基于SWMM模型参数率定的研究
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Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ＳＷ ＭＭ ； ｒａｉｎｆａｌｌ ｅｖｅｎｔｓ； ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｒａｔｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ； ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ； ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｐａ ｒ ａｍ ｅｔｅｒ
１ 降雨事件 ｓｗＭＭ（ｓｔｏｒｍ ｗａｔｅｒ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｍｏｄｅ１）是 以水
中的检 查井 ；其次 是管 渠 的概化 ，例如 一些小 区接 人 的雨水 支管 对模 型 模 拟结 果 影 响 较 小 ，但 会 增 大 操 作 难度 ，无 法使模 型有 针 对性 地解 决 城 市排 水 防涝 问题 ；最 后 是 汇 水 区域 的概 化 ，主 要 是 针 对 服 务 范 围 、渗透 百 分 比 、坡度 等参 数 。概 化后 的研究 区域 共 包 含雨 水井 节 点 １７４个 、子 汇 水 区 １６２个 、管渠 ２４０ 个 。如 图 １所 示 。
动力 为基础 的降雨 一径 流暴 雨 管 理 模 型 ，并 可 以用 于对水 质进 行模 拟 。对于 常 见 的低 影 响 开发 （ＬＩＤ） 措 施 ，ＳＷＭＭ 也 可 以成 功 运 行 ，模 型 的 准 确 性 关 键 在 于参 数 的率定 。笔 者选 取青 岛市 某一 区域 作 为研 究 对象 ，该 区 域 采 用 雨 污 分 流 制 ，实 际 管 网错 综 复 杂 ，管 网现 状建设 不 同步 ，管段 采取 管底 平接 和 管顶 平 接两 种方 式 。要 提高模 型模 拟精 确 度需要 对 管 网 进 行概 化 … ：首 先 是 检 查 井 的概 化 ，去 掉 雨 水 管 网 中淤积 废弃 的检 查 井 ，根 据 实 际 调研 结 果 修 正 模 型
图 ２ 降 雨 中污 染物 浓 度 的变 化
图 １ 研 究 区域 雨 水 系统 概 化
ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｒａｔｅ．Ｔｈｅ ＳＷ ＭＭ ｍｏｄｅｌ ａｆｔｅｒ ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ ｒａｔｅ ｓｅｔｔｉｎｇ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｔｏ ａｎａ ｌｙｚｅ ｔｈｅ ｌｏｃａｌ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｈｙｄｒｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｂｙ ｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ
第 １２卷 第 １期 ２０１８年 ２月
供 水 技 术
Ｗ ＡＴＥＲ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖ０１．１２ Ｎｏ．１ Ｆｅｂ．２０１８
基 于 ＳＷＭＭ 模 型 参数 率 定 的研 究
瑚 方 超 （滕 州 市 交 通 运 输 局 ， 山 东 滕 州 ２７７５００）
摘 要 ： 通过 实测青 岛 市的 降雨 ，以建模 完成 的 ＳＷＭＭ 模 型为 背景型 ，通过扰 动 分析 法 对 水 文水 质进 行 了局部 灵 敏 度 分析 。 结果 表 明 ，对 于 ＳＷＭＭ 模 型模 拟 的青 岛市 降雨 ，水文 上不 透 水 区 曼宁 系数 对峰 值 流量 模 型 的灵 敏 度 最 大 ，其 次 为 透水 区洼地 蓄水深度 ；水 质方 面以 ＣＯＤ 的 累积 为判 断标 准 ，对 ＣＯＤ峰值 浓度 最敏 感 的是道 路 最
ｔｈａｔ ａｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒａｉｎ ｆａｌｌ ｏｆ Ｑｉｎｇｄａｏ Ｃｉｔｙ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ＳＷＭＭ ｍｏｄｅｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｏ ｆ ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａ ｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，
