SWMM5用户使用手册整理

1、目录第一章什么是SWMM21.2 建模功能21.3典型的SWMM的应用31.4 安装EPA SWMM31.5 SWMM的使用步骤31.6 关于该手册3第二章 使用教程42.1以研究区域为例42.2项目的设置52.4 设置对象属性102.5 运行模拟142.6 水质模拟22第三章SWMM的概念模型293.1 介绍293.2 可见对象293.2.1 rain gages30地表水模块313.2.2 subcatchment31传输模块32Nodes323.2.3 junction nodes（交叉点）323.2.4 outfall nodes（排水口节点）323.2.5 flow divider

2、nodes（分流节点）323.2.6 storage units（贮存单元）33links343.2.7 conduits343.2.8 pumps363.2.9 flow regulators373.2.10 map labels393.3 非可见对象393.3.1 climatology（大气模块）393.3.2 snow packs443.3.3 aquifers473.3.4 uint hydrographs483.3.5 transects503.3.6 external inflows523.3.7control rules553.3.8 pollutants573.3.9 lan

3、d use583.3.10 treatment613.3.11curves623.3.12 time series633.3.13 time patterns643.4 computational methods653.4.1 地表径流653.4.2 groundwater683.4.3 snowmelt713.4.4 flow routing713.4.5 surface ponding723.4.6 水质模拟73附录74A1 测量单位74A2 土壤特性75A3 NRCS Hydrologic Soil Group Definitions75A4 SCS curve numbers（CN值）

4、75A5 洼地储蓄（地面汇流模块使用）77A6曼宁的n值地表径流（地面汇流模块使用）77A7曼宁的n值闭合管道78A8曼宁N值开放渠道78A9城市径流水质特点79第一章 什么是SWMM环保署的暴雨水管理模型（SWMM）是一个用于单一事件或长期（连续）城市区域的径流水质水量模拟的降雨径流仿真模型。SWMM的径流成分是集中在支流集水区的沉淀物、形成的径流量和污染负荷。SWMM通过管道系统、渠道、存储/处理设备、泵和调节器运输径流。SWMM追踪在由多个时间步长构成的模拟期间的每一个支流集水区形成的径流的水质和水量和每一个管道和渠道的流速、水深、水质。SWMM在19711年建成并且后来2经历了几次重大

5、的升级。它现在仍被世界各地广泛用来规划、分析和集合下水道和卫生下水道和其他城市区域的排水系统设计雨水径流，也在非城市地区有很多应用。现在的5.0版式完全重新编写看以前的版本。在windows中，SWMM5.0为编辑研究区域输入书库、运行水文、水力和水质环境模拟并以不同的格式查看结果提供了一个集成环境。其中包括彩色编码流域面积和输送系统地图、时间序列图和表格、剖面图、统计频率分析。1.2 建模功能SWMM能够解释城市区域产生径流的不同水文过程其中包括：（1） 随时间变化的降雨（2） standing（长期？）地表水的蒸发（3） 积雪和融化（4） depression storage（洼地）的降雨

6、截流（5） 降雨在非饱和土壤层的入渗（6） 非饱和土壤层入渗到地下水层（7） 地下水和排水系统的合流（8） 坡面流的非线性蓄水池的路径所有这些过程中的空间变异性通过将研究区域划分成小的、均匀子区域的集合。这些子区域包括能渗透的和不能渗透的分区域。坡面流在分区域之间、子区域之间或排水系统切入点之间形成。SWMM也包括很多水力模拟能力可用来模拟径流和外部流入排水系统网络的管道、渠道、存储/处理单元和导流结构。其中包括：（1） 不限制大小的处理网络（2） 使用多种很像自然渠道的标准的闭合和开放的管道（3） 模型的特殊要素比如存储/处理单元，流量分配器、泵、坝和孔（4） 提供外部流量和水质的输入。由地

7、表径流、地下水河流、降雨渗透/流入、干燥天气的清洁量和用户定义的流入得来。（5） 采用动力波或完全动力波流路径方法。（6） 不同的流态模型，比如死水、预压、反流和地表积水（7） 应用用户定义的动态控制规则模拟泵、管口和坝顶水平。除了建模和径流量的传输，SWMM也可以模拟在径流中污染物负荷。下面的这个过程可以模仿用户定义的水质成分的任意数目。（1） 干旱天气在各种不同土地利用的污染物积累（2） 在暴雨时间过程中具体土地利用的污染物冲刷（3） 降雨沉淀物的直接贡献（4） 在干旱天气由于道路清扫污染物的减少（5） 由于BMPs径流污染负荷的减少（6） 在干旱天气卫生流入口和用户指定的排水系统的外部流

