SWMM参数率定

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雨洪管理模型SWMM的原理、参数和应用

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的水文参数敏感性分析

基于SWMM的水文参数敏感性分析

基于SWMM的水文参数敏感性分析作者:陈馨来源:《科技风》2016年第09期摘要:为了提高参数率定效率,有必要对暴雨管理模型参数进行敏感性分析。

以重庆交通大学南岸校区为例,建立暴雨管理模型,分析模型参数对径流峰值的敏感性。

结果显示:不透水率曼宁系数为敏感参数,不透水区洼蓄量为中等敏感参数,不透水率、透水率曼宁系数、透水区洼蓄量、无洼蓄不透水区所占比例这四个参数均为不敏感参数。

关键词:SWMM;敏感性;水文参数随着城市建设的迅速发展,城市不透水比例迅速增大,降雨形成的径流也不断增大,市政排污等问题日益显著。

利用美国环保署(EPA)暴雨管理模型(SWMM)对暴雨径流进行计算,可以简单便捷的处理城市排涝问题。

但暴雨管理模型的参数率定是不可或缺的[ 1 ]。

然而,大多数情况下,模型比较复杂,对参数率定非常困难,有时却是没有必要的,因为,有些参数对模型计算并不敏感[ 2-4 ]。

为了提高参数率定效率和提高名称参数的可靠性,有必要对参数的敏感性进行分析。

本文以重庆交通大学为例,建立暴雨管理模型,分析各参数对该模型的敏感性。

1 敏感性分析方法摩尔斯筛分法运用比较广泛,选择变量x后,随机改变该变量得到xi,运行得到相应目标函数值y(xi),最终,采用影响值Ei判别该变量的敏感性:张胜杰等[ 5 ]对上述方法进行修正,采用固定变量改变步长的方法,运用如下影响值公式进行敏感性分析:固定步长的分析方法有利于对多个参数的敏感性进行对比分析,本文采用摩尔斯改进方法进行敏感性分析。

2 模拟方法2.1 SWMM模型以重庆交通大学南岸校区为研究对象,根据校园内的地形条件,对重庆交通大学进行集雨面积划分,分为教育超市区、河海学院块、机电学院及基础实验大楼块、第1教学楼及老行政楼块、继续教育学院块、体育场块、交大邮政所块、南塘苑块、图书馆块。

各集雨区域特征参数按照1∶1地图量测得到,下渗模型采用Green-Ampt模型。

地下排水管道采用封闭箱型排水管,粗糙系数为0.01。

暴雨管理模型SWMM的应用探讨

暴雨管理模型SWMM的应用探讨

暴雨管理模型SWMM的应用探讨1 前言当前,城市快速发展,河流水系遭受破坏,水面率急剧下降,地面快速硬化、排水设施建设滞后、极端天气频现等造成了城市内涝严重,各地频现积涝成灾现象。

如何有效应对城市排水防涝已成为影响经济发展、人居环境的重大问题,找到一种合适的确定排水防涝设施规模的方式方法,即可以节约工程投资、亦充分发挥市政管网、河流水系的功能,同时亦可排查现状市政管网存在问题,对规划市政管网提出建议。

2 SWMM模型建立1)SWMM模型介绍模型分为以下几个核心模块:径流(RUNOFF)模块、输送(TRANSPORT)模块、扩充输送(EXTRAN)模块和蓄存/处理(TORAGE/TREATMENT)模块。

SWMM模型不包括受纳水体计算模块,但是提供了美国环保总局开发的WASP 模型和DYNHYD模型接口。

SWMM模型还包括很多服务模块,如同及模块、绘图模块、联合模块、降雨模块等。

各模块之间的关系如图2-1所示。

图2-12)设计暴雨确定以安徽省马鞍山市慈湖河流域中下游两岸的圩区建立泵站为例,设计雨量采用马鞍山站实测雨量资料(选用马鞍山气象站1953~2010年共58年实测降雨资料,并对10分钟、30分钟、1小时、6小时雨量系列经插补后,采用P-Ⅲ理论曲线进行适线)与1995年《安徽省长短历时年最大暴雨统计参数等值线图》两种方法分别计算,根据慈湖河流域特性,经分析比较后选用。