ｔｈｅ Ｎ－ｉｍｐｅｒｖ ｐｏｓｓｅｓｓｅｄ ｍａｘｉｍｕｍ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｐｅａｋ ｆ ｌｏｗ ｍｏｄｅｌ，ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ ｔｈｅ Ｄｅｓ—ｐｅｒｖ． Ｉｎ ａｓｐｅｃｔ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ， ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ ａｃｃｕｍ ｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ＣＯＤ ａｓ ａ ｄｅｃｉｓｉｏｎ ｓｔａｎｄａｒｄ，ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ｔｏ ｔｈｅ ＣＯＤ ｐｅａｋ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｗａｓ ｒｏａｄ ｍ￣ ｉｍｕｍ ｂｕｉｌｄｕｐ，ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ ｒｏａｄ ｒａｔｅ ｃｏｎｓｔａｎｔ．
供 水 技 术
２０１８年 ２月
见表 ｌ。对 ２０１６年 ６月 ２３ Ｅｔ实 测 的降 雨 资 料 ，在 ＳＷＭＭ模 型 中绘制 降雨 曲线 。
ｌ ２００
｝ １ ０００
三 ８００
６ｏ０
４ｏｏ
２００ ［＝＝＝二二二兰 Ｏ ０１：２５：００ ０ｌ：５０：００ ０２：ｌ５：ｏ０ ０２：４０：００ 日十问
大 累积 量 ，其 次是 道路 速 率常数 。 关键 词 ： ＳＷＭＭ； 降雨 事件 ； 参 数 率定 ； 水 文参数 ； 水质 参数 中图分类号 ：ＴＵ９９１．１１４ 文 献标志码 ：Ａ 文章编 号 ：１６７３—９３５３（２０１８）０１—００ｌｌ一０４ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３—９３５３．２０１８．Ｏ１．００３
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｐａｒａｍ ｅｔｅｒ ｒａｔｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＳＷ Ｍ Ｍ ｍ ｏｄｅｌ
Ｙａｏ Ｆａｎｇｃｈａｏ
（Ｔｅｎｇｚｈｏｕ￣ａｆｆ ｉｃ ａｎｄ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｂｕｒｅａｕ，Ｔｅｎｇｚｈｏｕ ２７７５００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｒａｉｎｆａｌｌ ｉｎ Ｑｉｎｇｄａｏ Ｃｉｔｙ ｗａｓ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｗｉｔｈ ＳＷＭＭ ｍｏｄｅｌ ａｓ ｔｈｅ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ ｔｏ
模 型 参 数率 定 过 程 中 ，根据 相 关 实 际降 雨 资料 选 取 ３ 场 实 测 降 雨 进 行 模 型 校 核 。 为 了 满 足 ｓｗＭＭ模型的降雨要求 ，规定降雨时间序列最小为 ６ ｈ，以 １ ｈ间隔 在 ＳＷＭＭ 模 型 中加 入 时 间序列 』，
第 １２巷 第 １期
１ 降雨事件 ｓｗＭＭ（ｓｔｏｒｍ ｗａｔｅｒ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｍｏｄｅ１）是 以水
中的检 查井 ；其次 是管 渠 的概化 ，例如 一些小 区接 人 的雨水 支管 对模 型 模 拟结 果 影 响 较 小 ，但 会 增 大 操 作 难度 ，无 法使模 型有 针 对性 地解 决 城 市排 水 防涝 问题 ；最 后 是 汇 水 区域 的概 化 ，主 要 是 针 对 服 务 范 围 、渗透 百 分 比 、坡度 等参 数 。概 化后 的研究 区域 共 包 含雨 水井 节 点 １７４个 、子 汇 水 区 １６２个 、管渠 ２４０ 个 。如 图 １所 示 。
动力 为基础 的降雨 一径 流暴 雨 管 理 模 型 ，并 可 以用 于对水 质进 行模 拟 。对于 常 见 的低 影 响 开发 （ＬＩＤ） 措 施 ，ＳＷＭＭ 也 可 以成 功 运 行 ，模 型 的 准 确 性 关 键 在 于参 数 的率定 。笔 者选 取青 岛市 某一 区域 作 为研 究 对象 ，该 区 域 采 用 雨 污 分 流 制 ，实 际 管 网错 综 复 杂 ，管 网现 状建设 不 同步 ，管段 采取 管底 平接 和 管顶 平 接两 种方 式 。要 提高模 型模 拟精 确 度需要 对 管 网 进 行概 化 … ：首 先 是 检 查 井 的概 化 ，去 掉 雨 水 管 网 中淤积 废弃 的检 查 井 ，根 据 实 际 调研 结 果 修 正 模 型
图 ２ 降 雨 中污 染物 浓 度 的变 化
图 １ 研 究 区域 雨 水 系统 概 化
ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｒａｔｅ．Ｔｈｅ ＳＷ ＭＭ ｍｏｄｅｌ ａｆｔｅｒ ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ ｒａｔｅ ｓｅｔｔｉｎｇ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｔｏ ａｎａ ｌｙｚｅ ｔｈｅ ｌｏｃａｌ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｈｙｄｒｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｂｙ ｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ
