一種利用swmm軟件模擬河道水量循環(huán)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用SWMM軟件模擬河道水量循環(huán)的方法，適用于需要提高水質(zhì)且流動(dòng)性較差河道的模擬。
【背景技術(shù)】
[0002]SWMM(Storm Water Management Model)是美國(guó)環(huán)保署于1971年發(fā)布的動(dòng)態(tài)降雨一徑流模擬軟件，廣泛應(yīng)用于城市地區(qū)及非城市地區(qū)雨水徑流、合流制管道、污水管道以及其他排放系統(tǒng)的規(guī)劃、分析和設(shè)計(jì)，它可以進(jìn)行水量、水質(zhì)的模擬，也可以進(jìn)行單場(chǎng)、連續(xù)降雨的模擬，是一個(gè)通用性很好且免費(fèi)的軟件。
[0003]傳統(tǒng)SWMM管渠的構(gòu)建通常有兩種方法。一是直接在軟件里畫(huà)，或是先導(dǎo)入背景圖再在軟件里畫(huà)；二是進(jìn)行GIS與SWMM的耦合，導(dǎo)入即可。第一種方法雖然簡(jiǎn)單，但構(gòu)造出來(lái)的管渠過(guò)于粗糙，第二種方法雖然準(zhǔn)確，但兩種軟件的耦合過(guò)于復(fù)雜、困難，技術(shù)要求過(guò)高。
[0004]目前河道系統(tǒng)的模擬多使用價(jià)格昂貴的商業(yè)軟件，而SWMM—般多用于雨水系統(tǒng)的模擬，用SWMM模擬河道還未曾見(jiàn)聞，更未見(jiàn)其用于河道水量循環(huán)的模擬。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題而提供一種利用SWMM軟件模擬河道水量循環(huán)的方法，該方法簡(jiǎn)單、快捷，成本低。
[0006]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是:一種利用SWMM軟件模擬河道水量循環(huán)的方法，采用以下步驟:
[0007]一)模型導(dǎo)入:1)把河道簡(jiǎn)化成線條，在CAD中用多段線繪出河道平面圖，在河道拐點(diǎn)處需要結(jié)束上段多段線，另起下段多段線；然后將河道的CAD圖命名后另存為“AutoCAD R12/LT2DXF(*.dxf)”格式文件；2)用“Dxf2EPANET”軟件把從步驟I)中獲得的dxf格式文件轉(zhuǎn)化成inp格式文件；然后將inp格式文件導(dǎo)入SWMM軟件中，河道起點(diǎn)、拐點(diǎn)和終點(diǎn)顯現(xiàn)在SWMM軟件界面上；
[0008]二)模型建立:在SWMM軟件中，用管渠直線從上游到下游依次連接河道的起點(diǎn)、拐點(diǎn)和終點(diǎn)，河道模型建立完畢；
[0009]三)模型設(shè)置:在SWMM軟件中，河道以明渠形式表示，并根據(jù)實(shí)際情況，將河道的斷面形狀、最大深度、糟率以及節(jié)點(diǎn)的內(nèi)底標(biāo)高和最大深度錄入河道模型；然后將河道起點(diǎn)、拐點(diǎn)和終點(diǎn)處的河道深度錄入河道模型節(jié)點(diǎn)處的初始深度處；在SWMM軟件中的模擬設(shè)置菜單下的演算模型菜單中選擇動(dòng)態(tài)波，并將時(shí)間步長(zhǎng)菜單中的報(bào)告的時(shí)長(zhǎng)、雨季徑流的時(shí)長(zhǎng)和演算的時(shí)長(zhǎng)設(shè)置為60s以下；河道起點(diǎn)、拐點(diǎn)和終點(diǎn)處的河道深度與動(dòng)態(tài)波的聯(lián)合設(shè)置，可以使SWMM模擬出穩(wěn)定的河道流量；在需要循環(huán)的河道段內(nèi)設(shè)置水泵，并給水泵設(shè)置運(yùn)行參數(shù)。
