一种利用SWMM软件模拟河道水量循环的方法.pdf

本发明公开了一种利用SWMM软件模拟河道水量循环的方法，采用步骤：一)先把河道简化成线条，在CAD中绘出河道平面图；然后另存为“AutoCAD R12/LT2DXF(*.dxf)”格式文件；2)用“Dxf2EPANET”软件把dxf格式文件转化成inp格式文件；然后将inp格式文件导入SWMM软件中；二)在SWMM软件中，用管渠直线从上游到下游依次连接河道的起点、拐点和终点；三)在SWMM软件中，将河道属性录入河道模型；然后将河道起点、拐点和终点处的河道深度录入河道模型；在菜单中选择动态波，并将时间步长菜单中的时长设置为60s以下；在需要循环的河道段内设置水泵。本发明方法简单、快捷，成本低。

权利要求书
1.  一种利用SWMM软件模拟河道水量循环的方法，其特征在于，采用以下步骤：
一)模型导入：
1)把河道简化成线条，在CAD中用多段线绘出河道平面图，在河道拐点处需要结束上段多段线，另起下段多段线；然后将河道的CAD图命名后另存为“AutoCAD R12/LT2DXF(*.dxf)”格式文件；
2)用“Dxf2EPANET”软件把从步骤1)中获得的dxf格式文件转化成inp格式文件；然后将inp格式文件导入SWMM软件中，河道起点、拐点和终点显现在SWMM软件界面上；
二)模型建立：
在SWMM软件中，用管渠直线从上游到下游依次连接河道的起点、拐点和终点，河道模型建立完毕；
三)模型设置：
在SWMM软件中，河道以明渠形式表示，并根据实际情况，将河道的断面形状、最大深度、糟率以及节点的内底标高和最大深度录入河道模型；然后将河道起点、拐点和终点处的河道深度录入河道模型节点处的初始深度处；在SWMM软件中的模拟设置菜单下的演算模型菜单中选择动态波，并将时间步长菜单中的报告的时长、雨季径流的时长和演算的时长设置为60s以下；河道起点、拐点和终点处的河道深度与动态波的联合设置，可以使SWMM模拟出稳定的河道流量；在需要循环的河道段内设置水泵，并给水泵设置运行参数。