第 １２卷 第 １期 ２０１８年 ２月
供 水 技 术
Ｗ ＡＴＥＲ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖ０１．１２ Ｎｏ．１ Ｆｅｂ．２０１８
基 于 ＳＷＭＭ 模 型 参数 率 定 的研 究
瑚 方 超 （滕 州 市 交 通 运 输 局 ， 山 东 滕 州 ２７７５００）
摘 要 ： 通过 实测青 岛 市的 降雨 ，以建模 完成 的 ＳＷＭＭ 模 型为 背景型 ，通过扰 动 分析 法 对 水 文水 质进 行 了局部 灵 敏 度 分析 。 结果 表 明 ，对 于 ＳＷＭＭ 模 型模 拟 的青 岛市 降雨 ，水文 上不 透 水 区 曼宁 系数 对峰 值 流量 模 型 的灵 敏 度 最 大 ，其 次 为 透水 区洼地 蓄水深度 ；水 质方 面以 ＣＯＤ 的 累积 为判 断标 准 ，对 ＣＯＤ峰值 浓度 最敏 感 的是道 路 最
ｔｈａｔ ａｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒａｉｎ ｆａｌｌ ｏｆ Ｑｉｎｇｄａｏ Ｃｉｔｙ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ＳＷＭＭ ｍｏｄｅｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｏ ｆ ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａ ｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，
ｔｈｅ Ｎ－ｉｍｐｅｒｖ ｐｏｓｓｅｓｓｅｄ ｍａｘｉｍｕｍ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｐｅａｋ ｆ ｌｏｗ ｍｏｄｅｌ，ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ ｔｈｅ Ｄｅｓ—ｐｅｒｖ． Ｉｎ ａｓｐｅｃｔ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ， ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ ａｃｃｕｍ ｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ＣＯＤ ａｓ ａ ｄｅｃｉｓｉｏｎ ｓｔａｎｄａｒｄ，ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ｔｏ ｔｈｅ ＣＯＤ ｐｅａｋ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｗａｓ ｒｏａｄ ｍ￣ ｉｍｕｍ ｂｕｉｌｄｕｐ，ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ ｒｏａｄ ｒａｔｅ ｃｏｎｓｔａｎｔ．
供 水 技 术
２０１８年 ２月
见表 ｌ。对 ２０１６年 ６月 ２３ Ｅｔ实 测 的降 雨 资 料 ，在 ＳＷＭＭ模 型 中绘制 降雨 曲线 。
ｌ ２００
｝ １ ０００
三 ８００
６ｏ０
４ｏｏ
２００ ［＝＝＝二二二兰 Ｏ ０１：２５：００ ０ｌ：５０：００ ０２：ｌ５：ｏ０ ０２：４０：００ 日十问
大 累积 量 ，其 次是 道路 速 率常数 。 关键 词 ： ＳＷＭＭ； 降雨 事件 ； 参 数 率定 ； 水 文参数 ； 水质 参数 中图分类号 ：ＴＵ９９１．１１４ 文 献标志码 ：Ａ 文章编 号 ：１６７３—９３５３（２０１８）０１—００ｌｌ一０４ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３—９３５３．２０１８．Ｏ１．００３
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｐａｒａｍ ｅｔｅｒ ｒａｔｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＳＷ Ｍ Ｍ ｍ ｏｄｅｌ
Ｙａｏ Ｆａｎｇｃｈａｏ
（Ｔｅｎｇｚｈｏｕ￣ａｆｆ ｉｃ ａｎｄ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｂｕｒｅａｕ，Ｔｅｎｇｚｈｏｕ ２７７５００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｒａｉｎｆａｌｌ ｉｎ Ｑｉｎｇｄａｏ Ｃｉｔｙ ｗａｓ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｗｉｔｈ ＳＷＭＭ ｍｏｄｅｌ ａｓ ｔｈｅ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ ｔｏ
模 型 参 数率 定 过 程 中 ，根据 相 关 实 际降 雨 资料 选 取 ３ 场 实 测 降 雨 进 行 模 型 校 核 。 为 了 满 足 ｓｗＭＭ模型的降雨要求 ，规定降雨时间序列最小为 ６ ｈ，以 １ ｈ间隔 在 ＳＷＭＭ 模 型 中加 入 时 间序列 』，
第 １２巷 第 １期