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文档简介
同事和管理人员的,可以作为EPA文档发布。文档中提到的商标名称或者商业产品不SWMMH新用户的实际使用指导。它包含了九个例子,说SWMMH怎样用于模拟实际中遇到的多常见雨水管理和设计问题。这些包括:计算开发统;以及执行长期连续性模拟。每一例子结合了完整的SWMMH输入数据文件。 原著致 引 例1开发后的径 例2地表排水水力 例3滞留池设 例4低影响开 例5径流水 例6径流处 例7双排水系 例8合流制排水管道系 例9连续模 参考文 原著致作者衷EPA工程LewisRossman,在本手册写作过程中的主动参与。Rossman博引件在一组子汇水面积上执行,接受降水并产生径流和污染负荷。SWMMH演算部分计算通过管道、、蓄水/处理设施、水泵和调节器系统输送的径流。SWMMH在由许多时间步和设计,同时也用于模拟非城市区域情况。当前版本为发布于2005年的SWMM5(2011年经汉化后,版本称作SWMMH5。它具有现代化的模型结构和用户界面,使得SWMM本手册服务于已经具有一定的水文学和水力学知识的新SWMMH用户的实践应用指SWMMH怎样用于模拟一些最常见类型的雨水管理和设计问题。地表排水水力学。利用SWMMH1滞留池设计。对于例2的开发后条件,为满足水质控制和流量减少准则,设计滞低影响开发。两种类型的低影响开发(LID)控制,滤草带和渗渠,放置在例2模拟的径流处理34中模拟的LID控制和滞留池中TSS的去除双排水系统。例2的地表排水系统转换为雨水管道和地上街道与边沟的并行系合流制排水管道系统。例7的排水管道系统转换为合流制系统,携带旱季污水流量和压缩文件epaswmm5_apps_manual.zip中提供。可以从EPASWMM (SWMMH5并执行其功能,例如打开拟结果的在SWMMH用户手册中覆盖也可来自EPASWMM和SWMMH网址。该手册包含了指导新用户通过每一步运行的案例。(1开发后的这些子汇水区域的特性,SWMMH用它将降雨转换为径流。该例仅仅考虑了径流。汇水面积中的排水管渠径流流量演算,将在例2中讨论。的坡度,便于排水。开发后的场地将通过涵洞将径流排向河流,汇水面积的出水口点位于图1- 目标为了估计汇水面积出水口的雨水流量,并将它们与之前产生的比较。方法文响应。这里使用的设计暴雨将为2小件,重现期分别为2,10和100年。该例中使用2008洪水控制区域(UDFCD(UDFCD,2001)公布的设计指南补充。建立的两个模型,一当前未开发条件下的汇水面积,另一了完全开发后1-2发之后的场SWMMH为一个分布式模型,意味着为了捕获地形、排水路径、土地覆盖和土壤特征的子汇水区域可概化为一个矩形表面,具有均匀的坡度和宽度W,排向单一出水,如图10-3所示。每一子汇水区域可以进一步分为三面积:具有洼地(滞留)蓄水的不渗1-3汇水面积的理想化表SWMMSWMMH的自动长度工具计使用该方法时,必须注意不要将化的流量作为水流路径的一部分。在自然面积中,表漫流在汇集到溪流之前,发生的距离大约仅500英尺。区域,5%,到高密度商业区的95%。SWMMH利用分和渗透部分需要独立的数值,因为渗透n值通常高于不渗透n值一个量级(例如密集树林区域为0.8,而光滑沥青为0012。以及地表润湿。典型数值范围如不渗透地表为0.05英寸,森林区域为0.3英寸。在特殊的环境,没有洼地蓄水的不渗透面积百分比推荐采用25%。在SWMMH中可以采用计算子汇水面积渗透面积渗入损失的三种不同方法,分别Number模型来自(但不同于)著名的SCS曲线数方法,用于简化径流模型中。本例将采用Horton模型,参数包括:15nh。(0.01nhr,in/hr型数值范围在27hr-1之间。模型设置—未开发场地SWMMH1-4R1S1了汇水面积的轮廓。该模型的SWMMH输入文件命名为Example1-Pre.inp。由现场等高线图看出,它的地形较为均匀,在盆地内不存在良好定义的,意味着普斯堡粉质壤土。因此,不需要根据汇水面积属性的空间分布分解。单一子汇水区域S1的径流排向自由排放口节点O1,其标高为4967ft。S11-1中。它们的数值是根据未开发的场地,主为了协助布置排水系统对象,SWMMH可以将图像作为工程研究面积地图的背景。该图形通常为已知尺寸的场地地图。任何位图图形文件(BMP扩展名,Windows图元添加背景图形之前,为了正确设图比例,必须已知图形中表示的实际横向和纵向尺寸。为了将合适比例的背景图形添加到SWMMH工程,操作如下: 框中输入需要调入的背景图像文件名。关闭该框为了适当设置背景和研究面积地的比例,从主单中选择视图|背景|改变尺寸。在 框中,选中“ ”检查框,它将自动调整地入0。SWMMH的自动长度工具确定。汇水面积宽度通过首先假设按照500ft最大地表漫流长度计算。径流汇集到小溪的时间不再作为均匀平1-2所示。其值为0.5。1-4开发研究面积的SWMMH1-1未开发汇水面积的属性28.940.325210.064.5不渗透性粗糙系数N0.2渗透性粗糙系数N6.5hr-列于表1-1。建议在采用文献数值之前,利用来自研究面积的可用特定现场数据。2年,10100年,点绘1-6中。每一暴雨的总深度分1.0,1.73.7。用在SWMMH中这些设计暴雨来自科罗拉多州斯堡市的降雨资料(CityofFortCollins,1999。1-5开发汇水面积宽度 1 2 33 3 i3Sii1模型结果—未开发场地表1-3序列名称属性更改为感的降雨 导出数据。注意随着重现期的增加,流量的显著增加,以及它是怎样敏感于1-6计暴雨雨量1-3析选选 数 解
01/01/07–01/01/07–01/01/07–1分1小1分1分
1-7(流量Q时间SWHMH SWMMH状态报告中的子汇水面积径流总结表。SWMMH界面中的同时,利用较前执行的那些,不在击确定 表 2模型设置—开发场拟开发后条件下示例场地的径流水文过程。该模型的SWMMH输入数据文件见将在例2中讨论。1-4开发场地的结果总210100汇水面积中,具有化元素(边沟和洼地)将径流导向场地的出水口。研究化后的结果见图1-8。开图1-8说明所有将地表漫流直接排向汇水面积出水口节点O1的子汇水面积。事实上,每过汇水区域内任何化元素的演算(例2覆盖了该事项。对于所有子汇水面积,将研表1-5列出了每一子汇水面积的面积、水流路径长度、宽度、坡度和不渗透性。当每一子汇水面积的轮廓在成比例的背景图像中时面积利用 的自动长度工具计算(信息见文本框 中可用的测量工具1-5开发场地中子汇水面积的几何特面积水流长度宽度1234567125ft)的矩形面积。SWMMH的宽度参数于是计算为面积(4.74ac206,474.4ft2)除以地表漫流长度,得到数值为1650ft。与S2不同,子汇水面积S3和S4包含了住宅区和草地覆盖面积。它们的地表漫流长度计算为每一类型面积水流长度的面积平均值,见图1-10。它们的宽度通过将面积除以地1-10子汇水面S3(a)和S4(b)的计算宽度和坡说明了子汇水面积S3和S4的坡度怎样对应于住宅区和草坪覆盖面积中地表漫流路径坡度的面积平均值。SWMMH中不渗透性参数为有效或者直接连接不渗透面积,这通常小于总不渗透性。;Aan,003不渗透性I计算为子汇水面积中所有土地利用的径流系数面积平均值当当前例子使用该方法时,获得表1-6和1-7中列出的结果。