8、入的任意点。（7） 在排水系统中水质成分的路径（8） 通过在贮存单元或在管道和渠道的自然过程中的处理使水质成分减少1.3典型的SWMM的应用自公司成立以来，SWMM已经应用于世界数千下水道和暴雨研究。典型的应用包括：（1） 设计排水系统组件的大小以控制洪水（2） 为控制洪水和水质保护的滞留设施和他们的附属物的大小（3） 泛洪区天然河道测绘系统（4） 设计减少洪水外溢的控制策略（5） 评估下水道的渗透流入和溢出的影响（6） 产生非点源污染总量分配研究（7） 评价BPMs减少潮湿天气污染负荷的效果1.4 安装EPA SWMM1.5 SWMM的使用步骤当使用SWMM模拟研究区域的暴雨径流执行以下步骤

9、：（1） 指定选项和对象属性使用的默认值（4.2）（2） 画一个网络表示研究区域的物理组件（5.2）（3） 编辑对象的属性形成系统（5.4）（4） 选择分析选项（7.1）（5） 运行模拟（7.2）（6） 查看模拟结果（8）1.6 关于该手册第二章介绍了一个简短的教程。它显示了如何在SWMM中添加对象，如何编辑对象属性，如何运行长期连续模拟。第三章提供了一个背景资料关于在SWMM中排水系统中暴雨径流模拟。它讨论了构成暴雨排水区域和收集系统物理组件的行为和如何处理附加的建模信息，比如降雨量、干燥天气的卫生流入量、运行控制。它提供了如何进行系统水文、水力和水质行为的数值模拟。第四章说明了EPASWM

10、M绘图用户界面的组织方式。它描述了不同菜单选项和光盘内根据按钮的功能以及三个主要窗口的主要职能，包括研究区地图、浏览器面板、属性编辑器的使用。第五章讨论了项目文件存储的信息包括SWMM的排水系统。它显示了如何创建、打开、保存这些文件和如何设置默认项目选项。它也讨论了如何记录用来对比模拟值和真实值的校准数据第六章介绍了如何建立一个排水系统的网络模型。它展示了如何创建各种物理对象（子区域、排水管和渠道、水泵、坝、贮存单元等）。这些物理对象构成一个系统。如何编辑这些对象的属性和在时间上的操作控制变化。第七章解释了如何用研究区的地图，该提供系统模拟的图表视图。它也显示了如何查看在不同颜色编码的地图上的

11、不同的设计和计算参数，如何重新规模、缩放和平移地图、如何在地图上定位、如何利用背景图像和能够定义地图外观的选项。第八章显示了如何运行SWMM模型模拟，它描述了各种控制如何分析的选项，提出和解决一些在检查模拟结果的使用技巧。第九章讨论了分析结果可以用不同的方式来看。这些包括研究区域地图的不同视图，各种图表和表格，不同类型的专题报告。第十章介绍了如何打印和复印第九章中讨论的结果。第十一章介绍了SWMM如何使用不同类型的文件更有效的模拟运行。该首层还包括了几个附录：附录A 提供了一些有用的参数表格，包括所有涉及和计算单数表达式的表格。附录B 列出所有可以在研究区域地图上显示的视觉对象的可编辑属性并使

12、用点和点击编辑。附录C描述了专门编辑器，可用来设置非可视对象的属性附录D 提供了SWMM令行版本的运行的说明和包括项目文件格式的详细说明。附录E 列出了所有SWMM可能产生的错误消息和意义第二章 使用教程这一章提供了如何使用SWMM的教程，如果你不熟悉构成排水系统的元素和他们在SWMM模型中代表什么。你将应该先看第三章。2.1以研究区域为例在这个教程中，我们将会模拟一个12英亩的住宅区的排水系统。这个排水系统的布置图如图2-1。由S1、S2、S3三个子区域组成，下水管道由C1-C4，管道节点由J1-J4，out1为水流排放口。2.2项目的设置我们的首要任务就是创建一个新的SWMM项目并确保某些

13、默认选项被选中。使用这些默认选项将简化数据输入以后的工作。（1） 启动SWMM如果它还没有运行，选择“文件创建”从主菜单工具条中创建一个新项目。（2） 选择project默认为打开项目默认对话框（3） 在ID标签对话框，设置如图2-2所示的ID前缀，这将使SWMM根据指定的前缀用连续号码自动给新的对象标号。（4）（5） 在子支流域对话框页面设置如下的默认值：所填的参数包括：Name：User-assigned name of subcatchmentX coordinate ：X coordinate of subcatchment centroid on mapy coordinate ：y