慈湖河流域中心点各时段设计雨量成果见表2-1。

降雨过程依据“84办法”分析确定。

最大1小时雨量与最大24小时雨量的比值,查得暴雨衰减指数(n),确定其3小时雨量占24小时雨量的比值,降雨过程采用不同时段设计雨量内含的形式分析确定,20年一遇、10年一遇24小时降雨过程见图2-2、图2-3。

3 排涝泵站规模优化排涝泵站规模确定原则为满足地形对泵前水位的要求,各个集流井位置满足淹没水深小于15cm,淹没时间小于1h作为确定涝区控制条件,排水分区最高控制水位确定为为了保证设计暴雨频率下,泵站流域范围内不产生涝区采取的最高水位。

一种耦合SWMM计算的参数自动率定算法及实现

一种耦合SWMM计算的参数自动率定算法及实现

第47卷第1期2021年给水排水WATER&WASTEWATER ENGINEERING Vol.47No.12021一种耦合SWMM计算的参数自动率定算法及实现杨森雄I卿晓霞$朱韵西I(1重庆大学环境与生态学院,重庆400045;2重庆大学土木工程学院,重庆400045)摘要:基于动态参数调整策略和改变新和声向量产生机制,提出了一种改进的和声搜索算法,用于SWMM参数自动率定计算。

通过扩展SWMM原始动态链接库的应用程序接口函数,并在MT-LAB平台编程耦合SWMM与改进的和声搜索算法,实现了SWMM参数的自动率定和模拟计算。

最后以重庆某小区为研究对象,用一场降雨实测数据进行模型参数自动率定和模拟计算,得到纳什系数为0.969•峰值流量相对百分误差为4.91%;用另两场降雨实测数据进行验证,得到纳什系数分别为0.834和0.91,峰值流量相对百分误差分别为9.31%和9.95%,表明该模型参数自动率定算法的准确性和稳定性。

关键词:雨洪模型;SWMM;参数率定;最优化计算;和声搜索算法中图分类号:TU992文献标识码:A文章编号:1002—8471(2021)01—0148—07DOI:10.13789/ki.wwel964.2021.01.029引用本文:杨森雄,卿晓霞,朱韵西•一种耦合SWMM计算的参数自动率定算法及实现[J]•给水排水,2021,47(1):148-154.YANG S X,QING X X,ZHU Y X.An auto-calibration method bycoupling SWMM with optimization algorithm and its implementation[J].Water&WastewaterEngineering,2021,47(1):148-154.An auto-calibration method by coupling SWMM withoptimization algorithm and its implementationYANG Senxiong1,QING Xiaoxia2,ZHU Yunxi1(1.College of Environment and Ecology,Chongqing University,Chongqing400045,China;2.School of Civil Engineering,Chongqing University,Chongqing400045,China)Abstract:This article improves the Harmony Search algorithm,by dynamically adjusting the parameter of the algorithm and changing the mechanism of new harmonic vector generation,to re­alize auto-calibration in SWMM.By extending the application program interface of SWMM9s dy­namic link library and coupling SWMM with improved harmony search algorithm in Matlab,the auto-calibration and numerical simulation are implemented.According to the case of a community in Chongqing,one measured rainfall data is used to calibrate the model?s parameters and conduct numerical simulation.The results show that the Nash efficiency coefficient is0.969and the relative percentage error of peak flow is4・91%・Other two rainfall events are used to verify.The simula­tion results demonstrate that the Nash efficiency coefficients are0・843and0・91respectively and the relative percentages error of peak flow are9・31%and9・95%respectively,indicating that the基金项目:国家重点研发计划(2017YFC0404704);重庆市技术创新与应用示范专项重点研发项目(cstc2018jszx・zdyfxmXOO10)o148第47卷第1期2021年给水排水WATER&WASTEWATER ENGINEERING Vol.47No.12021 optimization model has good accuracy and stability.Keywords:Urban strom water model;SWMM;Harmony search algorithm0引言利用雨洪模型对城市降雨径流地行模拟,是目前预测和评估城市内涝风险的主要研究方法。