[0010]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:運(yùn)用“Dxf2EPANET”軟件進(jìn)行CAD與SWMM的耦合，簡(jiǎn)單、快捷，不但適用于河道模型的導(dǎo)入，也適用于常規(guī)雨水系統(tǒng)模型的導(dǎo)入。該方法跨過(guò)GIS，實(shí)現(xiàn)了 CAD與SWMM的直接連接，不但模型導(dǎo)入方便、準(zhǔn)確，而且對(duì)建模人的計(jì)算機(jī)技術(shù)要求較低，易于普及。用SWMM進(jìn)行河道流量模擬，特別是水量循環(huán)的模擬，擴(kuò)大了 SWMM的應(yīng)用范圍。由于SWMM是免費(fèi)軟件，本發(fā)明為需要進(jìn)行河道流量模擬而又沒(méi)有商業(yè)軟件支持的情況下提供了一種行之有效的方法。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明的模型示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下:
[0013]一種利用SWMM軟件模擬河道水量循環(huán)的方法，采用以下步驟:
[0014]—)模型導(dǎo)入:
[0015]I)把河道簡(jiǎn)化成線條，在CAD中用多段線繪出河道平面圖，在河道拐點(diǎn)處需要結(jié)束上段多段線，另起下段多段線；然后將河道的CAD圖命名后另存為“AutoCAD R12/LT2DXF(*.dxf) ”格式文件；
[0016]2)用“Dxf2EPANET”軟件把從步驟I)中獲得的dxf格式文件轉(zhuǎn)化成inp格式文件；然后將inp格式文件導(dǎo)入SWMM軟件中，河道起點(diǎn)、拐點(diǎn)和終點(diǎn)顯現(xiàn)在SWMM軟件界面上。
[0017]具體的導(dǎo)入和導(dǎo)出方法為:打開(kāi)Dxf2EPANET軟件，導(dǎo)入dxf格式文件，并指定輸出的inp文件位置并命名，接著選定CAD圖中河道線條所在的所有圖層，導(dǎo)出即可。該文件即為SWMM的導(dǎo)入文件，打開(kāi)SWMM導(dǎo)入即可。導(dǎo)入SWMM軟件中的文件可以把CAD圖中河道的起點(diǎn)、拐點(diǎn)和終點(diǎn)全部準(zhǔn)確導(dǎo)入。
[0018]二)模型建立:
[0019]在SWMM軟件中，用管渠直線(Conduits)從上游到下游依次連接河道的起點(diǎn)、拐點(diǎn)和終點(diǎn)，河道模型建立完畢，請(qǐng)參見(jiàn)圖1，1為導(dǎo)入的起點(diǎn)，2、3、4、5、6、7和8為導(dǎo)入的拐點(diǎn)，9為導(dǎo)入的終點(diǎn)，Cl、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8和C9為河道。10是其下方的黑色倒三角的標(biāo)號(hào)，黑色倒三角代表的是排放口，因?yàn)镾WMM軟件必須需要設(shè)置一個(gè)以上的排放口才能運(yùn)行成功，但本發(fā)明不需要排放口，故需要設(shè)置一個(gè)不起任何作用的排放口以確保軟件運(yùn)行成功。
[0020]三)模型設(shè)置:
[0021]將河道的屬性信息錄入模型:模型中的河道是以明渠的形式表示，并根據(jù)實(shí)際情況將河道的斷面形狀(Shape)、最大深度(Max.Depth)、糟率(Roughness)以及節(jié)點(diǎn)(Jouct1ns)的內(nèi)底標(biāo)高(Invert E1.)和最大深度(Max.Depth)錄入模型。然后將河道起點(diǎn)、拐點(diǎn)和終點(diǎn)處的河道深度(Initial Depth)錄入河道模型；在SWMM軟件中的模擬設(shè)置(Opt1ns)下的演算模型(Routing Model)菜單中選擇動(dòng)態(tài)波，并將時(shí)間步長(zhǎng)(TimeSteps)菜單中的報(bào)告(Reporting)的時(shí)長(zhǎng)、雨季徑流(Runoff Wet Weather)的時(shí)長(zhǎng)和演算(Routing)的時(shí)長(zhǎng)均設(shè)置為60s以下，旱季徑流(Runoff Dry Weather)的時(shí)長(zhǎng)不做具體要求，例如:可以設(shè)為lmin。河道的水量通過(guò)設(shè)置河道起點(diǎn)、拐點(diǎn)和終點(diǎn)的初始水深(InitialDepth)與模擬設(shè)置(Simulat1n Opt1n)中的動(dòng)態(tài)波(Dynamic Wave)共同來(lái)表示。