置rain gage的屬性，在屬性編輯器重選擇gage1并設(shè)置如下屬性：正如前面提到的，我們想要模擬我們研究區(qū)域?qū)?英寸，6小時的暴雨的響應(yīng)。時間序列TS1包括每小時降雨強度。因此我們需要建立一個時間序列對象并填充數(shù)據(jù)，按如下的步驟來操作：（1） 從數(shù)據(jù)瀏覽器選擇對象時間序列類別。（2） 點擊按鈕

33、彈出時間序列編輯對話框（見圖2-8）（3） 在時間序列的name 字段輸入TS1（4） 在圖2-8顯示的輸入time和value這兩列（5） 你可以點擊view看時間序列值，點擊OK接受新的時間序列。Figure 2-8 時間序列編輯對話框在完成項目的初始設(shè)置之后，最好給它設(shè)置一個標(biāo)題并保存在文件夾中（1） 從數(shù)據(jù)瀏覽器中選擇title/notes的種類。點擊按鈕（2） 在醒目title/notes對話框中（圖2-9），輸入“tutorial example”作為我們項目的題目并點擊OK關(guān)閉對話框（3） 從file菜單中選擇save as。（4） 在save as對話框中選擇一個文件夾和文件名

34、保存此項目。（5） 點擊save保存該項目文件。2.5 運行模擬1 設(shè)置模擬選項之前我們的示例排水系統(tǒng)需要設(shè)置一些選項決定如何進(jìn)行分析。（1） 從數(shù)據(jù)瀏覽器中選擇options分類并點擊按鈕。（2） 在模擬選項對話框general頁（圖2-10）選擇Kinematic Wave作為流量路徑方法。流量單元應(yīng)該設(shè)置CFS和Green-Ampt滲透方法。pond（洼地）選項應(yīng)該不選擇。（3） 在對話框的日期頁，設(shè)置分析完成時間為12:00:00（4） 在時間步長頁，設(shè)置Routing time步長為00:01:00（5） 點擊OK關(guān)閉模擬選項對話框。2 運行模擬我們現(xiàn)在準(zhǔn)備運行模擬。選擇projec

35、trun simulation（或者點擊）如果模擬有問題，會出現(xiàn)一個狀態(tài)報告說明發(fā)生什么錯誤。如果能夠成功運行，有許多方式查看模擬結(jié)果。3 查看狀態(tài)報告狀態(tài)報告包括一個模擬運行結(jié)果有用的摘要信息。查看這個報告，可以通過reportstatus，剛剛分析的系統(tǒng)報告如圖2-11所示。完整的報告說明以下幾點：（1） 模擬的質(zhì)量很好，可以忽略不計Runoff和routing的平衡的連續(xù)性誤差（分別為-0.23%和0.03%，如果所有的數(shù)據(jù)均正確輸入）（2） 對于研究區(qū)域雨水下降3英尺，通過地面滲透1.75，其余的基本全變成徑流。（3） 節(jié)點深度匯總表表明在系統(tǒng)的節(jié)點J2有內(nèi)部水（4） 導(dǎo)管流量匯總表顯

36、示了導(dǎo)管conduitC2（只是節(jié)點J2的下游，）被記錄較多，因此似乎稍微小型的4 在圖上查看結(jié)果模擬結(jié)果（以及一些設(shè)計參數(shù)，比如subcatchment area, node invert elevation, link maximum depth）可以以不同的顏色在研究區(qū)地圖上表示出來。查看一個特定變量的方式：（1） 選擇瀏覽器的地圖頁面。（2） 從下拉組合框選擇變量查看子區(qū)域、節(jié)點和連接線，標(biāo)記子區(qū)域、及節(jié)點和連接線。（圖2-12）（3） 用顏色來編碼一個特定的變量，在研究區(qū)域地圖上用圖例表示。切換圖例的顯示選擇viewlegends。（4） 按住左鍵可將圖例拖到其他位置。（5） 將不同