表1-6说明了显示在伴随径theCityofFortCollinsStormDrainageDesignCriteriaandConstructionStandards(CityofFortCollins,1984and1997)1-7列出了类似的分析选项用于模拟。对于未开发条件中使用的参数数值,参考表1-1和1-3。MLSTP0MLSTP000000000000000100000000000000000000000000模拟结果—开发场57%1-41-8开发后条件结果总 %2 10 100 1-11开发场地的径流过程线(流量Q与时间1-9开发前后的径流比前后前后前后210100总本例将SWMMH用于估计不同降雨下的径流响应,对于29ac自然面积上建造的SWMMH模型需要研究面积适当划分为较小子汇水面积的集合。这些可以根据公布的各种土壤类型和土地利用表格化的数值,初始估计多数子汇水面积参数。其中的主要例外是,宽度参数应根据径流输送的地表漫流路径长度。表漫流的路径长度应限制在500ft,或者如果小于500ft,到达收集/管道的距2地表排水水例1说明了怎样构建城市汇水面积的水文模型,比较了开发前后的雨水径流,其中没SWMMH的水力元素和流量演算方法,怎样用于模拟地表排10年和100年的2小时合成暴雨的尺寸。为了简化,明渠(例如洼地或者边沟)将2-12-21SWMMH2-1中,开500ft确定宽度参数,它们的地表漫流直接排向场地的出水口,节点O1(见例1的第1.5部分)。雨)SWMMH的三种可选水力演算方法。现场出水口的结果出流过程线将与例1没有使用水力演算得出的进行比较。SWMMH将输送网络模拟为一系列具有管段连接的节点(2-3。管段控制了从一个框“SWMMH中的水力元素”中详细解释。SWMH恒定流、运动波和动态波。这三种方法总结如下。恒定流演算从渠游点下端水过线瞬转,有于渠恒定流流。运动波运动波。运动波2-1发2-2有输送系统的开发2-3段动态波动态波可以模拟环状管渠系统和具有多于一条下游管段的连接节点(分叉系统7特点。例7。模型构造的起点是例1中创建的输入文件Example1-Post.inp。1中,设置子汇水面积宽度是为了适当表示地表漫流过程。所有子汇水面积直接输送系统的定义通过确定节点(或者铰点)两或多连,以坡或面显变处节是要。在(3。本图-5以J1到J(最连底部)2-1板堰 堰V形 具2-5开发后输送系统的SWMMH2-1点的内底标输送系统通过添加输入C1,C2和C6,将未开发场地公园区域的径流输送到大型排水道。管渠C1为草洼,将子汇水面积S1的径流排向汇水流域的大型排水道;C2为边沟,将子汇水面积S2的径流输送到涵洞(C11)的上游端,涵洞(C11)排向场地的出水口高对应于各自上下游铰点的内底标高。它们的长度通过利用自动长度开关自动确定。SWMMH将这些信息用于计算每一的坡度。C3C11,构成了通过公园到所定义出水口的大型排水道。它们连(C3,S4(C7,S72-2汇水面积出水洼地边坡(Z1Z2(水平:竖向、粗糙系数(n、洼地断面的底宽(b)和高度(h)由2-3在模型中的管渠特n-5553---0-1-表2-4说明了赋给每一管渠的SWMMH属性。管渠长度利用前一部分描述的自动长度选合于进水和出水铰点的标高。例外为管渠C2(边沟)4ft的出水偏移表示了边沟底部和公园2-4渠属h(ft)或b355510---355535553555---355535553555---于是当超过能力时,将发生汇接点积水(SWMMH仅仅允许的溢水。最后,排放口节O1定义为自由排放口(见框“SWMMH中的水力元素4962ft。SWMMH输入文件命名为Example2-Post.inp。2-5100年、2小时设计暴雨而没有任)2-5用涵洞尺直径 直径 直径 直径 WH运动波1到5(动态波30s或者更小。动态波演算也利用变化的时间步长Example2-Post.inp确定这些尺寸之后,涵洞最终选择的口径:C32.25为3.5ft,C11为4.75ft。表2-6列出了每一管渠的充满度,以及完整曼宁流量的分100的水流条件得到。这些数值可来自SWMMH状态报告的管段流量总结中(恒定流、运动波和动态波12-62-7和2-8O11WMH恒定流1100恒定流演算中每一子汇水面积的出恒定流演算产生了地出水的结果在模型没有模。考虑溢水,通过计算管渠中的水深,利用曼宁,恒定流方法说明系统中溢水的潜图2-8由恒定流其他两种演算方法,运动和动态波,均产生了时间滞后和流量的降低,在时间上表2-7(例)动态波D容径数。数接自WMH状态告。根径流容积1流量降低。当与没有考虑演算产生的比较时,该例的情况对于2年暴雨,利用动态波了2.%于0了4%于00暴降32.%。演210100总恒定流与没有演算的模型(例1)相比,由于内的蓄水和可能的壅水效应,动态波和运动(恒定流运动波或动态波3滞留池拟多目标滞留池,为了水质捕获容积(WQCV)和控制开发后释放量到达它们开发前的水平。例1和例2研究的城市汇水面积将用在本例中。蓄水广泛用于控制城市径流水量和水质、提供流量削减和去除悬浮固体。蓄水构例1中构造的模型是为了评价29英亩场地开发前径流。为了评价场地开发后径流,没有流量演算(例1)以及具有通过地表收集系统的演算(例2)构造了额外的模型。对于开发前后的条件,计算了2年、10100年设计暴雨的总现场径流。根据这些模拟结果,年、10年和100年暴雨的未开发场地流量,延长的滞留提供了特定的水质捕获容积。表3-1说明了池子控制的流量。例1确定了开发前(第1.5部分的表1-9),例2确定了开发后的(第2.4部分的表2-7。SWMMH输入文件产生了这些结果,分别为表3-1开发前后的流重现期 降雨深度开发后流量 (WQCV3-1发后场地的滞留池位SWMH2蓄水曲线蒸发因子最大深度。蒸发因子。为了允许蓄水设施表面的蒸发,设置它的蒸发因子为1,利用SWMMH的孔口类型管段可用于表示沿着蓄水设施边壁或者底部的开孔,服务为出水堰于蓄水设施底部之上的堰高,它的类型(宽顶、V形槽和梯形,它的几何尺寸和SWMMH可用于模拟从不同设计暴雨捕获径流的蓄水设施,以可控速率将它释放到受(WQCV初始设计将为指定位置、降雨和气候条件的蓄水设施;定义了表面积和蓄水深度之间图3-2了池的制QV和设雨而的口图堆积1000年(QV和2年。3-2将节点转换为蓄水设对于新的蓄水设施,打开属性编辑器,定义蓄水设施名称(例如SU1。新设施的内输入任何定义了蓄水设施行为的其他属性(例如它的蓄水曲线将管渠转换为孔打开孔口的属性编辑器将排放口转换为节WQCV是用在暴雨水质增强设施中的关键径流容积。为了确定给定场地的容积,经过校验长期径流模拟的详细是希望的方法(GuoandUrbonas,1996。可是,为了估计GuoandUrbonas,1995,1996和2002;WaterEnvironmentFederation,1998。该例将利用UDFCD(2001)建议3-3说明了该方法中定义的曲线WQCV估计为附属(DCIA个子汇水区域,在例1和表3-2中提出。3-2发后子汇水面积的数面积0算场地平均百分比不渗透性,(28.94ac57.1%57%40hr3-3WQCV0.23in。于是总的水质控制容积为28.94ac·0.23in/12=0.555acre-ft24,162ft3。3-3WQCV3-1获得合适的容积WQCVo。该中,d6为生成径流暴雨的平均降水深度。3-1的暴雨确定为6小件之间间隔,具有最小深度为0.1in。图3-4说明了各地d6的估计(UDFCD,2001。