SWMM模型中参数率定及局部灵敏度分析

SWMM模型中参数率定及局部灵敏度分析
Key words: SWMM ; disturba n ce analysis; hydrological pa rameters; water qua lity parameters
目前 ,SWMM 模 型被 广泛 应 用 于城 市 地表 径 流 污染 研究 和城 市 排水 管 网的规 划 、设计 与 分 析 【1-2]0
至 126。12 、北 纬 36。至 36。30 ,属东 亚季 风大 陆性气
基 金 项 目 :国家 自然 科 学 基 金 项 目(51478230)
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第 10卷 第 3期
供 水 技 术
2016年 6月
候 。胶 州 市新 城 区北至扬 州 路 ,南 至香 港路 ,西 至杭 州路 ,东 至胶黄 铁路 ,排水 体 制为雨 污分 流 。本研 究 选取 部 分 新城 区 ,总 面 积 为 305.2 ha。结 合该 区域 的雨水 系统 调查 结果 和 SWMM 模 型 的应用 要 求 ,对 研 究 区域进 行概 化 ,共 划 分 子 汇 水 区 56个 、雨 水 管 段 83条 、检查 井 节 点 86个 、末端 排 放 口 3个 ,研 究 模 型 如 图 1所示 。
Guan Yihong, Lv Mou, W ang Ye, Yang Tingting (School ofEnvironmental and Municipal Engineering,Qingdao Technological University,
Qingdao 266033,China)
本研 究 中利 用 SWMM 软 件对 胶 州 市 新 城 区雨 水 管 网建 立模 型 ,模 型 的可 靠 性 主要 取 决 于模 型 参 数 的 取值 ,为便于模型参数 的率定 ,选 取需要率定 的参 数 ,采用扰动分析法进行局部敏感性分析,其余参数 均根据研究区实际情况 的资料进行输入 ,从而使参

基于SWMM模型的贵安新区暴雨径流过程模拟

基于SWMM模型的贵安新区暴雨径流过程模拟

基于SWMM模型的贵安新区暴雨径流过程模拟作者:胡彩虹李东李析男来源:《人民黄河》2020年第05期摘要:以貴州省贵安新区示范区为例,构建暴雨洪涝模型(SWMM),选择SCS径流曲线计算下渗量,比较模型模拟流量与研究区排水口的实测流量,结果表明模拟径流过程与实测径流过程吻合度较好,用于校准和验证的5场降雨径流的模拟误差分析和Nash系数也均符合标准。

研究表明,SWMM模型可应用于贵安新区城市洪涝的模拟,可以为该地区海绵城市建设以及雨洪管理措施的实施提供理论依据。

关键词:贵安新区示范区;SWMM;SCS径流曲线;雨洪模拟中图分类号:TV121 文献标志码:Adoi:10.3969/j.issn.1000-1379.2020.05.002Abstract:Taking the demonstration area of Guian New District as an example, the storm flood model was constructed and the SCS runoff curve was selected to calculate the infiltration amount. Comparing the simulated flow of the model with the measured flow of the drainage outlet in the studyarea, the results showed that the model-simulated runoff process was in good agreement with the measured runoff process. The simulation error analysis and Nash coefficients of five events of rainfall runoff used for calibration and verification were also in accordance with the standards. The research shows that the SWMM model can be applied to the simulation of urban floods in Guian New District, which can provide an important theoretical basis for the construction of sponge cities and the implementation of stormwater management measures in the region.Key words: demonstration area of Guian New District; SWMM; SCS runoff curve; rain flood simulation1 引言近年来随着我国城镇化速度的不断加快,城市洪水内涝问题成为威胁城市安全和社会稳定的重要因素之一[1-2]。