37、的斷點值設(shè)置為不同的顏色，選擇viewlegendsmodify，然后相關(guān)的對象類（如果圖例可見，直接右擊）要查看地圖上變量的不同的數(shù)值，選擇toolmap display options然后選擇地圖選項對話框中的注釋頁，可以分別對subcatchment、node、links、labels、annotations、symbols、flow arrow、background進(jìn)行設(shè)置。（6） 在地圖瀏覽器上的日期、時間、已用的時間可通過時間的模擬結(jié)果移動，圖2-12描繪的結(jié)果是1小時15分鐘的模擬。（7） 通過動畫顯示，選擇viewtoolbarsanimator和使用動畫工具欄上的控制來控制動

38、畫。比如，按下按鈕，將運行在時間內(nèi)的動畫。7 查看時間序列生成一個模擬結(jié)果的時間序列圖：（1） 選擇reportgraphtime series或者點擊在基礎(chǔ)工具欄上點擊從下拉框菜單中選擇time series。（2） 時間序列圖對話框會出現(xiàn)，用于選擇繪圖對象和變量在我們的例子中，時間序列對話框可用于表示管道C1和C2（1） 選擇link作為對象類別。（2） 選擇flow作為變量繪制（3） 點擊conduitC1（可以在地圖上或數(shù)據(jù)瀏覽器上），然后點擊添加鏈接列表，從C2也做同樣的操作。（4） 點擊OK創(chuàng)建圖得到如果2-15的結(jié)果。創(chuàng)建一個圖之后你可以：（1） 自定義它的外觀。選擇report

39、options或者右擊圖（2） 復(fù)制到剪貼板并粘貼到另一個應(yīng)用程序中，選擇editcopy to或者點擊（3） 打印。查看剖面圖SWMM可以形成剖面圖，剖面圖顯示了水面深度在在通過連接節(jié)點和link時是如何變化的。我們創(chuàng)建一個這樣的導(dǎo)管連接junctionJ1到排水口out1。（1） 選擇reportgraphprofile或者點擊，選擇下拉菜單中的profile。（2） 進(jìn)入剖面圖對話框Start node輸入J1或從地圖上的數(shù)據(jù)瀏覽器中選擇并點擊按鈕（3） 對節(jié)點out1做同樣的操作。（4） 點擊find path按鈕。一個有序的列表鏈接在指定的開始點和結(jié)束點之間形成連接路徑。如果需要的話

40、你可以編輯此框中的條目。（5） 點擊OK關(guān)閉對話框，顯示水面剖面圖。當(dāng)你用地圖瀏覽器或動畫控制移動時，水深剖面圖就會變化，觀察J2在2到3小時的暴雨事件之間如何被淹沒。剖面圖的外觀可以自定義也可以同時間序列圖一樣用相同的方法復(fù)制或打印。8 運行完整的動力波分析在分析中僅僅運行我們選擇的Kinematic wave（運動波）方法模擬排水系統(tǒng)中的水流路徑。這是一個有效但是簡單的方法，但不能處理回水影響、有壓流、流向變化和非樹狀管網(wǎng)等現(xiàn)象。SWMM還包括一個動力波模擬方法可以代表這些條件。然而這個過程需要更多的計算時間，由于需要更小的時間步長來維持?jǐn)?shù)值的穩(wěn)定性。上面提到的大部分影響都不適合我們的例子

41、。但是我們有個管道C2，充分流出導(dǎo)致上游交界形成洪水。這個可能是這個導(dǎo)管受壓，因此比用運動波路徑計算傳輸了更多的水流。我們現(xiàn)在想要看看如果我們用動力波路徑代替會發(fā)生什么。運行分析動力波路徑（1） 從數(shù)據(jù)瀏覽器中選擇options分類，并點擊按鈕（2） 在模擬選項對話框的general頁選擇動力波作為流量路徑方法。（3） 在動力波對話框中，設(shè)置如下圖所示（4） 點擊OK關(guān)閉對話框，選擇projectrun simulation。2.6 水質(zhì)模擬SWMM可以分析水質(zhì)成分的增長、沖刷、運輸和處理。需要的步驟有：（1） 確定要分析的污染物。（2） 定義形成這些污染物的土地利用類型。（3） 設(shè)置增長參數(shù)

