闸 设设 区
施施
防信 洪对 抢分 社 洪息 水策 险滞 会 立采 预分 物洪 灾 法集 警析 资区 害 管传 预系 管撤 保 理输 报统 理离 险
排水管网 集水井
排水干管
受纳水体
管
网
汇
滞洪水库
流
系
统
蓄水水库
污水处理厂
图1.2 城市洪水减灾方法
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图1.1 城市雨洪系统示意图
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城市暴雨管理模型及在雨洪利用中的应用 ❖ 第一章 绪论
❖ 第一章 绪论
降雨
❖ 1.1 研究背景
❖ 城市化导致产汇流条件改变，加 大洪涝灾害的风险
❖ 长期以来强调控制水灾，快速排 出雨水
屋顶 植被/土壤 人行道/车道/广场 街道
地
表
径
表面滞留 排洪沟渠
流
❖ 探讨城市防洪减灾方法
表面截留
雨水口
城市洪水减灾方法
工程方法
非工程方法
附属构筑物
流修 河 修 修 修 修修 开 域筑 道 建 建 建 建建 辟 治堤 整 水 泵 挡 蓄滞 分 理坝 治 库 站 水 水水 洪
❖ 第二章 城市暴雨管理模型研究
❖ 2.2 SWMM模型简介——功能
模拟径 流过程
模拟径 流传输
计算污 染负荷
随时间变化的降雨量 ；蒸发量；洼地蓄水 量；降雨入渗变化； 非线性水库的坡面漫 流
模拟管道或自然渠道 、专门的设施径流传 输；模拟表面径流、 降雨入渗流、额外水 流及其水质的输入； 模拟各种水流形式
城市暴雨管理模型及在雨洪利用中的应用
高亮（2009210180） 导师：茅泽育老师
水力学所
城市暴雨管理模型及在雨洪利用中的应用
第一章 绪论 第二章 城市暴雨管理模型研究 第三章 雨洪径流的模拟计算 第四章 非点源污染物的模拟 第五章 雨洪资源化利用分析 第六章 结论与展望
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城市暴雨管理模型及在雨洪利用中的应用
❖ 1）通过对城市化问题所展开的研究进行汇总，整理和分析，讨论城市雨洪利用问 题；
❖ 2）根据城市雨洪模拟的理论和方法，研究城市雨洪模型对于解决城市雨洪利用问 题的作用及应用价值；
❖ 3）利用城市雨洪模型对某生态小区进行水量水质模拟，并分析其雨洪利用效果； ❖ 4）针对模拟结果，探讨雨洪利用所起到的实际价值，提出见解和建议。
❖ 第二章 城市暴雨管理模型研究
❖ 2.2 SWMM模型简介——模块
服务模块
统计模块 STATISTICS BLOCK
计算模块
径流模块 RUNOFF BLOCK
绘图模块 GRAPH BLOCK
输送模块 TRANSPORT BLOCK
联合模块 COMBINE BLOCK
降雨模块 RAIN BLOCK
运行模块 TEMP BLOCK
污染物累积；降雨冲 刷；BMPs针对减少 冲刷污染负荷作用； 晴天流入的生活污水 ；排水系统任意节点 上的额外入流；排水 系统的水质要素
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城市暴雨管理模型及在雨洪利用中的应用
❖ 第二章 城市暴雨管理模型研究
❖ 2.3 SWMM模型适用性
SWMM
适用性分析
SWMM功能实现方面
针对不同土地利用类型 水量水质模拟
❖ 国内研究
刘俊利用SWMM模型对天津的进行模拟，并对模型的参数进行了率定[4] 曹韵霞利用SWMM模拟了北京市生活小区的雨水管理[5] 李彦伟等人运用SWMM模型展开了雨水管网优化的研究[6]
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城市暴雨管理模型及在雨洪利用中的应用
❖ 第一章 绪论
❖ 1.3 研究意义 ❖ 研究城市雨洪及其利用具有必要性 ❖ 探讨城市雨洪有效利用方式具有现实意义 ❖ 为BMPs效果评价提供依据 ❖ 1.4 研究目标
按功能：一维、二维；按应用：单一事件、长期连续
❖ 国外研究
如Park等人通过SWMM的EXTRAN模块对芝加哥地区地下室洪涝和街道漫水灾害 模拟[1] Anthony等人利用SWMM模拟了极端降雨条件下尾水效应对排水系统的影响[2] Ostroff等人通过SWMM模型分析了纽约市屋顶绿化对雨水管理效果的影响[3]
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城市暴雨管理模型及在雨洪利用中的应用
❖ 第一章 绪论
❖ 1.5 研究内容
1
城市雨洪采取的措 施和方法； SWMM模型在雨 洪径流及非点源污 染负荷计算方面的 应用
2
建立基于SWMM 的雨洪径流模型， 模拟出流过程； 建立基于SWMM 模型非点源污染负 荷模型，模拟四种 典型污染物出口浓 度变化过程
算
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结果分析
总结 8
城市暴雨管理模型及在雨洪利用中的应用
❖ 第二章 城市暴雨管理模型研究
❖ 2.1 概述
❖ 城市雨洪模拟存在难点 ❖ 可以指导城市雨洪利用 ❖ 论文选用SWMM模型
❖ 2.2 SWMM模型介绍
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图2.1 SWMM5操作界面
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城市暴雨管理模型及在雨洪利用中的应用
❖ 1.1 研究背景
城市雨洪利用
最佳管理措施 （BMPs）
•减少不透水面积 •渗透沟等渗透设施
•调蓄池
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雨洪灾害控制 非点源污染控制 水生态与水环境修复
Text
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城市雨洪模型
•水质水量模拟 •排水系统规划 •雨洪利用设施设计
城市暴雨管理模型及在雨洪利用中的应用
❖ 第一章 绪论
❖ 1.2 研究现状 ❖ 城市雨洪模型
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模拟绿色屋顶的洼 蓄作用； 研究铺设渗透沟的 蓄水潜力； 模拟增加调蓄池的 出口流量及非点源 污染物浓度变化
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城市暴雨管理模型及在雨洪利用中的应用
❖ 第一章 绪论
❖ 1.6 研究技术路线
径流子系统 传输子系统
确定研究内容及任务
SWMM模型系统研究
收集资料
确定模型模拟机理 确定模型参数
执行模块 EXECUTIVE BLOCK
扩充输送模块 EXTRAN BLOCK
贮存/处理模块 STORAGE/TREATMENT
BLOCK
图2.2 SWMM模块及配置关系
径流模块
输送模块
扩展的输送模块
调蓄/处理模块
受纳水体模块
图2.3 SWMM模型结构来自2021/3/110城市暴雨管理模型及在雨洪利用中的应用
建立城市化地区雨洪模型
水文资料 下垫面资料
管网资料
雨洪径流计算
雨洪资源化利用计算
非点源污染负荷计算
不同降雨 频率的降 雨径流模
拟计算
不同下垫 面的降雨 径流模拟
计算
不同雨水 集流管道 的水资源 可实现潜
力计算
增设储水 池情景下 的降雨径 流模拟计
算
不同降雨 强度下非 点源污染 负荷计算
增设净化 群落情景 下的非点 源污染计
适用分流制管网 具有一定灵活性