浅谈暴雨管理模型SWMM在平原圩区的应用

浅谈暴雨管理模型SWMM在平原圩区的应用

浅谈暴雨管理模型SWMM在平原圩区的应用1 前言近年来,城市内涝问题,日趋严重,极端天气频现,各地频现积涝成灾现象。

如何解决关系国计民生的城市内涝问题,在社会各界掀起了广泛讨论,人们对现行的排水标准、排水系统建立、排涝标准、乃至排水防涝的设计方式方法,都提出了不同的意见。

新版的排水规划针对汇水面积大于2km2的排水分区建议采用模型进行模拟排水防涝设施以优化工程设计。

采用暴雨管理模型SWMM,建立排水防涝模型,通过拟定方案比选优化排涝设施规模,是一种较新的设计方法。

其中建立合适的率定模型,对模型参数进行率定验证尤为重要。

2 SWMM模型建立1)SWMM模型介绍模型分为以下几个核心模块:径流(RUNOFF)模块、输送(TRANSPORT)模块、扩充输送(EXTRAN)模块和蓄存/处理(TORAGE/TREATMENT)模块。

SWMM模型不包括受纳水体计算模块,但是提供了美國环保总局开发的WASP 模型和DYNHYD模型接口。

SWMM模型还包括很多服务模块,如同及模块、绘图模块、联合模块、降雨模块等。

各模块之间的关系如图2-1所示。

图2-12)SWMM模型建SWMM模型建立包括以及几个步骤:(1)管网概化利用研究区域的管网数据信息,主要包括:管网的空间位置(即X、Y 坐标)、节点高程、管长、管径、流向、坡度等属性数据,通过GIS 对管网节点(检查井)和汇水区进行分析处理,并将结果输入SWMM 模型中,以便后面的研究。

所选区域检查井众多,本文只对功能性突出、对模拟产生直接影响的检查井进行研究。

根据区域地形以及管网图,将汇水区内的管网简化后直接汇流到城市雨水管网支管中。

(2)建立河网通过地形图和河道规划图,提取河道信息,建立河网。

(3)排水模块中各物理特征值确定方法如下:排水管网特征数据(管道长度、高程管径):排水管网特征数据如管道长度、管道上下游管底高程、管径以及检查井处地面高程、井底高程均通过实地地形勘测资料获得。

基于互信息的SWMM模型参数全局敏感性分析

基于互信息的SWMM模型参数全局敏感性分析

基于互信息的SWMM模型参数全局敏感性分析作者:王汉明李传奇熊剑智宋苏林来源:《人民黄河》2017年第10期摘要:采用互信息方法对SWMM模型输入参数与输出结果之间的非线性关系进行了全局敏感性分析。

以山东大学千佛山校区降雨径流模拟为例,采用拉丁超立方体抽样,研究了SWMM模型模型参数对输出结果的影响程度。

结果表明:峰值流量最敏感的参数为透水区曼宁糙率系数;峰现时间最敏感的参数为管道曼宁糙率系数,其次为最小渗透率;总产流最敏感的参数为最小渗透率。

关键词:信息熵;互信息;全局敏感性分析;参数选择;SWMM模型随着城市化进程的不断加快,城区不透水区比例增大,城市下垫面条件的改变使得暴雨时产生洪涝灾害的概率显著增大。

SWMM(Storm Water Management Model)模型是美国环保局开发的城市暴雨管理模型,该模型可以对区域内降雨及产生的径流输送过程进行模拟,目前已被广泛地应用到城市暴雨洪水管理中。