42、和決定土地利用徑流質(zhì)量的沖刷功能的參數(shù)。（4） 為每一個子區(qū)域分配一個混合土地利用。（5） 定義每一個包含處理設(shè)備的排水系統(tǒng)中污染去除功能的節(jié)點。我們將定義兩種徑流污染物：總懸浮固體（TSS），單位為mg/L，和總鉛單位為ug/L。另外我們將指定徑流中鉛的濃度是TSS濃度中固定的比例（0.25）。要為項目中添加這些污染物：（1） 在數(shù)據(jù)瀏覽器的質(zhì)量類別中選擇pollutants子類別下方。（2） 點擊按鈕為項目添加新的污染物。（3） 在污染物編輯器對話框中，添加TSS在污染物名稱一欄，其他的值都為默認(rèn)值。（4） 點擊OK關(guān)閉編輯器。（5） 點擊按鈕添加下一種污染物。（6） 在污染物編輯器中，輸

43、入鉛為污染物名字，選擇ug/L為濃度單位，添加TSS為聯(lián)合污染物，并輸入0.25為co-fraction。（7） 點擊OK關(guān)閉對話框。在SWMM中，徑流污染物由子區(qū)域中特定的土地利用形成的。在我們的例子中，我們將定義兩種類型的土地利用：居民區(qū)和欠發(fā)達(dá)區(qū)。在項目中添加土地利用：（1） 在數(shù)據(jù)瀏覽器質(zhì)量子菜單中，選擇土地利用并點擊按鈕（2） 在土地利用編輯對話框，輸入居民區(qū)，點擊OK按鈕。（3） 重復(fù)以上步驟 我們需要定義每一種土地利用類型的TSS的形成和沖刷功能。鉛就沒有必要了，因為它是定義為TSS濃度的固定比例。通常情況下，定義這些功能需要站點的校準(zhǔn)。在這個例子中，我們假定居民區(qū)的懸浮固體顆粒

44、以每天每英畝1英鎊的速率產(chǎn)生，一直到每英畝50英鎊為上限。對于欠發(fā)達(dá)地區(qū)，我們假定只有居民區(qū)的一半。對于沖刷功能，我們假定不變的平均值，居民區(qū)為100mg/L,欠發(fā)達(dá)地區(qū)為mg/L。當(dāng)徑流發(fā)生時，這些濃度一直維持到生成的全部被消耗完為止。為居民區(qū)土地利用定義功能：（1） 選擇居民區(qū)土地利用類型點擊按鈕。（2） 在土地利用編輯對話框中，移動到buildup頁，（圖2-21）Function中包括：POW、EXP、SAT、EXT（3） 選擇TSS作為污染物和POW作為功能類型。（POW=power（冪函數(shù)方程），EXP=exponential（指數(shù)函數(shù)方程），SAT=saturation（飽和函數(shù)

45、方程），EXT=external time series（線性函數(shù)方程）（4） 定義功能maximum buildup（maximum possible buildup per unit of normalizer variable）功能為50，rate constant（rate constant of buildup function per normalizer per day for power buildup or days for exponential buildup）為1.0，power/sat.constant（time exponent for power buildup

46、or half saturation constant（days）for saturation buildup）為1.0.，選擇area作為normalizer（subcatchment variable to which buildup is normalized area（acres or hectares）or curb length（any unit）。（5） 移動到?jīng)_刷頁，選擇TSS作為污染物，EMC作為功能類型，輸入100作為系數(shù)，其他的都為0。EXP=exponential（指數(shù)方程），RC=rating curve（流量特性沖刷曲線），EMC=event mean concen