河道起點(diǎn)、拐點(diǎn)和終點(diǎn)處的河道深度與動(dòng)態(tài)波的聯(lián)合設(shè)置，使SWMM軟件能夠模擬出穩(wěn)定的河道流量；在需要循環(huán)的河道段內(nèi)設(shè)置水泵(Pumps)，并給水泵設(shè)置運(yùn)行參數(shù)，在圖1中拐點(diǎn)7與拐點(diǎn)3之間添加了水泵(PUMP)，泵前設(shè)置一個(gè)集水池(SUl)，用管道C9將集水池(SUl)與拐點(diǎn)7相連。泵的流量根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置，以便控制循環(huán)周期。
[0022]盡管上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用SWMM軟件模擬河道水量循環(huán)的方法，其特征在于，采用以下步驟: 一)模型導(dǎo)入: 1)把河道簡(jiǎn)化成線條，在CAD中用多段線繪出河道平面圖，在河道拐點(diǎn)處需要結(jié)束上段多段線，另起下段多段線；然后將河道的CAD圖命名后另存為“AutoCAD R12/LT2DXF (*.dxf) ”格式文件； 2)用“Dxf2EPANET”軟件把從步驟I)中獲得的dxf格式文件轉(zhuǎn)化成inp格式文件；然后將inp格式文件導(dǎo)入SWMM軟件中，河道起點(diǎn)、拐點(diǎn)和終點(diǎn)顯現(xiàn)在SWMM軟件界面上； 二)模型建立: 在SWMM軟件中，用管渠直線從上游到下游依次連接河道的起點(diǎn)、拐點(diǎn)和終點(diǎn)，河道模型建立完畢； 三)模型設(shè)置: 在SWMM軟件中，河道以明渠形式表示，并根據(jù)實(shí)際情況，將河道的斷面形狀、最大深度、糟率以及節(jié)點(diǎn)的內(nèi)底標(biāo)高和最大深度錄入河道模型；然后將河道起點(diǎn)、拐點(diǎn)和終點(diǎn)處的河道深度錄入河道模型節(jié)點(diǎn)處的初始深度處；在SWMM軟件中的模擬設(shè)置菜單下的演算模型菜單中選擇動(dòng)態(tài)波，并將時(shí)間步長(zhǎng)菜單中的報(bào)告的時(shí)長(zhǎng)、雨季徑流的時(shí)長(zhǎng)和演算的時(shí)長(zhǎng)設(shè)置為60s以下；河道起點(diǎn)、拐點(diǎn)和終點(diǎn)處的河道深度與動(dòng)態(tài)波的聯(lián)合設(shè)置，可以使SWMM模擬出穩(wěn)定的河道流量；在需要循環(huán)的河道段內(nèi)設(shè)置水泵，并給水泵設(shè)置運(yùn)行參數(shù)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種利用SWMM軟件模擬河道水量循環(huán)的方法，采用步驟：一)先把河道簡(jiǎn)化成線條，在CAD中繪出河道平面圖；然后另存為“AutoCAD R12/LT2DXF(*.dxf)”格式文件；2)用“Dxf2EPANET”軟件把dxf格式文件轉(zhuǎn)化成inp格式文件；然后將inp格式文件導(dǎo)入SWMM軟件中；二)在SWMM軟件中，用管渠直線從上游到下游依次連接河道的起點(diǎn)、拐點(diǎn)和終點(diǎn)；三)在SWMM軟件中，將河道屬性錄入河道模型；然后將河道起點(diǎn)、拐點(diǎn)和終點(diǎn)處的河道深度錄入河道模型；在菜單中選擇動(dòng)態(tài)波，并將時(shí)間步長(zhǎng)菜單中的時(shí)長(zhǎng)設(shè)置為60s以下；在需要循環(huán)的河道段內(nèi)設(shè)置水泵。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單、快捷，成本低。
【IPC分類(lèi)】G06F17-50
【公開(kāi)號(hào)】CN104615823
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510051666
【發(fā)明人】劉志強(qiáng), 安志鵬, 范朋博, 陳凱, 周昕怡, 胡作鵬, 王彤
【申請(qǐng)人】天津大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年1月30日