14、 coordinate of subcatchment centroid on mapdescription：optional comment or descriptiontag：optional category or classificationrain Gage ：rain Gage assigned to subcatchmentoutlet：name of node or another subcatchment that receive runoffarea：area of subcatchmentwidth：width of overland flow path% slope：a

15、verage surface slope（%）（平均坡度）%imperv：percent of impervious area（%）（不透水率）N-imperv：mannings N for impervious area（不透水曼宁糙率）N-perv：mannings N for pervious area（透水曼宁糙率）Dstore-imperv：depth of depression storage on impervious area（in）（不透水区洼蓄量/mm）Dstore-perv：depth of depression storage on pervious area（in）（

16、透水区洼蓄量/mm）%zero-imperv：percent of impervious area with no depression storage（%）（无洼蓄量不透水区率Subarea routing：choice of internal routing between pervious and impervious sub-area（渗透与非渗透之间区域的路径选择）可选的选项有（outlet、impervious、pervious）Percent routed：percent of runoff routed between sub-area（在间隔区域的径流量的百分比）Infilt

17、ration：infiltration paramenters（click to edit）（渗透参数） Horton：max.infil.rate（最大渗透率） Min.infil.rate（最小渗透率） Decay constant（衰减常数） Drying time（饱和土壤完全干燥所需的时间） Max.volume（可能的最大渗透量，如果没有则为0）Groudwater：groudwater flow parameters（地下径流参数） 其中包括：aquifer name（蓄水层的名字，如果没有可以是空白） Receiving node（接受来自蓄水层地下水的节点名） Surface

18、 elevation（subcatchment的地表高程） Groundwater flow coefficient（multipiler of distance between actual and threshed GW levels） Groundwater flow exponent （exponet of distance between actual and threshed GW levels） Surface water flow coefficient（multipiler of distance between surface water level and threshe

19、d GW levels） Surface water flow exponent（exponet of distance between surface water level and threshed GW levels） Surface-GW interaction coefficient（multiplier of product of GW height and surface water height above） Fixed surface water depth（fixed depth of surface water at receiving node （set to zero

20、 if surface water depth will vary as computed by flow routing） Threshold groundwater elev（groundwater elevation that must be reached before any flow occurs（feet or meters）Snow pack：name of snow pack parameters set（for snow melt analysis only）LID controls：其中包括：control name LID type % of area % from i

21、mperv Report fileLand uses：assignment of land uses to subcatchment其中包括：residential、undevelopedInitial buildup：initial pollutant buildup on subcatchment其中包括：TSS、LeadCurb length（if needed for pollutant buildup function）（6） 在nodes/links页面设置以下默认参数：Conduit（导水管）的参数设置：NameInlet node：name of node on the inl

22、et end of conduit（导水管进水口末点的名字） Outlet note：name of node on the outlet end of conduit（导水管出水口点的名字）Description ：optional comment or descriptiontag：optional category or classificationshape：click to edit the conduits section geometrymax.depth：maximum depth of cross sectionslength：conduit lengthroughness：

23、manningtoughness coefficient（曼宁粗糙度系数）inlet offset：depth of conduit invert above node invert at inlet end outlet offset：depth of conduit invert above node invert at outlet endinitial flow：initial flow in the conduit （flow unit）maximum flow：maximum flow allowed-use 0 if not applicable（7） 点击OK关闭对话框，如果你

24、想保存这些选项为将来你的新项目用，你就在接受之间检查一下这个表格的底部的保存。下一步我们将设置地图显示选项，使ID标签和符号显示为我们添加到研究区域地图的对象，并用有箭头的方向连接。（1） 选择viewmap options打开map options dialog（看figure2-3）（2） 选择subcatchment页，设置填充类型和符号大小为5（3） 然后选择节点页和设置节点的大小为5（4） 选择注释页并选中复选框，显示面积、节点和连接的ID标签。留下其他不能被检查出来的。（5） 最后选择流向箭头页，选择填充类型和设置填充大小为7。（6） 点击OK按钮关闭对话框。在地图上放置对象时，我