47、tration（次降雨平均濃度）（6） 點擊OK?，F(xiàn)在做同樣的操作為欠發(fā)達(dá)地區(qū)的土地利用類型，除去maximum buildup為25，buildup rate constant為0.5，buildup power為1，washoff EMC為50。在我們水質(zhì)模擬例子中最后一步為為每一個子區(qū)域設(shè)定一個混合土地利用。（1） 雙擊S1。（2） 選擇土地利用屬性并點擊省略號。（3） 在土地利用設(shè)置對話框中輸入75為%resudential和25為%undeveloped（見圖2-22.）點擊OK關(guān)閉對話框。（4） 在子區(qū)域2中重復(fù)以上操作。（5） 在子區(qū)域3中重復(fù)以上操作，但設(shè)定居民區(qū)土地利用為25

48、，欠發(fā)達(dá)為75/。在模擬研究區(qū)域徑流TSS和lead質(zhì)量時，最初TSS增長應(yīng)該被定義為在單個降雨事件期間它可能被沖刷。我們也可以指定由于前期干旱天數(shù)的模擬或直接定義每個子區(qū)域最初的增長量。我們用前面的方法：（1） 從數(shù)據(jù)瀏覽器中選擇options，選擇子菜單中的dates并點擊按鈕。（2） 在模擬選項對話框前期干旱天數(shù)中輸入5。（3） 其他模擬選項相同，因為他們是為動態(tài)波流動路徑。（4） 點擊OK關(guān)閉對話框?，F(xiàn)在運行模擬，projectrun simulation或者點擊。當(dāng)運行完成后，看狀態(tài)報告。記錄兩個新的已添加到徑流水質(zhì)連續(xù)性和水質(zhì)路徑連續(xù)性的sections。從徑流水質(zhì)連續(xù)性表我們可以

49、看到研究區(qū)域的TSS的最初積累量為47.5英鎊，在干旱期間增加了1.9英鎊。在降雨事件中，幾乎有48英鎊被沖刷，鉛的沖刷質(zhì)量是一個指定的TSS的固定比例（25%乘以0.001由mg轉(zhuǎn)化為ug）。如果繪制子區(qū)域S1和S3的徑流濃度在相同的時間的圖，如圖2-23，你會發(fā)現(xiàn)兩個區(qū)域不同混合土地利用的濃度不同。你也能發(fā)現(xiàn)污染物沖刷持續(xù)時間比整個徑流水文曲線持續(xù)的時間短（即1小時到6小時左右）。這個結(jié)果用盡了這個時間可利用的TSS.2.7 運行連續(xù)模擬在本教程的最后我們將演示如何使用歷史降雨記錄運行長期連續(xù)模擬和如何執(zhí)行統(tǒng)計頻率分析結(jié)果。降雨記錄來自一個sta.dat的文件夾，這個文件夾在示例數(shù)據(jù)集中有

50、。它包括從1998年1月開始的幾年的每小時降雨。運行連續(xù)模擬降雨記錄：（1） 選擇gage1（2） 改變data source的選項為file（3） 選擇file名字?jǐn)?shù)據(jù)字段點擊省略號調(diào)出標(biāo)準(zhǔn)的windows文件選擇對話框。（4） 選擇sta.dat（5） 在屬性數(shù)據(jù)編輯器station字段中輸入。（6） 選擇options分類，點擊彈出模擬選項形式。（7） 在general頁中選擇kinematic wave作為路徑方法（這個將會加快計算）。（8） 在date頁設(shè)置Start analysis和Start reportingdates為01/01/1998，設(shè)置最后的分析時間為01/01/2

51、000（9） 在時間步長頁設(shè)置routing time step為00:05:00（10） 點擊OK關(guān)閉模擬對話框，點擊projectrun simulation運行。在我們連續(xù)模擬完成時，我們可以對任何變量執(zhí)行統(tǒng)計頻率分析進(jìn)行輸出。例如，確定兩年內(nèi)每一次降雨事件的降雨量的分布：（1） 選擇reportstatistics或者點擊按鈕。（2） 在統(tǒng)計選擇對話框中，輸入的值見圖2-24。（3） 點擊OK按鈕關(guān)閉對話框。統(tǒng)計報告表格的結(jié)果包括三個分頁式（見圖2-25）：一個總頁，一個包含每個事件的排列有序的頁和包含包含時間發(fā)生頻率的直方圖。這個總頁顯示了一個有213個降雨事件。事件頁顯示了最大的降