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4L224hL(64h2 /h) 1 L3L385.15ft86ft其次利用L3和h1求解WQCV的其它尺寸由图3-5中的第一个,L1=170.3ft≈171ft;由第二个,L2=184ft;由第三个,L4=98ft。WQCV部分的蓄水曲线。在0L1·L3=14,706ft21.5ftL2·L4=18,302ft2。这些数据对将输入到以下部分的模型,伴随着表示了图3-2中形状表面积—深度曲线的新点,以控制更大的容积。为了将代表了滞留池的蓄水设施添加到模型,Example2-Post.inp文件将用作开始点。以下为了表示蓄水设施的形状,创建新的蓄水曲线对象命名 SU1原来定义的两个深度--面积点,输入到对应于曲线SU1的曲线编辑器框。这两个点d1=0A114706ft2d21.5ftA2=18032ft2。如图3-6所示,新的蓄水设施节点,也称作SU1,添加到研究面积地图,并从排水系统中断开。以下属性SU1;蓄水曲表格SU1;内底标4956ft低于许深度是为了控制WQCV。(J_outC_out100ft0.013-7说明了单独蓄水设施系统,WQCV的表格蓄水曲线SU1和蓄水设施的属性表。最初,蓄水设施及其WQCV孔口独立于汇水流域模拟,为了确定WQCV孔口的尺寸,为了在40小时内排放。尽管蓄水设施和会水流域也在相同的输入文件中,在图3-6中,它们在模型中将作为单独系统运行,因为它们不是水力相连的。图3-6中的位置将是模型下一步设计出水口,以便整个WQCV在40小时内排放。出水口将是接蓄形。以下步骤用于确定孔口尺寸,以便WQCV可以在40小时内排放。侧壁孔口(Or1)添加到蓄水设施(SU1)和引到排放口节点的节点(J_ou)之间。给定为矩形形状,赋给进水偏移为零流量系数假设0.5。3-6有蓄水设施SU1究面3-7水设施SU1模拟时间步长选项设置如下:报告、雨季和演算时间步长为15秒,旱季时间步长为小时。模拟历时必须长于40小时,以便合适估计孔口的性能;该例使用72小时WQCV1.5ft0.05ft,可以假设池终孔口设计具0.3ft,宽度0.25ft。该小的尺寸是典WQCV孔口。这就是说,孔123高度宽度00002WQCV容积。现在必须扩大蓄水设1.5ft高度,当任何暴雨高度刚好侧,高WQCV深度,同时保持4:1(H:V),如3-2的池子示意图。以下步骤概括了对于2年设计暴雨孔口,怎样确定蓄水设施尺寸。C11SU1,O1C111ft,以便对于次要暴雨没有对数值为:d36ftA329583ft2。为了考虑新的容积,蓄水设施的初始深度设置为零,它的最大深度为6ft。2WQCV孔口运行模型,为了确定蓄水设施的最大深度、WQCV孔口(Or1)的流量以及蓄水设施放空需要的时间。结果说明最大4.14cfs)WQCV孔口的流量(0.64cfs。该流量的增加具有优二个孔口(Or2)WQCV深度之上(1.5ft)3-2所1.5ft0.65。应绘制在地图上”QCA(2gh)1/ (3-C=0.65,Q4.140.64cfs3.5cfsh2.841.5)ft1.34ft对于具有这些尺寸的Qr2,执行模2.84cfs(4.14cfsOr1Or2的尺寸,直到两个孔口的流量等于或者略小于2年开发前流量(4.14cfs。为了简化确定Or2尺寸的迭代,它的高度固定为0.5ft,它的宽度以0.05WQCV,返回“几何和尺寸”章节;以及为了包含2年暴雨径流而增加的尺寸(保持4:1边坡。本雨容积(见图3-。以下步骤说明怎样确定10年暴雨孔口的尺寸:,—深度数据对:d22.22ftA219659ft2;d32.3ftA339317ft2d46ftA4这样断面积的变化不会太迅速。事实上该变化面积将具有坡度2%,以便蓄水池中的水43,同时保持边坡为4:1(H:V)。10年暴雨孔口(Or3)2年暴雨径流(进孔口方程(3-2)C=0.65,Q=(7.346.96)cfs0.38cfs,h3.202.22)ft0.98ft0.073ft20.25ft0.25ft,100WQCV,2-10年孔口,为了确定cfs,3.17ft(10达到最大深度3.32.83ft10年暴雨QCLh3/ (3-Q31.612.57cfs19.03cfs,C3.3h2.83ft3.43ft3.45ft2.83ft3.45ft3.17ft100蓄水设施的结果总流量为42.4cfs,超过了目标流量31.6cfs最后一步是确保在蓄水设施中充分的。目前设计提供了6.0–5.43=0.53ft。需要的量将取决于当地设计指南。例如,UDFCD(2001)当堰输送最大流量时,需要超高高于最大水面标高1英尺。滞3-4子出水构筑物的特02210堰1003-10子出水构筑物由该最终设计产生的滞留池出水过程线,可以与没有控制的结果比较,以及与开发前2年、101004.14,7.4和31.6。利(xp3)2开(xpe-Post.inp1Pre.inp151水文过程线的结果集在图3-11到3-13中说明。电子表格程序再次用于将来自不同SWMMH执行的结果合成到一张图形。它们证明滞留池能够控制开发后场地的流量,总本例说明SWMMH时间,同时径流目标是为了将2年、10年和100年暴雨的最大开发后流量限制到它们WQCV出水构筑物可以通过完全流量设施(=WQCV)设计,从排水系统断开,孔口的尺寸变化,直到蓄水排放时间等于当地定义的(本例为40小时。4低影响本例说明怎样模拟两个低影响开发(LID)控选方案,滤草带和渗渠。例3中模拟SWMMH较适合于模拟一些类型的水文控制技术。滤草带和渗渠是两种这样的源头控制。通过将它们用于前面例1,例2和例3中相同的汇水面积,本例将说明它们怎样在SWMMH中表示。在例1和例2中,29英亩住宅开发区的径流估计如图4-1所示,其中没有任何控LID,渗渠(IT)和滤草带(FS)4-1所SMM2的径流。这些滤草带将沿着人行道建造,以便控制达到边沟之前例3中滞留池设计的量化目标是将开发后汇水流域流量减少至开发模拟的LID不有助于满足可持续目标。本例将分析2年、10100年暴雨的LID性能。滤草带是草或者被区域通过它流成为状。它们对减少流量没效<1AanandHougaen,003。<%(0.15到.3h0.06到2003利用SWMMH渗透选项模拟。为了达到良好的性能,最小可渗透性13mm/h(0.5in/h)的土壤是需要的(U.S.EPA,SWMMH表示。它包含了一个矩形、完全渗透性子汇水面积,其洼地蓄水深度等于4-1场具有LID后场4-2草带示意4-3渠模型设置—滤草4-1说明了本例中需要模拟的滤草带(FS)位置。LIDSWMMH文Example2-Post.inp4-1将用作新模型的背景,便于滤草带的布置。该背景的图像文件命名为Site-Post-LID.jpg。表4-1列出了每4-1包含滤草带的子汇水面FSFSFSFSFSFSS3FSS3S4将进一步离散化。S3将分,4-4所示。必要的是,重新估计平均地表漫流径流长度和新的子汇水面积宽度、坡度和百分4.5in/hr0.2in/hr6.5hr-1。利用这些附加的新子汇水面积4-4中说明(红色管道和蓝色铰点4-24-3 。