25、们应该设置它的尺寸（1） 选择viewdimensions打开地图尺寸对话框（2） 你可以选择默认值最后，在主窗口底部的状态栏中查找并检查autolength is off。如果是on的话，将它改过来。2.3 绘画对象我们准备好开始在研究区域地图上添加成分。我们将在subcatchment开始。（1） 在对象工具栏中点击按钮（如果没有显示则选择viewtoolbarsobject）。注意，鼠标指针变成了笔的形状。（2） 移动鼠标到地图上的subcatchmentS1的位置的一个转角，左击鼠标。（3） 在后两个转角做同样的操作，然后右击鼠标（或者点击enter）关闭矩形，这个矩形为subcatc

26、hmentS1。如何你想取消你画偏的subcatchment并重新开始的话你可以按Esc键。不要担心对象的形状或位置是否完全正确。我们一会还会回来并显示如何固定它。（4） 在S2和S3上重复上面的过程。当我们在地图上添加对象时，观察连续的ID标签是怎样自动形成的。下一步我们将添加交叉点和构成排水网络的排出口节点。（1） 点击对象工具栏中的按钮。（2） 将鼠标移动到J1的位置左击，在J2J4上做同样的操作。（3） 添加排水口节点。点击按钮。在排水口位置移动鼠标，然后左击。注意排水口自动命名为out1/。这是你的地图看来就像下面这幅图现在我们将添加暴雨导水管连接我们的排水系统节点。（你必须创建一个

27、连接的末尾节点作为）我们将从C1开始，连接J1J2。（1） 点击，鼠标变成一个十字形。（2） 在junctionJ1上点击鼠标，注意鼠标又变成铅笔型的。（3） 将鼠标移动到J2（注意当你移动鼠标时导水管的轮廓怎性被画出）并左击创建导水管。你可以通过用esc和右击取消操作。（4） 在C2和C4重复以上操作。虽然我们的导水管被画成直线，也可以通过在点击终节点之前左击中间点可以改变连接方向。为了完成我们研究区域原理图的建设，我们需要添加一个雨量计（rain gage）（1） 点击（2） 移动鼠标至gage应该在的地方，左击鼠标这样我们就完成了一个研究区域的绘画。你的系统应该看起来像图2.1，subc

28、atchment或者节点不在适当的位置可通过下列方法移动：（1） 用选中要移动的对象至应该在的位置。重新形成一个subcatchment的概图（1） 在对象选择模式地图中点击子区域的质心（由子区域子区域内的实心方块表示）以选择它。（2） 点击地图工具栏上的按钮，使地图到顶点选择模式。（3） 通过点击选择子区域轮廓线的顶点（通过一个实心的方块表明这个顶点表示什么）（4） 用鼠标左键拖动使其到一个新的位置。（5） 如果需要的话，顶点可以添加或删除通关过右击鼠标并从菜单中选择相应的选项。（6） 当完成后，点击，返回到对象选择模式。这个步骤同样也可用于重新塑造一个环节。2.4 设置对象属性当在项目中添

29、加可视对象时，SWMM给他们分配了一个默认的参数设置属性。更改一个对象的具体的属性值，我们在属性编辑器重选择对象（图2-5），有几种不同的方法来改变参数的属性。如果编辑器已经可见，那么你可以简单的在主窗口的浏览器面板数据页点击对象或选择它。如果编辑器不可见，那么你可以通过以下操作使其可见：（1） 双击地图上的对象（2） 在对象上右击并从弹出菜单中选择属性。（3） 从网页浏览器面板数据中选择对象，然后点击浏览器按钮。（4）当属性编辑器有焦点时，你可以按F1键获得一个更详细属性说明。我们的子区域需要设置的两个主要属性是雨量计（rain gage）和节点（node），rain gage是为子区域提供

30、降雨数据和从子区域接收径流的排水系统的节点。因为所有的子区域利用相同的rain gage，gage1，我们用一个快捷的方法为所有的子区域设置这个属性。（1） 从主菜单中选择editselect all（2） 然后选择editgroup edit。使组编辑对话框出现。（图2-6）（3） 选择子区域作为对象类编辑器，rain gage作为编辑的属性，并在gage1中输入新值。（4） 点击OK使所有子区域的rain gage变成gage1，这是对出现一个确认对话框说明3个子区域已经改变，选择NO的时候，要求继续编辑。因为不同的子区域的排出口节点不同，我们必须将它们分别设置如下：（1） 双击子区域S1