参数率定是降雨径流模型研究中的重要步骤,通过率定后的参数值可以使模型的结果更加接近实测值,从而使模拟结果更加可靠。

与众多的水文模型类似,SWMM模型参数较多,难以率定。

若盲目地对全部参数进行调节,则不仅费时费力,而且会出现不同的参数组合产生相同结果的情况,降低模型的可靠性。

如何快速、准确地调整参数,使模拟结果更加接近实测值,是水文模型研究的难题。

参数敏感性分析是模型参数率定的辅助方法。

通过研究模型参数对模型输出结果的影响,识别关键参数,可为模型的参数率定提供重要的参考。

参数敏感性分析方法可分为局部敏感性分析和全局敏感性分析。

局部敏感性分析通过控制其他参数取值不变,反映单个参数对模型输出结果的影响:全局敏感性分析则可以反映所有参数对输出结果的影响,适合存在“异参同效”现象的水文模型。

常用的敏感性分析方法有多元回归法、Sobol法、Morris法、Glue法、互信息法等,其中互信息法可以表示两个变量或多个变量之间共享的信息量,能够很好地刻画变量问的非线性相关关系,适合处理非线性动力学问题。

SWMM子汇水区域宽度参数的估算方法介绍

SWMM子汇水区域宽度参数的估算方法介绍

SWMM子汇水区域宽度参数的估算方法介绍周毅1,余明辉2,陈永祥3(1.武汉大学土木建筑工程学院,湖北武汉430072;2.武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北武汉430072;3.武汉市政工程设计研究院有限责任公司,湖北武汉430015)摘要:子汇水区域宽度在SWMM中是个敏感参数,取值的变化对管网水力分析的结果有较大影响。

理想化模型中,对宽度的计算条件与实际工程遇到的情况差别较大,无法直接计算。

现有的估算方法主要依靠经验,取值区间较大,对计算结果影响较大。

实际地表漫流的路径复杂,难以确定子汇水区域内的地表漫流路径,宽度计算也变得不确定。

要提高宽度的计算精度、减少不确定性,需要对子汇水区域的划分更精细,根据实测的数据校验宽度的取值。

关键词:SWMM;子汇水区域;地面积水时间;敏感性参数中图分类号:TU992文献标识码:B文章编号:1000-4602(2014)22-0061-04Estimation of Sub-catchment Width in SWMMZHOU Yi1,YU Ming-hui2,CHEN Yong-xiang3(1.School of Civil Engineering,Wuhan University,Wuhan430072,China;2.State Key Laboratory of WaterResources and Hydropower Engineering Science,Wuhan University,Wuhan430072,China;3.Wuhan Municipal Engineering Design andResearch Institute Co.Ltd.,Wuhan430015,China)Abstract:Sub-catchment width in SWMM is a sensitive parameter value.Its change has great im-pact on hydraulic analysis of drainage system.The calculation premise of the width in ideal model is so different from that in actual project practice that the value of width can not be obtained directly.Existing estimation methods rely mainly on experience values.The value range is so large that it has great impact on the calculation results.Because actual overland flow path is complex,it is difficult to determine the o-verland flow paths and therefore the calculation of the sub-catchment width becomes uncertain.To in-crease the calculation accuracy of the width and to reduce uncertainty,it is necessary to finely divide a sub-catchment and to calibrate the value of the width according to the measured data.Key words:SWMM;sub-catchment;ground waterlogging time;sensitive parameter在《室外排水设计规范》(GB50014—2006,2014年版)中,明确提出“当汇水面积超过2km2时,宜考虑降雨在时空分布的不均匀性和管网汇流过程,采用数学模型法计算雨水设计流量”。

2小时学会SWMM模型北大王浩正

2小时学会SWMM模型北大王浩正

敬请批评指正
广州珠水环境科技有限公司
作业
整理SWMM汇水区参数列表: 包含参数名称、含义、经验值。 方法:SWMM帮助、中文文献
两小时学会SWMM模型
王浩正 2015年6月 北京大学
SWMM模型
第一章过渡页 Transition Page
SWMM模型基础知识
第一章 SWMM模型基础知识
第一章 SWMM模型基础知识
降雨 地