和(a)(b)(c)来自不渗透地表的径流演算穿过渗透地表(下图中的(b))时,一些径流损失为渗透子面积的渗透和洼地蓄水。下图说明了这三面积演算方法对径流的典型影响,当用于单一子汇水面LIDLID,意味着整个子汇水面积的LID。该方法与本例中方法相比不够灵活,因为LID的坡度和宽度必须为4-4总结了新子汇水面积的属性。新子汇水面积(S3.2,S3.3,S4.2S4.3)的出水口不是铰点,而是表示为子汇水面积的滤草带。SWMMH模型中的这种并排布置,对于子汇滤草带的长度(即地块和街道之间存在的地表漫流长度)将为4英尺,沿着该长度的根据计算尺工具计算,这已经在例1解释,并填入表4-5的最后一列。4-2新铰点属4-3新管渠3555355504-4子汇S3S4的重新离散的滤草带长度和本例中使用的水流路径长度(4ft)计算。这意味着通过这些子汇水面积的自动长度计算面积,将由表4-6中计算的那些代替。4-4S3S4的子汇水面积属面积022202224-5滤草带子汇水面积的宽FSFS2+FS3+partFS105+250+PartFSFS4+FS5+FS359+190+4-5子汇水面积S_FS_1,S3.1S3.2表4-6子汇水面积S_FS_3,S_FS_4,S4.1,S4.2S4.3表4-6滤草带子汇水面积的属宽度22224-54-6所示的滤草带属性添加到模型,所有滤草带将赋以一个零百分比不0%的不渗透性0.240.3in。最后两个数值与汇水流SWMMH模拟,所有子汇水面积必须赋给雨量计。可是,没有雨水应落在表模型设置—本例中包含的渗渠(IT)位于研究面积的北部(见图4-1。为了模拟这些设施,子汇水面S1S2首先分为六个较小的子汇4-7所示。它们的面积SWMMH的自动长度125ft从地块的后面到街道的计算111-6中的土地(Horton渗透、渗透洼地蓄水等)与原来子汇水面积给定的相同。4-7S1S2的子汇水面积的属2222224-8IT开始,后跟一个数字。这些渗渠的位置见图4-7。添加到模型的四条渗渠,作为子汇水面积,名称具有S_前缀。它们服务为子汇S1.2,S1.3,S2.2S2.3的出水口,如4-9所示。其他新的子汇S1.1和S2.1的出水口,分别为铰点J12和J14。4-7子汇S1S2为了表示渗渠而重新而离散每一渗渠的长度列于表4-8。面积可以利用该长度计算,假设宽度为3ft。每一渗渠的宽度和面积列在表4-9中。每一模拟为具有洼地蓄水深度1.2ft(低于该深度的水被渗透,而高于该深度将具有沿着的流量。渗渠的实际蓄水深度为3ft,但是当40%孔隙深的40%。表4-9总结了赋给渗渠子汇水面积的属性。4-8含了渗渠的子汇水面ITITITIT渗渠的坡度计算直接来自场地地图,它们的不渗透性为0%,曼宁粗糙系数为0.24,它们14.4in1.2ft)。正如滤草带那样,恒定(最4-9渗渠子汇水面积 2 3 3 3 31面积×垂直于流向3ft宽度3对应于的有效深度,0.4×36in该的设计假设没有影响流入的水流。草和土壤层高于1-1/2in.口径砂粒,为了完成模拟,必要的是定义额外将新增加的子汇水面积连接到排水系统的和铰4-10铰点的属4-11管渠的属长度最大深度底部宽度355500包含所有LID的最终模拟文件见Example4.inp。它在动态波流量演算下执行,对于三种11分钟,演算时间步长4-9S_IT_1LID4-124-13分别列出了每一滤草带和渗渠的径流系数。正如在这里使用的,径流系数为流出LID的出流径流容积与4-9S_IT_1流和出流过程线表4-12滤草带的径流系数4-对于每一设计暴雨(2年、10100年重现期4-10LID有无情况下研究面积出水口模拟的流量。对于每一设计暴雨,LID减少了径流容积和流量。随着暴雨的增加,LID的效果越来越差,它们的容积和流量的减缓被降低。图4-11中比较总LID性能,将需要雨水控制能力更加精确9图4-11利用LID时出 5径流水在雨季流量及其的研究中,地表径流水质是极其重要的,但是很复杂。重要型校验和校准需要的充分数据。SWMMH能够经验性模拟非点源径流水质和水质处理(将6中说明。它提供了可以被校准的灵活数学函数集,为了估计旱季污染物在地表的累积,及其在暴雨时间中向径流的排放。与例1到例4相同的研究,用于说明这些函数怎样用于例229英亩城市汇水面积和排水系统将扩展到包含水质模拟。将模拟污染物增Example2-Post.inp将被修改。长降水记录的检查,说明多数暴雨很小。例如,例3中在科罗拉多高原靠近山脚的滞2年设计暴雨的25%。因此,小尺寸频繁发生的暴雨考虑为主要数量的记录。正是这些暴雨,导致了城市汇水面积高比例的暴雨径流和污染负荷(UDFCD,2001。5-10.10.23英寸的降雨时间序0.10.235-1有径流控制的开发利用时间序列编辑器,在SWMMH中定义这些新的雨量图。新的降雨序列名称将分别0.1-in0.23-in2年、10年和100年暴雨。本例将仅仅使用2年暴雨,结合0.1in.和0.23in.。SWMMH利用几个专门化的对象和方法,表示城市径流的水质。这些工具很灵活,可下是SWMMH模拟水质的对象和方法简要描述。污染物是用户指定的污染物,在汇水区域表面增长,并在径流中冲刷和迁移。SWMMH通过名称和浓度单位识别。外部使用水源的污染物浓度,可以直接添加到模型(例如渗入过SWMH利用协同污染物和协同分数选项,也可以定义两种污染物之间的依赖性(例如铅可以。果使用)的影响。子汇水面积可分为一种或者多种土地利用。该划分的完成,独立于件中用于冲刷。子汇水面积内的总增长表达为质量每单位面积(lb/英亩)或者质速率。为了模拟增长,SWMMH中提供了三个选项:幂函数、指数函数和饱和函数。每一函数的数学表达式在SWMM5用户手册(Rossman,2008)或SWMMH5用户手册冲刷是雨季中子汇水面积地表污染物侵蚀、运动和/或溶解的过程。三个选择可用(EMC,能曲线和指数函数(数学SWMM5用户手册SWMMH5用户手册。这三种函累积函数,忽略冲刷函数,累积随着冲刷过程持续下降;当没有剩余增少了它的常规冲刷负荷。在本例中没有使用BMP处理,将在例6中说明。始之前,以及在下一之间并行于增长。街道清扫通过四个参数定义,用本例中将仅仅考虑总悬浮固体(TSS)作为唯一的水质成份。TSS是城市雨水中最常见UDFCD(2001)225mg/L400mg/L之间,取决于土地利用。关于该污染物的一些受纳水体影响为,居环境的改变、河流浊度和与感觉的损失。与TSS相关的固体也包括成分,例如重金属和吸附的有机物。为了考虑开发后场地内TSS的增长、冲刷和迁移,一些段落讨论了怎样修改例2中建立的模型(文件Example2-Post.inp。第一步将TSS定义为SWMMH数据浏览器中水质类型中新的污染物。它的浓度单位为mg/L,假设在雨水中少量存在(10mg/L。本例中没有考虑水的浓度和一级衰减,也没有定义TSS的任何协同污染物。的类型下据量为名称和浓度单位。其他特性包括各种外部(非增长)(雨水、水和RDII)的污染物浓度,它的一级衰减系数(日-1)以及增长依赖的协同污染物土地利用在的 殊土地利用的街道清扫细节。后,本例将考虑三种不同类型的土地利用:Residential_1,Residential_2和Commercial。Residential_1土地利用用于低中密度的住宅区(地块类型“L”,“M”和“M2”),同时土地利用将用于地块类型“T”和“RT”。SWMMH中在数据浏览器水质类型下定义了土地利用。本例没有考虑街道清扫,因此1972曲线,为了将增长速率B表示为时间t的函数:1BC(1eC2t (5-1TSSTSS(再者,5-2典型灰尘增长速率,Manningetal均值(lb/curb-(lb/curb-3-8-3-5-2所示。SWMMH中,每一土地利用定义的增长函数及其参数在土地利用编辑器的“增长”页中。这里使用的增长函数Exp,常数C1在最大增长域中输入,常数C2在速率常数域中输入。当使用指数模型时,没有定义幂/饱和常数域。用在该TSS增长函数中的参数数值从文献中获得。没有其他支撑它们的合理使用,因通过边石长度(通常具有的文献数据采用单位度的街道边沟而不是单位面积土地利用编辑器SWMH的计算尺工具估计,在研究面积地图内的街道内跟踪(1SWMMH中可用测量工具5-4属性编辑器(例如英尺或米必须与土地利用编辑器(bscr-ft或kgcrb-)5-3TSS增长的参C1(lb/curb-
