基于InfoWorksCS水力模型技术在城市排水中应用探讨

1、'论文发表专家一J中国学木期刊厕%ww.qikanwang,nei基于InfoWorksCS水力模型技术在城市排水中应用探讨摘要水力模型作为一门信息化技术，可以对排水管网资产进行有效管理，同时具有强大的水力计算引擎，可以模拟各种工况下排水管网运行状况，分析评估现状排水系统状况，制定各种运行方案。本文先对排水管网水力建模技术概况和发展现状进行了简述，又介绍了建模技术在排水事业中的具体应用。随着排水事业信息化建设的发展，水力建模技术必将得到广泛应用和发展。关键词排水管网水力模型现状应用排水管网是城市重要的基础设施，担负城市生活污水、工业废水收集以及雨水排除的任务。随着城市化进程的加快，排水

2、管网等基础设施的建设也要随之跟上，以往传统上的排水管网规划设计、运行管理方法慢慢的不适合当前排水设施现状建设的需求。排水管网水力建模技术是随着计算机技术、信息技术高速发展的产物。排水管网建模作为排水系统运行分析和改善的有利工具，最早出现于20世纪70年代早期美国的暴雨雨水管理模型（swmm）1。目前水力建模在国外的排水管网设计和管理中已经得到普遍应用，国内排水管网水力模型的应用才刚刚起步。随着我国排水事业信息化建设的发展，水力建模技术必将得到广泛的应用和发展。排水管网水力模型概况排水管网水力模型是现实排水管网物理模型的概化，将现实中的排水管网的检查井、管段、污染源等对象抽象成模型平台上的点、线

3、、面符号，根据管网的拓扑连接关系将各对象有机组合在一起，医一论文发袤专家一J中国黠斛网fwww.qikanwang.nel通过设置模型的上下游水量、水位等边界条件进行模拟计算，可以模拟各种工况下排水管网真实的运行状况，分析评估现状排水系统状况，找出排水系统中瓶颈管段，分析过流能力不够以及局部溢流的原因，并且在水力模型平台下制定各种改扩建方案，使整个系统在最优化状态下运行。传统的排水管网设计方法是基于推理公式法，只考虑管网运行的最不利情况，而忽视了实际管网中入流水量是随着时间变化的；只考虑当前设计管段，而忽略了其他相连管线运行时水流之间的影响。因此传统的设计方法不能准确反映排水系统真实的运行状态

4、。排水管网水力模型技术计算内核基于st.venant方程2，求解联立非线性方程组，从而计算得到管段内流量、水位、流速等模拟值。(1)(2)式中：q流量；a过水断面面积；v管内流速；h管内水深;t时间；x距离；摩阻坡度；一底坡；q单位长度旁侧入流量；由于st.venant方程满足能量守恒、动量守恒和水的不可压缩性，所以排水管网计算机水力学模型可以较为精确的计算排水管网的重力流水力学特性、满管流水力学特性、壅水现象、管道中的水力坡降线、控制构筑物中的流态、树状和环状管网的水力学特性等3医一论文发袤专家一J中国黠斛网fwww.qikanwang.nel国内外发展现状水力模型国外发展现状水力模型技术在

5、国外已经得到了成熟应用。科威特国家公用建设部委托英国hyder咨询公司联合当地seif工程局利用水力模型，为国家雨水排放网络系统提出15年总体发展规划。日本东京已经建立起了整个城市排水管网水力模型。目前国外已经出现多个商业水力建模软件。dhi（丹麦水力研究所，denmarkhydrainstitution）先后推出了mouse和mikeurban4；epa（美国环境保护署）提供了给水管网模拟计算的epanet引擎和雨污水管网模拟计算的swmm引擎；美国bentley（奔特力）公司的sewergems是全动态、多平台（gis、cad和stand-alone）市政排水系统综合模型5，可以对雨水系统、污水系统以及合流制系统进行全面完整的技术分析；英国wallingford公司的infoworkscs具有自己的计算引擎6，能够用于对城市完整水循环的水文模拟，包括城市污水泛溢及污染情况的预测以及水质模拟和沉积物在管网中的转移情况，最多节点数为100000个。水力模型国内发展现状水力建模技术在国内起步较晚，但是发展较快。1993年，岑国平、詹道江建立了雨水管道径流计算和设计模型一城市雨水管道计算模型（s