52、雨事件有3.35英寸和發(fā)生在24小時之內(nèi)。目前還沒有匹配在我們先前的單事件分析中3英尺、6小時暴雨事件，這表明產(chǎn)生了一些內(nèi)部洪水。事實上，連續(xù)模擬 狀態(tài)報告表明在模擬期間沒有洪水或過多的水發(fā)生。我們已經(jīng)觸及了SWMM功能的表面，還有一切其他的功能：（1） 利用排水元素的附加類型，比如貯存單元、流量分配器、泵和穩(wěn)壓器來模擬更復(fù)雜的系統(tǒng)類型。（2） 利用控制規(guī)則模擬實時pump和regulators的行為。（3） 在排水系統(tǒng)節(jié)點采用不同的外部強加流入類型，比如直接時間序列之間流入、干旱天氣流入和降雨浸潤流入。（4） 模擬子區(qū)域和排水系統(tǒng)節(jié)點的含水層之間的地下水河流。（5） 模擬子區(qū)域內(nèi)降雪的積累和

53、融化。（6） 添加校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，用來對比模擬結(jié)果和測量結(jié)果。（7） 利用背景街道、現(xiàn)場平面圖或者地形圖協(xié)助輸出系統(tǒng)排水要素和相關(guān)的真實位置的模擬結(jié)果。在這個手冊上你還能找到更多的信息和其他功能。第三章SWMM的概念模型這一章討論了如何設(shè)置模型對象和參數(shù)從而構(gòu)成暴雨排水系統(tǒng)。關(guān)于這些信息如何輸入到項目中在后面的章節(jié)中會講到。關(guān)于SWMM用來模擬水文、水力、水質(zhì)輸送的概念模型的綜述。3.1 介紹SWMM將排水系統(tǒng)概念化為幾個主要的環(huán)境分區(qū)之間的一系列水和物料的流動。這些分區(qū)和SWMM包含的對象有：（1） 大氣模塊 降雨、污染物堆積到土地分區(qū)表面。SWMM用rain gage對象代表將與輸入到系統(tǒng)中。（

54、2） 地表水模塊 代表一個或多個subcatch對象，它接受來自大氣區(qū)劃的雨或雪的沉淀物，它的一部分滲透到地下水區(qū)劃中，一部分作為地表徑流和污染物負(fù)荷到運輸區(qū)劃中。（3） 地下水模塊 接受從地表水模塊滲透的和從輸送模塊轉(zhuǎn)移流入的一部分，這個模塊用aquifer對象。（4） 傳輸模塊 包括運輸元素的網(wǎng)絡(luò)（channels、pipes、pumps和regulators）和將水運輸?shù)脚潘诨蛱幚碓O(shè)備的貯存/處理單元。這個模塊流量來自地表徑流、地下水合流、干燥天氣清潔流或者來自用戶自定義的水位曲線。傳輸輸模塊的成分用node和link對象來建模。不是所有發(fā)熱模塊需要再SWMM中建立，比如，可以僅僅利用

55、確定的水位線作為輸入建立傳輸模塊。3.2 可見對象圖3-1展示了SWMM的可見對象集安排來表示一個暴雨排水系統(tǒng)，這些對象在SWMM工作區(qū)以地圖的形式展現(xiàn)。下面描述每個對象。3.2.1 rain gagesRain gage為研究區(qū)域中一個或多個subcatchment提供降雨數(shù)據(jù)。降雨數(shù)據(jù)也可以由用戶自定義的時間序列或來自外部文件。支持不同降雨文件格式和基礎(chǔ)用戶定義的格式。輸入rain gages的屬性的原則包括：（1） 降雨數(shù)據(jù)類型rainfall format（intensity，volume或者cumulative volume）（2） 記錄數(shù)據(jù)間隔recording time interval（hourly，15minutes等）（3） 降雨數(shù)據(jù)來源source of rainfall data（input time series 或external file）（4） 降雨數(shù)據(jù)來源名字name of rainfall data source地表水模塊3.2.2 subcatchmentSubcatchment是土地的水文單元，其地形