5-4每一汇水面积的边石长度和土地利10020304950060070005日前期TSSTSS的初始负荷。前期干旱天数参数在SWMMH选项框的常用页内指定。1983据该项研究,城市场地观测的TSSEMC中值为100mg/L。根据一般观测,住宅和商业区产生了类似的污染负荷;考虑到土地利用的差异,本例使用表5-5中的EMC。这些EMC利用土地利用编辑器的冲刷页输入进模型。函数域的进口为EMC,将表5-5的浓度输入到系数域,剩余域可以设置为0。得到的SWMMH输入文件保存为Example5-EMC.inp。指数冲WC1qC2 (5-W——时刻t的污染物冲刷C1——冲刷(in/hr)C2(hr1C2——冲刷指数C21.12.62(Vanoni,1975。因为较高的不渗透性,可以假设商业和高密度住宅区域(Commercial和冲刷系数(C1)的数值更难以断定,因为它们的变化为3或4个量级。该变化可能在Residential_2Commercial,C140Residential_1,C120。5-5总结了指数冲刷下每一土地利用使用C1C2系数。这些利用土地利用编辑器冲刷页输入到模型。函数域的为EXP;来自表5.5的C1数值输入到系数域;C2输入到指数域。剩余域设置为0。得到的SWMM输入文件保存为Example5-EXP.inp。5-5每一土地利用的冲刷特EMC冲刷模型(Example5-EMC.inp)和指数冲刷模型(Example5-EXP.inp)在以下分析选项集下,对0.1in.,0.23in.和2年降雨执行模拟:模拟时段12前期干旱天数5演算方法演算时间步长15雨季时间步长1旱季时间步长1报告时间步长1的径流浓度。浓度是常数,对应于雨水中恒定浓度(10mg/L)与每一子汇水面积内赋给的土地利用EMC之和。一旦地表径流停止,TSS浓度变为零。这就是为什么在子汇水面积S7没有显示浓度,因为它没有产生径流(所有降雨渗入EMC冲刷,暴雨的尺寸对度比较(图5-3和5-4)出水口浓度不是常数,但是随时间在减缓。该减缓主要由较长的时间造成,来自较低EMC子汇水面积径流到达出水口需要的时间(例如S3和S4)。一些也是模 SWMM状态的这些附加信息在以下讨论,以Example5-EMC.inp,0.1A说明整个研究面积的径流水 (3) (本例中没有模拟)降和径生的负荷。最后,连续性报告说明了。部分B说明水质演算连续性平衡。流负荷。没有旱季、水、RDII或用户提供外部进流量,也没有考虑任何处理或衰减。因此,在总结中仅仅表示了三个变量,为雨季进注意部分B中的雨季进流量等于部S7没有产生负荷,因为它没有产生任何径流;S3产分A中的地表径流。 部分C提供了对每一子汇水面积冲积。刷污染物负荷的总结。子汇水面积D5-30.1in.暴雨具有EMC冲刷的TSS5-40.23in.暴雨具有EMC冲刷的TSS流量和负荷随时间的变化。注意汇水面积TSS负荷怎样以与总径流量相同的方式下降。5-5现场出水口具有EMC刷的TSS5-60.1in.暴雨具有EMC刷的现场出水口径流量和TSS与EMC结果不同,这些浓度在整个径流中发生变化,取决于径流量和保留在子汇水面较的污染过程线,见图5-8。最后,图5-9说明了较大1in.,2年暴雨的相同图形。TSS0.23in.0.1in0.23in暴雨之间的差异。类似的结果也出现在流域出水口所产生的污染过程线,见图5-10。5-70.1in.暴雨具有指数冲刷的TSS5-80.23雨具有指数冲刷的TSS5-92(1in.)暴雨具有指数冲刷的TSS5-10现场出水口指数冲刷的TSS尽管EMC和指数冲刷模型使用了没有直接可比性的不同系数,感的是计算两个模型中每一子汇水面积径流中的平均时间浓度。结果均值如表5-6所示,对应于0.23in.暴雨5-60.23的平均TSS浓EMC模型00总冲刷方法(EMC和指数。本例说明的关键点为:SWMH拟任何数量用户定义的污染物和土地利用。每一土地利用定义了污染物增长和冲刷参数,每一子汇水面积可以赋值多于一种土地利用。(EMC仅仅取决于子汇水面积上的径流,而EMC在模拟中具有恒定浓度。整个中EMC污染过程线是平缓的。6径流处本例说明了前面两例BMP中水质处理的模拟,怎样控制来自29英亩场地新住宅开发区的径流。总悬浮固体(TSS)34中添加的滤草带和TSSTSS去除是固定的负荷例3中,为29LIDTSS去除。为了明显LIDTSSTSS图6-1说明包含有LID和滞留池的示例研究面积。将滞留池表示为例3中设计的SWMM4LID中,渗渠对减少水容积具有最大WQCV6,638ft3。因为对于作为整体的汇水流域,WQCV是必须的,渗渠内捕获的容积可以从区域性需要的容324,162ft317,524ft3(24,1626638。为了控WQCV和满足3中的一般设计准则(40小时WQCV排放时间和2年、10年和100年暴雨的削减,重新设计蓄水设施的形状和出水构筑物。表6-13LIDLID6-24LID作为子汇水面积模拟,为了表示渗透和蓄水对SWMMH可以将常数BMP去除效率用于特定土地利用冲刷中的任何污染物水面积的上游径流。添加到例4的LID,接受从上游子汇水面积来的径流,本身没有产生任何与其相关的TSS,具有特定BMP去除效率。6-1LID滞留池的开6-1新设计池子的蓄水曲深度06深度066-2池子重新设计的出水构筑物属孔口或堰面积022110堰1000堰100重滞留池模拟为SWMMH内的蓄水设施节点。通过将处理函数添加到蓄水节点的属性,SWMMH可以降低出流中的污染物浓度。本例将经验指数衰减函数用于模拟池中重力沉淀去除的固体。为了控制WQCV在2小时时段,注水较迅速,然后在延长的40小表达式,对应于时间步长ΔtTSS浓度ΔC的变化:CCtfiui(t/di
(6-Ctk
(6- t得到池子中TSS的以下处理函数:tCt