融雪

含水层
径流
累积
污染

检查井



生活污水
汇水区
坡面漫流
冲刷 管道/水渠/泵站
输送 污水处理设 施/出水口
1. 确定建模目的; 2. 估计模型初始参数; 3. 收集率定所需数据; 4. 利用初始参数进行模拟,分析结果; 5. 手工调参(try and error)或粗率定; 6. 参数敏感度分析; 7. 模型参数精细率定。
汇水区划分
1、利用GIS工具提取地块
2、依据用地性质进一步细分
3、共划分1441个子汇水区(A类 用地属性67个,B类101个,E类 36个,G类362个,M类86个,R 类130个,S类617,U类28个,滩 涂14个)
挥发/填洼 渗透
街道清扫 检查井 降雨入渗
第一章 SWMM模型基础知识
蒸发
降雨
d dp入渗Q NhomakorabeaW
1.49 (d n
d p )5 / 3
s1/ 2
第一章 SWMM模型基础知识
第一章 SWMM模型基础知识
第一章 SWMM模型基础知识
第一章 SWMM模型基础知识
第一章 SWMM模型基础知识

暴雨管理模型SWMM水文参数的敏感性分析案例研究

暴雨管理模型SWMM水文参数的敏感性分析案例研究

Z a g S e gi , Go g Y n we , L u q h n h n je n o g i i ni J
( e a oao f r a tr t y t n t n i n n , U E e ig1 0 4 ) K y L b r r o U b n Som Wa rS s m a dWae E vr me t B C A B i n 0 0 4 ty e e r o j
文章 编 号 :1 0 0 4—6 1 ( 01 0 0 1 2 2) l一0 4 0 5—0 4
暴 雨 管 理模 型 S WMM 水 文 参 数 的敏 感 性 分 析 案例 研 究
张胜 杰 , 宫永 伟 , 李 俊 奇
( 京建 筑 工 程 学 院 城 市雨 水 系 统 与 水 环 境 省 部 共 建 重 点实 验 室 , 京 1 04 ) 北 北 00 4
第 2 8卷 第 1 期
2 2年 3月 01
北 京 建 筑 工 程 学 院 学 报
J un lo in iest fC vlE gn eiga dArhtcue o ra fBe igUnvri o ii n ie r n c i tr j y n e
Vo . NO 1 28 .1 Ma.2 2 r Ol
随着城 市化 的发展 , 城市 不透 水 究 区的可靠 模 拟.复 杂模 型 的参数 通 常 较多 , 践 表 明 并 不 必 要 对 所 有 的 参 数 都 进 行 率 实
定 .模型 的众 多参数 中有 些 参数 的取 值变 化 对 模拟 结果 的影 响较大 , 但是 有一 些影 响微乎 其微 , 因 此需 要对模 型参 数 进行 鉴 别 分 类 , 即参 数敏 感 性 分 析.通过 研究 参 数对 模 型输 出结 果 的 影 响 , 别 敏 识

一种基于BP神经网络的SWMM模型参数自率定方法[发明专利]

一种基于BP神经网络的SWMM模型参数自率定方法[发明专利]

专利名称:一种基于BP神经网络的SWMM模型参数自率定方法
专利类型:发明专利
发明人:陈垚,何智伟,程麒铭,袁绍春
申请号:CN201911231984.3
申请日:20191205
公开号:CN110909485B
公开日:
20220412
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种基于BP神经网络的SWMM模型参数自率定方法,包括以下步骤:S1:建立研究区域的降雨径流模型;S2:确定待率定参数组和取值范围,同时抽样生成参数取值序列;S3:将参数序列导入模型并驱动运行出模拟结果;S4:提取出模拟结果作为输入变量,S2中的参数取值序列作为目标变量;S5:建立BP神经网络进行训练优化,使模型满足误差在置信区间的要求;S6:选取监测点实测水深数据输入S5中训练的网络进行仿真,得到自动率定参数,实现参数自率定。