说明书一种利用SWMM软件模拟河道水量循环的方法
技术领域
本发明涉及一种利用SWMM软件模拟河道水量循环的方法，适用于需要提高水质且流动性较差河道的模拟。
背景技术
SWMM(Storm Water Management Model)是美国环保署于1971年发布的动态降雨—径流模拟软件，广泛应用于城市地区及非城市地区雨水径流、合流制管道、污水管道以及其他排放系统的规划、分析和设计，它可以进行水量、水质的模拟，也可以进行单场、连续降雨的模拟，是一个通用性很好且免费的软件。
传统SWMM管渠的构建通常有两种方法。一是直接在软件里画，或是先导入背景图再在软件里画；二是进行GIS与SWMM的耦合，导入即可。第一种方法虽然简单，但构造出来的管渠过于粗糙，第二种方法虽然准确，但两种软件的耦合过于复杂、困难，技术要求过高。
目前河道系统的模拟多使用价格昂贵的商业软件，而SWMM一般多用于雨水系统的模拟，用SWMM模拟河道还未曾见闻，更未见其用于河道水量循环的模拟。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种利用SWMM软件模拟河道水量循环的方法，该方法简单、快捷，成本低。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种利用SWMM软件模拟河道水量循环的方法，采用以下步骤：
一)模型导入：1)把河道简化成线条，在CAD中用多段线绘出河道平面图，在河道拐点处需要结束上段多段线，另起下段多段线；然后将河道的CAD图命名后另存为“AutoCAD R12/LT2DXF(*.dxf)”格式文件；2)用“Dxf2EPANET”软件把从步骤1)中获得的dxf格式文件转化成inp格式文件；然后将inp格式文件导入SWMM软件中，河道起点、拐点和终点显现在SWMM软件界面上；
二)模型建立：在SWMM软件中，用管渠直线从上游到下游依次连接河道的起点、拐点和终点，河道模型建立完毕；
三)模型设置：在SWMM软件中，河道以明渠形式表示，并根据实际情况，将河道的 断面形状、最大深度、糟率以及节点的内底标高和最大深度录入河道模型；然后将河道起点、拐点和终点处的河道深度录入河道模型节点处的初始深度处；在SWMM软件中的模拟设置菜单下的演算模型菜单中选择动态波，并将时间步长菜单中的报告的时长、雨季径流的时长和演算的时长设置为60s以下；河道起点、拐点和终点处的河道深度与动态波的联合设置，可以使SWMM模拟出稳定的河道流量；在需要循环的河道段内设置水泵，并给水泵设置运行参数。
本发明具有的优点和积极效果是：运用“Dxf2EPANET”软件进行CAD与SWMM的耦合，简单、快捷，不但适用于河道模型的导入，也适用于常规雨水系统模型的导入。该方法跨过GIS，实现了CAD与SWMM的直接连接，不但模型导入方便、准确，而且对建模人的计算机技术要求较低，易于普及。用SWMM进行河道流量模拟，特别是水量循环的模拟，扩大了SWMM的应用范围。由于SWMM是免费软件，本发明为需要进行河道流量模拟而又没有商业软件支持的情况下提供了一种行之有效的方法。
附图说明
图1为本发明的模型示意图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
一种利用SWMM软件模拟河道水量循环的方法，采用以下步骤：
一)模型导入：
1)把河道简化成线条，在CAD中用多段线绘出河道平面图，在河道拐点处需要结束上段多段线，另起下段多段线；然后将河道的CAD图命名后另存为“AutoCAD R12/LT2DXF(*.dxf)”格式文件；
2)用“Dxf2EPANET”软件把从步骤1)中获得的dxf格式文件转化成inp格式文件；然后将inp格式文件导入SWMM软件中，河道起点、拐点和终点显现在SWMM软件界面上。
具体的导入和导出方法为：打开Dxf2EPANET软件，导入dxf格式文件，并指定输出的inp文件位置并命名，接着选定CAD图中河道线条所在的所有图层，导出即可。该文件即为SWMM的导入文件，打开SWMM导入即可。导入SWMM软件中的文件可以把CAD图中河道的起点、拐点和终点全部准确导入。
二)模型建立：
在SWMM软件中，用管渠直线(Conduits)从上游到下游依次连接河道的起点、拐点和终点，河道模型建立完毕，请参见图1，1为导入的起点，2、3、4、5、6、7和8为导入的拐点，9为导入的终点，C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8和C9为河道。10是其下方的黑色倒三角的标号，黑色倒三角代表的是排放口，因为SWMM软件必须需要设置一个以上的排放口才能运行成功，但本发明不需要排放口，故需要设置一个不起任何作用的排放口以确保软件运行成功。
三)模型设置：
将河道的属性信息录入模型：模型中的河道是以明渠的形式表示，并根据实际情况将河道的断面形状(Shape)、最大深度(Max.Depth)、糟率(Roughness)以及节点(Jouctions)的内底标高(Invert EI.)和最大深度(Max.Depth)录入模型。然后将河道起点、拐点和终点处的河道深度(Initial Depth)录入河道模型；在SWMM软件中的模拟设置(Options)下的演算模型(Routing Model)菜单中选择动态波，并将时间步长(Time Steps)菜单中的报告(Reporting)的时长、雨季径流(Runoff Wet Weather)的时长和演算(Routing)的时长均设置为60s以下，旱季径流(Runoff Dry Weather)的时长不做具体要求，例如：可以设为1min。河道的水量通过设置河道起点、拐点和终点的初始水深(Initial Depth)与模拟设置(Simulation Option)中的动态波(Dynamic Wave)共同来表示。河道起点、拐点和终点处的河道深度与动态波的联合设置，使SWMM软件能够模拟出稳定的河道流量；在需要循环的河道段内设置水泵(Pumps)，并给水泵设置运行参数，在图1中拐点7与拐点3之间添加了水泵(PUMP)，泵前设置一个集水池(SU1)，用管道C9将集水池(SU1)与拐点7相连。泵的流量根据实际需要设置，以便控制循环周期。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。