C*(CC*)e(k/d (6-对于添加处理到径流控制的开始点,位于研究场地是文件Example6-Initial.inp。该输长度和土地利用列在表6-3。通过渗渠或者滤草带处理的子汇水面积在该表中标以灰色。 Rf(P,R_P,VCf(P,R_P,VR_TSS; (水力停留时间), (演算时间步长)和AREA(节点表面积。CBOD*exp(0.05*HRTR1(1(0.001/(2*FLOW/AREA)^PCin是相同的,而对于蓄水节点,它是蓄水设施的当前浓度C。面积000000000000000000000000000000000000LID70%TSS去除率,对于穿过它的径流。这是基于渗LID观测的一般去除率(SansaloneandHird2003。创建新的土地利用,称作“LID”,TSSEMCTSS冲刷函数,0mg/LTSSTSS“BMP效率”为70%。赋给每一LID子汇水区域的土地利用(S_FS_1到S_FS_4,以及S_IT_1到S_IT_4),设置为100%的LID。因此,从上游子汇水区域产生的所有径流,LID子汇水区域将接受70%的TSS去除率。利用6-3给出的指数模型,滞留池中TSS的去除被模拟。可以粗略估计本中kdln(0.05)/ (6-随后可以纠正,0.23in400.15ftk的表达式中使用该数值,产生了0.01ft/hr的估计值。该数值正如在USEPA(1986)中的0.03利用这k数值,假设最TSSC*20mg/L,对于蓄水设SU2,以下表SWMMH的处理编辑器:C=20+(TSS–20)*EXP(-0.01/3600/DEPTH*DT)注意表达式中各单项的意义,对应于(6-3):20为假定的C*数值,TSS为该模TSSC给出的标识符,0.01/3600kft/s,DEPTHSWMMHd的保留词,英尺;DTSWMMH用于演算时间步长ΔtDEPTHDT,直到在每一时间步长,自动将它们的流量演算方法 动态雨季时间步长 1分流量演算时间步长:15报告时间步长 1分总历时 2日(48小时48QV水面积参数“径流”以及节点参数“水质”和“总进流量(从缺2到4SWMH||SWMH电子表程序时,变化很情中,为了比不同运行间的结果以xpe-Fina.p。LIDTSS6-3比较了滤草暴雨。参考也说明了来自每一区域的径流量。通过滤草带从170mg/L51mg/L,匹6-4说明了S_IT_4的类似比较,它处理来自子汇水面S2.3的径流。这些结果对应于2年(1in.),因为对于更小暴雨,所有降雨通过渗透。再次注意,70%的去TSS浓度TSS50%10,19350.1in.,0.23in.2年暴雨。0.23WQCV暴雨。另一设计暴雨图类似于该图。与浓度相比,处理对降低释放TSS质量的效果不太显著。事实上,具有处理执行的状态报告说明,该暴雨TSS图6-60.23in.暴雨下SU2释放的TSS质量负荷(k=0.01这些相当适合的性能水平的计算,利用去除常数k,代表了具有很低沉降速度的颗粒,从确定的,在最低20%之下。假设的颗粒尺寸分布,包含了TSS冲刷较大,TSS去除的预测。不幸的是,USEPA6-4滞留TSS处理性能总0.23in.暴1.0in.暴k=k=k=k=k=k=13676-9比较了每一设计暴雨下研究面积场地排放的TSS总磅数,对应于没有处的处理时,注意负荷减少的一致性模式。也应注意到,与LID相比,池子提供了总负汇水面积接受径流的当地BMPk值结果,用在池子的处理表达中。利用较高6-9不同处理情境下现场出水口排放的总TSS6.4 处理函数LIDTSS负荷的降低。可是7双排水例2(恒定流、运动波和动态波,说明了它们对排水系统特性的722100年设计暴雨将用于确定尺分扩排统能其注的高生雨道本例的目标是模拟小型和大型排水系统之间的相互作用,通过和地上部分的相互连1996;1996确定尺寸,在主要暴雨(100年时间)观测它的特征。例2引入了连接节点(铰点)和管渠管段,作为排水的基本元素。本例中使用的并行管道和边沟输送布置的例子,如图7-2所示。它包含了连接到检查井汇接点的圆形内底标高在SWMMH模型中建立了铰点竖向位置。具7-2行管道和边在并行管道和边沟系统中,边沟的标高高于具有进水和出水偏移的管道(7-。注意因为双排水系统的这种表示,接节点存在多于一条管渠,必须使用动态力的流量自动分流到边沟。该方法的缺点是,不能够模拟管道和边沟/街道之间两种方(CityofFortCollins1984and19977-3说明这些准则中考虑的不同街道元素。两场暴(7-3SL)0.4%10ft/sec.所有街道横断面坡度(7-3Sx)2%4%.边沟流对街道的,对应于初始暴雨径流,将不超过表7-1左侧第二列中性能27-3水准则中定义的街面积S1S2的径流首先通过节点Aux1Aux2,引入到街道系统(边沟,然后通过节点J1J2a表示的进水闸进入雨水管道。对于系统的剩余径流,假设直接进入管道系统。以下步骤用于从输入文件Example2_post.inp定义的布置开始,建立完整双排水模型。表7-1斯堡市的一般排水系统准则(CityofFortCollins,1984and 小路和边界)
深不超过6英寸。深不超6英寸。边沟流线的水深18英寸。18英寸。(最后两个条件为最大约束控制)Aux1Aux2J2a7-4所示。目前这些节点的内底标高简化为它们的地表标高(Aux1=4975ft,Aux2=4971.8ft,J2a=4970.7ft。C_Aux1C_Aux1to2C_Aux2C2a添加到模型,它们的长度利用自动长度选项确定。这些边沟的粗糙系数为0.016。横断面,利用SWMMH的横剖面编辑器创建(见文本框“将断面定义为不规则渠道横剖面。图7-5所示的横剖面Full_Street用于表示研究面积内所有街道的总断面。断面坡Sx=4%Half-Street仅仅说明Full_Street断面的一虑为汇水面积的边界。两个断面的站点和标高数据列于表7-2。7-4场双排水系统的三 横剖利 2 相同断面 ;3) 7-2道横剖面数完整街道---0标00一半街道---00--标0--在该点,具有连接到相同输入和输出节点的并行管道对(例C2a和P2;C2和P3。现在,它们位于相同的标高(地表标高。必须调整这些标高,以便管道位于地表C_Aux14ft,C-Aux1to24ft。然后,J2aJ2的内底标高减4ftJ2a4966.7ftJ24965ft)4ftC_Aux24ftC2a;进口偏移4ft,出口偏移6ftC2。Aux34974.5ftC_Aux3定义连接节Aux3,J4J5,J7,J10J11处的地表系统相连。后者表示了地表洼地的进水闸构筑物。这些管道的粗糙系数为0.016。公园下面的管有初始直径3ft,位于公园自然内底标高之下6ft。这些管道比街道埋设管道深2ft,为了避免给出P5一个逆向坡度。洼地和管道系统相连的铰点,赋给内底4963.5,J10=4957.8,J11=4957O1=4956。正如当前的定义,模型中的一条管道P6,具有逆坡。该逆坡通过降低J7的内底标高,从6ft8ft纠正(J7=4963.5ft。点。C_Aux3C4C106ft0ft,6ft4ft6ft6ft。此外,C5C64ft8ft,C3C9的出水偏移均增加没有考虑忽略洼地的深度(3ft),但是考虑在例2中,为了模拟它们的内底标高时。,7-6排水系统的开发后场7-3排水系统的铰点内44406408006600667-4双排水系统的管渠形状4446063643403800030030636600040440360100100100300300300300300为1小时。此外,检查模拟选项框的常用页中“报告输入总结”检查框,以便所有系统执行模拟后,结果状态报告说明,没有节点是超载或者溢水(见报告的节点超载总结和节点积水总结部分P1,2和P3(见管渠超载总结部分洪流的一般例子。图7-7a说明管渠超载;图7-7b说明管渠超载、节点超载且节点溢水。