本发明克服了人工试错法参数率定主观因素的影响,并且相对于遗传算法参数率定步骤更为简单快捷,能够更精确、有效、快捷的完成参数率定过程,且NS值大于0.85。

申请人:重庆交通大学
地址:400074 重庆市南岸区学府大道66号
国籍:CN
代理机构:重庆远恒专利代理事务所(普通合伙)
代理人:伍伦辰
更多信息请下载全文后查看。

swmm笔记

swmm笔记

swmm笔记城市暴雨管理模型所需主要参数参数SWMM功能模块:径流模块、输送模块、扩展的输送模块、调蓄/处理模块、受纳水体模块汇水区分为:有洼蓄量的不透水地表、无洼蓄量的不透水地表、透水地表一、节点识别模块(SWMM模型及GIS的系统整合实现)为了找出管网中溢出水的节点,利用节点的实时深度与连接线管径对比(即Node中的Depth与Link中的Ma某.Depth相除求百分比),根据结果值判断节点是否溢出,以及当前水量情况。

结果分级情况如下:程序实现方法:遍历管网中的连接线对象,读取对应管径值(Ma某.Depth),通过查找每根线对象的输出节点,取当前水位高度值(Depth),进行相除运算。

对于符合条件的节点,需要在图层上进行渲染,以表达效果,但考虑到图层有时未加入当前视图范围或者经过了修改,导致SWMM与GIS数据不同,需要对数据的一致性进行验证,验证规则如下:1)判断是否添加点和线数据到当前视图中;2)检查当前加入的数据是否已经修改。

表1节点识别模块表城市暴雨管理模型所需主要参数参数2、城市雨洪模型不确定性及与校准方法(SWMM在城市雨洪模拟中的应用研究)2.1不确定性模型参数的不确定性、模型结构的不确定性、基础数据的不确定性、监测数据的不确定性2.2参数灵敏度分析2.3城市暴雨管理模型所需主要参数参数城市暴雨管理模型所需主要参数参数参数的灵敏度由大到小依次为:不透水区粗糙系数、透水区粗糙系数、衰减常数、不透水区洼蓄量、最小入渗率、透水区洼蓄量、最大入渗率、管道粗糙系数。

城市暴雨管理模型所需主要参数参数模拟结果:出水口状态、地表径流、节点溢流、管道负荷分析。

以下(基于ArcGIS的排水管网水力模拟方法和应用)入口偏移量=管道入口管底标高-入口井的井底标高出口偏移量=管道出口管底标高-出口井的井底标高埋深=地面标高-井底标高排水管网数据核查:(1)管底标高低于井底标高当管底标高低于井底标高时模拟系统将不能进行模拟计算。

SWMM模型在年径流总量控制率计算中的应用

SWMM模型在年径流总量控制率计算中的应用

SWMM模型在年径流总量控制率计算中的应用摘要:随着海绵城市建设进行的如火如荼,人们普遍采用SWMM模型法计算年径流总量控制率,然而,由于SWMM模型添加LID措施后计算的复杂性,大部分人未能正确设置,致使计算结果存在较大误差。

本文提出了一套SWMM模型在年径流总量控制率计算中的使用方法,介绍了其在使用过程中需注意的事项,如需更改不透水率、添加LID措施两种方案以及调整子汇水区宽度和LID措施的宽度计算。

以玉田河流域为例,参考相关文献,经模拟计算得出年径流总量控制率为42.4%。

关键词:海绵城市;LID措施;SWMM模型;年径流总量控制率城镇化是保持经济持续健康发展的强大引擎,然而,快速城镇化的同时,也造成硬化面积大幅度增加,改变了城市地区原有的水文条件。

为应对城市发展带来的水文条件改变、内涝和污染加剧等问题,2013年12月,习近平总书记在中央城镇化工作会议上提到要建设“自然积存、自然渗透、自然净化”的海绵城市;2014年11月,住建部颁布《海绵城市建设指南—低影响开发雨水系统构建》[1];2015年4月,住建部联合财政部评选出16个海绵城市试点城市,后又于2016年4月评选出14个海绵城市,共30个海绵城市试点城市,海绵城市建设进行的如火如荼。

目前,由于雨水下渗过程的复杂性,人们普遍采用SWMM模型法输入典型年降雨和当地土壤参数计算年径流总量控制率。

然而,由于SWMM模型添加LID措施后计算的复杂性,大部分人未能正确设置,致使计算结果存在较大误差。

鉴于此,研究SWMM模型在年径流总量控制率计算中的应用就显得十分必要和迫切。

本文以深圳市玉田河流域为例,基于SWMM模型,介绍其在年径流总量控制率计算中的使用方法。

1. LID计算原理SWMM模型将LID措施概化为一个蓄水池,并根据各种低影响开发设施的基本原理概化为7种LID调控措施,不同的LID措施含有不同的层组成,如表面层、土壤层、路面层、蓄水层和排水层。

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SWMM模型作为一个城市雨洪管理模型已经被越来越广泛地使用,但是建立一个精度良好的模型并不容易,往往需要花费相当精力来进行参数率定工作。

参数率定或者说调参的前提条件是模型已经基本搭建好,降雨与管网这些基础数据具有一定的精度以及在此基础上的各种概化处理相对合理,否则的话调参就没有多少意义。

SWMM模型的参数很多且又是一个分布式的,所以调参是一件很复杂的事情,需要有一定经验才能完成好,盲目地调整不仅浪费时间,有时还浪费表情,因为不是每次调整都会出现预期的结果。

深入了解SWMM模型各个参数的含义和敏感性对率定工作还是相当有好处的,至少能够明确调整的方向。

一般来讲,对于径流系数或者产流量来讲,不透水率、流域的面积以及特征宽度还有坡度是影响最大的几个参数,其余参数的影响几乎可以忽略不计。

对于洪峰流量,一般来说影响最大的几个参数依次是流域面积,特征宽度,不透水率,透水区洼蓄量,不透水区曼宁系数,坡度。

当然,不同区域不同情形下,这个参数的排序会略有差别,但也不会有较大的出入。

至于每个参数的具体影响,这里就不详述了,如果知道模型计算原理的话是很容易推导出来的。

需要说明的是有人也许会说降雨量是对结果影响最大的一个参数,这话也没有错,但这里没有将降雨当作一个参数来分析。

有时会碰到这样一个问题,当我们把结果调得很接近现实或者说实测数据时,却发现有些参数已经被调得很离谱了,早就不满足其物理意义了或者说离实际差好远了,出现这种情况怎么办?我的观点是如果这样一套参数能把大部分场次暴雨洪水都模拟得很好,那么是可以接受的,毕竟我们关注的主要还是结果,不管白猫黑猫,抓到老鼠的就是好猫。

但是,如果这样一套参数只是能将某一两场洪水模拟好或者说只有一两场实测数据用来调参,然后调整成了这样,那最好还是不要采用了。

当然,这个问题还是要具体情形具体分析了,上述只是我个人的一些看法。

记得几年前,在一个学术会议上,一个外国佬说他们连降雨量都调。

当时十分震惊,降雨量毕竟是实测的,连这个都调是不是太疯狂了。

现在回过头去想,其实这样做也有一定道理的,
降雨测量本来就具有不确定性且只能代表一个点,而实际降雨的分布是很不均匀的,进行适当调整也是未尝不可的。

话又说回来,其实无论调整什么怎么调,真正理解模型的结构以及每个参数的含义才是王道,瞎调劳力伤神,伤不起。

既然调参这么烦,很多人可能会想到参数能否实现自动率定?集总式的水文模型的自动率定算法相对成熟,而分布式的模型参数众多,因此实现SWMM模型的参数自动率定困难比较大,现阶段的参数率定还是以人工为主。

有的研究者尝试引入自动率定的方法来进行调参,但效果可能并不好,有的可能还需要人工干预或者人工先大致调好,然后用优化算法进行小范围内的调整。

这方面的工作还有待更深入的研究。

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