图7-7c7-7d说明管渠超载、节点超载且节点溢水。注意在明渠情况中(图7-7a和7-7b),节点超载与节点溢水同时发生。7-7载和溢水示第7.3部分的排水准则也需要最小边沟坡度为0.4%,最大平均流速为10ft/sec。因此,需说明了边沟的管渠坡度。所有边沟具有纵向梯度为0.4%或者更大,于是满足本例考虑的设7-5计算的边沟梯管道的尺寸为迭代修改,运行模型,直到状态报告的管渠超载总结管段流量总结中最大/完全水深0.8(考虑安全因子为15-6-7。利用前面步骤的最终管道确定尺寸(表7-7中的试算3),地表街道的管渠内流速在状态报告的管段流量总结部分被检查。所有这些管渠的速度低于10ft/sec,这是排水根据排水准则,对于任何街道的小型暴雨,没有在边石顶部发生。图7.5说明了边石顶部意味着最大/完全水深比为0.5/1.3=0.38状态报告的管段流量总结,说明街道管渠的最大/完全深度比的最高数值为0.29,对应于管渠C-Aux2。于是根据街道本例具有最终管道尺寸的输入文件命名 7-6用排水管道尺62134管道试算尺寸(ft)超尺寸(ft)超1 11 11 3 3 3 3 3 超载总结和节点积水总结表,说明100年暴雨过程中没有节点超载或者溢水。此外,管渠超C7C11P8(11.25,11.9310.76ft/sec10ft//sec。标准排水准则定P8C7C11预计的最大速度是可接受的,不需要输送系统重新确定水深不会达到人行道的顶部或者最高点,成功满足100年暴雨的需求。7-8P5P610030分钟后的这两条管道。可视化显示双排水系统特征的另式是利用剖面线图。图7-9包含了两个这样的绘C2aC2P2P3J2aJ2C2SWMMH绘制管渠内的水面剖面线的7-8100暴雨期间管道P5P6的流7-9场地东部边界的超总本例在例2模拟简单排水系统的基础上构建。它将例子中的一些开放表面,转换对应于小型(2年)暴雨,它的特征也在大型(100年)暴雨下分析。本例说明的可以利用 状态报告产生的各种表格查找多数结果,估计双排水系统的性能8合流制排水管道系CSOCSO排放口之间流量的转换,流量调节器的适当表达。此外,例子说除了作为新的开发区,例2研究的29英亩城市汇水区域现在假设为较老的区域,通过现种不同尺寸的暴雨进行分析。这些包括例30.23in.水质暴雨,以及前面例子使(WWTP型的分流构筑物。没有通过这些设施转换的CSO将直接排向现场公园面积处的河流。流域)S1S2S3S4S5的合流制排水管道(绿色、河流(蓝色、截流器(棕色、流量合流制排水管道系统是在同一管道内输送污水和雨水的系统。设计的截流器是捕获旱季100%污水流的管道,并将它们输送到WWT。在中等或者严重降雨阶段,合流制排水管道TP8-2SOWWTO。和位置将取决于用于合并单个污水源(家庭、商业等)的集成水平。以下(95页)的文合横截堰、孔口和泄水虹吸。Metcalf&EddyInc1991)描述了这些不同设施的细节。本例将利用具有孔口的横截堰调节器,如图8-3所示。该调节器中,具有一个堰和一块小板,垂直被越顶,一些流量通过溢流出水口排放,最终达到CSO排放口。SWMMH中利用堰和孔口元素表示。因为这些元素对应于水力管不同元素用于分流到截流器:(a)底部孔口;(b)采用管道。第三种配置(图8-4c)既是或者离线的。水泵的主要输入参数包括进水和出水节点的位置、水泵曲线、初始开/的水泵,与任何其它管段形式相同,水泵曲线利用水泵曲线编辑器创建,通过水泵曲线属性连接到水泵,如图8-5所示。的通过节点的属性。SWMMH中的旱季流量通过平均(或者基线)数(TPt平均数值)*8-67(Example7-Final.inp)为模8-3截堰流量调节8-6流制排水管道系统和孔口定义了流量调节器。与原2使用的河底标高相比,本例的5ft,以便河Aux1Aux2C2aC2,C_Aux1,C_Aux2,C_Aux1to2,P5,P6,P7P8。然后,节点的标高和管段的进水/出水偏移,包括公园的河流,也必须改变。河流点(图8-1和8-6用蓝色表示的Aux3,J3,J4,J5,J6,J8,J9,J10,J11以及出水口度,为了匹配最高连接河流的顶部。剩余铰点(J1,J2,J2a和J7)深度,设置等于地表下一步是创建合流制排水管道,在图8-6中以绿色显示,利用字母P标识。所有这些管道的粗糙0.016。在7中也定义了管道P1,P2,P3P4,另外添加了两条合流制排水上游节点(或者进水节点)J13J128-1所示。合流制排水管道的属性如表8-2所示。-Well8-18-28-7说明了合流制排水管系统流量调节器构筑物是在模型中表示的下一元素。利用字母R标识的五个调节器,用于和管道的组合(R1)8-6所示。创建这些调节器需要(利用管道的属性编辑器)将管道P4的下游节点改为JI16调节器R2:调节器R3:调节器5:8-2合流制排水管道系统中管渠的属hb进水偏0000035550035550035555000000355500355500355500000003555600000000000000000000000000000001000001000000000000000000000000000000000002000042hd对应于深度(梯形)或直径(圆形3b对应于底宽(梯形4,5Z1Z2对应于左边坡和右边坡(梯形8-3水添8-6JI6JI7,JI8和为了完成添加调节器的过程,新的铰点(JI6,JI7,JI8JI9)8-1中的数据。对于新的截流器管道(I5I6,I7I8)8-2。新添加堰和孔口(W1,W2W3W4O1)8-4中。注意对于每一堰,进水偏移和它的开口高8-13.30.65。以便作为溢流分流;同时新的管道I6,没有偏移,将J7连接到截流器(见表8-2。Well4945ft,最大深度为辑器中蓄水曲线的输入设置为Functional,系数和指数为零,常数域输入为300。8-4调节器构筑物的属直出节358-8-548-48-视图|尺寸地图尺寸左下角坐标输入-2358-70.右上角为1514.2重新计算所有长度和面积WMH过载深度(管的破裂压力。利用最大深度零,意味着实际深度将等于从节点内底到最高连接管渠顶SWMMHSWMMH也提供了特殊的圆形,命名为压力干管Hazen-Williams或Darcy-Weisbach下的曼宁。对于已知在所有时刻具有有压JI138节点的内底分别为4947.0,4954.8,4962.6和4968.0ft。正如文本框“定义压力管线”所述,干管中的所有连接节点赋给最大深度零265ft,以便它们有压(115psi)而没有洪流。排放口O2类型为Fixed,具有固定阶梯标高4970.0ft。8-8力管88-5压力干管的属长度直径进水偏移JI10(4947200JI11(4954.8200JI12(4962.6200JI13(4970.4O2400最后一步是在节点Well和JI10之间添加水泵管段,命名为Pump1。与该水泵相关的水泵曲线(已经定义)也称作Pump1,初始状态为OFF,开启深度为5ft,同时关闭深度为2ft。这意味着当集水井内水深达到5ft时,水泵开启;深度落至2ft时关闭。在数据浏览器中,选择水泵曲线子类。点击+按钮,启动水泵曲线框8-6泵曲线数扬程0来自排水区域的污水流量利用SWMMH的旱季进流量工具(见文本框“将旱季流量添加到SWMMH”)添加到模型。本例假设模型中的单个子汇水面积也表示了单个排水区域。之间(Nicklowetal2004。ASCE(1992)50gpdS4S5S4估计2850gpdS58100gpd。子汇水面积的旱季流量于是计算为生活负荷量与量(gpdcfs)S6S7,8-7 节 ------00--00已面例5表5-1中定义的0.23英寸暴雨,以及2年和10年暴雨将用于评价合流制排水管道系统的性能。0.23in.0.23in.,具有时旱季径流时间步长,112小时,将用在所有模拟中。模型的所有信息总结在表8-1到8-7。完整的模型输入数据在文件Example8.inp中,研究面积地图的重新布局如图8-9所示。首先对0.23in.暴雨执行模拟。查看结果状态报告的管段流量总结,说明任何将合流制排水管道分流至河流的管段(W1W2W3W4C6)中没有水流。于是该尺寸暴雨下没有CSO。图8-10说明通过每一河渠的流量。仅仅一条具有流量的是C11,它仅仅接受发生CSO。着不同的合流制排水管道通过流量调节器排向截流器,下游方向(从I1到I9)流量和容积的增加。图8-12说明,连接合流制排水管道和截流器的所有孔口和管道,贡献了截流最in.和节流器管段的流量。注意对于较大暴雨,发生在所有河段的流量。状态报告的管段流量总通过截流器流量的不规则扰动见图8-14,由泵站向压力干管提升的干扰造成。8-110.23in.暴雨下截流器管段的流量8-120.23in.暴雨下从每一调节器转换到截流器的流量图8-15比较了分流到截流器和河流CSO的流量,对于调节器R1和R4。截流器分流来自孔口Or1和管渠I7,同时CSO排放来自堰W1和W3。调节器能够将流量排放到截流器一段时间,但是在某些点达到最大能力,发生CSO。注意CSO的历时小于排向截流器的历时, 图8-16说明0.23in.下合流制系统的特征。图(a)部分说明了水泵集水井中的水3ft,水泵初始关闭(15ft(2,水泵开启。泵站的进流量充分大,以便水泵连续工作,集水井水深保持高于关闭水位。水深最终达到最大(点3,然后2ft的关闭深度,这时水泵停止运行(4。在径流量终止之后,2小5;水泵开启,但是当达到关闭深度时(点6)迅速停止。此后提升流量在开启和关闭限值之间210年暴雨,所有调节器释放流量到河流。注意怎样在大型增加下的反映CSO的发生在受纳河流排放口O1处的流量流量从0.23in.暴0.88cfs变化2年暴20.02cfs,再到10年暴雨的45.65cfs8-8也说明一旦所CSO2年10年暴雨,集水井中的最大水深实际上是相同的。该结果说明,流量调节器的工作方式总表8-8不同暴雨下系统性能的总0.232年(1.010年(1.700000CSO排放口之间分离流量的流量调节器,以及如果需要,通过压力干管输送截流器通过检查大量设计暴雨(或者通过执行连续模拟,如下例所描述的产生了。根据9对该现场降雨记录的分析4次暴雨1次大0.23in.,将具有导致CSO的能力。9连续模SWMMH329英亩住宅场地排水系统和BMP滞留池的性能。多重目的的设计,是为了水质捕获(WQCV括一座BMP滞留池(SU1),为了提供更频繁发生的小暴雨水质捕获容积,以及提供2年、10年和100年暴雨2小时历时的径流控制。本例中,场地将利用科罗拉多州斯堡的(in/day)。将研究从1968年到1978年十年内输送系统和滞留池的性能。模拟结果用于分析以连续数月到数年的长期模拟涉及多重的模拟。单一模拟中,为了创建强度—定的历时和重现期(210年设计暴雨,在SWMMH中用于产生设计的单一径流水文过程线。相比而言,SWMMH内连续模拟直接利用长期的降雨记录,然后为了刻画长期DSI-3260格式(两者来自 a/ncdc.html(2)站点的小时降雨HLY03和HLY21格式,以及15分钟的FIF21格式,来自加拿大环境(E) ofcec.c.a(3)SMH用户手册为用户准备的标准格式。记录的质量随站点而不同,但是寻找没有丢失或者完全正确数据的长期降水记录是很的。重要的是使用它们之前应检查记录的质量。 了延缓滞留和湿式塘的水位;于是成为整个水量平衡重要组件。SWMMH中有几种选项可高时间分辨率的时间序列,(4)月均值。蒸发数据在SWMMH的气候编辑器的蒸发页提供。尽管概念性蒸发也将影响汇水流域的渗透区域渗入能力的恢复,不会明显考虑SWMMH渗入模型。为此利用了简单经验函数。Horton渗入模型用在本手册的例子中,利在场地(见例1。为属性编辑器的ID域提供。对于NCDCEC文件,可以使用任何标识符—如果使用了用户准备降雨文件,那么必须指定文件中降雨深度的(米。对于和数据文件,该属性自动确定。 由连续模拟产生的大量输出,需要统计工具以精确和有意义的方式分析。SWMMH提这些的出现通过以下最小临界值定义:分析变量临界--分析中变量的最小数值,包含在中必须超出的时段然后计算用户指定统计,对于整个报告时段的分析变量,落在每一段范围内。这可能为平均数值、数值、总容积等。于是对于被分析的任何变量,量高于0.05cfs的时段,以及之间至少有6小时,并计算这些之间的总结性统计和高为了将3SWMM输入文件(Example3.inp)转换用于连续模拟,仅仅需要三步。这n表9-1说明例用斯市每月均值;数值来自eternRegonalClimateentr( feseeap.fna.h#cooado。第一说明总每月跨蒸发英寸。这量在第行调整通过将以0.7edntndubr202)从12到20.00WMH气候编辑器的蒸发页。也应考虑来自现场滞留池表面的蒸发。为此,打开蓄水设施节点SU1的属性编辑器为蒸发因子属性输入数值1.0表9-1科罗拉多州斯堡的每月蒸发(来源:WesternRegionalClimateJFMAMJJASOND月均纠正斯堡提供了30年的小时降雨记录,将其连接到模型,解释见文本框“怎样将连续降雨文件SWMMHRecord.dat。因为该文件来自NCDC,固有的DSI-3240格式,不需要改变模型单一雨量计的降雨格式、降雨间隔或者降雨单位属性。站IDID053005。这些雨量数据的记录时段从19491979年,但是仅仅模拟从到年年时段。图-2说明了该时段的图9-2科罗拉多州斯堡的十年降雨记录(来源:国家气象数据中心拟结束日期设置为01/01/1978。其次,框的时间步长页作以下改动:报告步长=15分钟,雨季径流步长=15分钟,旱季径流步长=6小时,演算步长=60秒。注意这些时间2.41GHz计算机上需要大约三到。多数时间被流量演算计算消耗。通常,运行时间SWMMH也具有另一个可能减少运算时间的特征。它是显示在模拟选项框常用页的越SWMH的状态报告10-0.12%续误差为1.57,输送不发生流(列于报告流量演算连续性部分的内部出流量3100径流量连续性表20英寸水从汇水面积的洼地蓄水表面蒸发,另外1.2英寸从蒸发;它对应于10年总雨水(110.35英寸)的19.2%。状态报告“节点进流量总结”部分说明,进入滞留池(SU1)的最大流量为31.7cfs。来自的出流量从没有超过8.75cfs(通过最大进流量确定,对于相同表格中的铰点J_out。控制发生时段为37分钟,假设的最大进流量在日期2781的12:02AM,同时cfs,略大于用在例3的10年出流量目标7.34cfs。换句话说,即使10年记录期间进入
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