31、或从数据浏览器中选择，并点击浏览器的按钮弹出属性编辑器。（2） 在Outlet字段中的输入J1，并按enter，注意子区域和节点之间的虚线是如何绘制的。（3） 点击子区域2并且enterJ2作为排出口（4） 点击子区域3并且enterJ3作为排出口我们也希望子区域3代表最不发达区域。在属性编辑器中选择S3，并设置不渗透性百分比（ % Imperviousness）为25。交叉点（junction）和排水系统的排水口需要设置底板高程（invert elevation），在子区域中选择每一个交叉口，在属性编辑器中选择它的invert elevation如下表所示 我们示例系统中的导水管有非默认的属

32、性值。这是导水管C4，出水管，直径应该是1.5而不是1英尺。改变它的直径：（1） 在属性编辑器中选择conduitC4（2） 选择shape field并点击省略号（3） 在cross-section 编辑对话框中设置最大的深度值为1.5，然后点击OK按钮。为了给项目中提供一个降雨的输入源，我们需要设置rain gage的属性，在属性编辑器重选择gage1并设置如下属性：正如前面提到的，我们想要模拟我们研究区域对3英寸，6小时的暴雨的响应。时间序列TS1包括每小时降雨强度。因此我们需要建立一个时间序列对象并填充数据，按如下的步骤来操作：（1） 从数据浏览器选择对象时间序列类别。（2） 点击按钮

33、弹出时间序列编辑对话框（见图2-8）（3） 在时间序列的name 字段输入TS1（4） 在图2-8显示的输入time和value这两列（5） 你可以点击view看时间序列值，点击OK接受新的时间序列。Figure 2-8 时间序列编辑对话框在完成项目的初始设置之后，最好给它设置一个标题并保存在文件夹中（1） 从数据浏览器中选择title/notes的种类。点击按钮（2） 在醒目title/notes对话框中（图2-9），输入“tutorial example”作为我们项目的题目并点击OK关闭对话框（3） 从file菜单中选择save as。（4） 在save as对话框中选择一个文件夹和文件名

34、保存此项目。（5） 点击save保存该项目文件。2.5 运行模拟1 设置模拟选项之前我们的示例排水系统需要设置一些选项决定如何进行分析。（1） 从数据浏览器中选择options分类并点击按钮。（2） 在模拟选项对话框general页（图2-10）选择Kinematic Wave作为流量路径方法。流量单元应该设置CFS和Green-Ampt渗透方法。pond（洼地）选项应该不选择。（3） 在对话框的日期页，设置分析完成时间为12:00:00（4） 在时间步长页，设置Routing time步长为00:01:00（5） 点击OK关闭模拟选项对话框。2 运行模拟我们现在准备运行模拟。选择projec

35、trun simulation（或者点击）如果模拟有问题，会出现一个状态报告说明发生什么错误。如果能够成功运行，有许多方式查看模拟结果。3 查看状态报告状态报告包括一个模拟运行结果有用的摘要信息。查看这个报告，可以通过reportstatus，刚刚分析的系统报告如图2-11所示。完整的报告说明以下几点：（1） 模拟的质量很好，可以忽略不计Runoff和routing的平衡的连续性误差（分别为-0.23%和0.03%，如果所有的数据均正确输入）（2） 对于研究区域雨水下降3英尺，通过地面渗透1.75，其余的基本全变成径流。（3） 节点深度汇总表表明在系统的节点J2有内部水（4） 导管流量汇总表显

36、示了导管conduitC2（只是节点J2的下游，）被记录较多，因此似乎稍微小型的4 在图上查看结果模拟结果（以及一些设计参数，比如subcatchment area, node invert elevation, link maximum depth）可以以不同的颜色在研究区地图上表示出来。查看一个特定变量的方式：（1） 选择浏览器的地图页面。（2） 从下拉组合框选择变量查看子区域、节点和连接线，标记子区域、及节点和连接线。（图2-12）（3） 用颜色来编码一个特定的变量，在研究区域地图上用图例表示。切换图例的显示选择viewlegends。（4） 按住左键可将图例拖到其他位置。（5） 将不同

37、的断点值设置为不同的颜色，选择viewlegendsmodify，然后相关的对象类（如果图例可见，直接右击）要查看地图上变量的不同的数值，选择toolmap display options然后选择地图选项对话框中的注释页，可以分别对subcatchment、node、links、labels、annotations、symbols、flow arrow、background进行设置。（6） 在地图浏览器上的日期、时间、已用的时间可通过时间的模拟结果移动，图2-12描绘的结果是1小时15分钟的模拟。（7） 通过动画显示，选择viewtoolbarsanimator和使用动画工具栏上的控制来控制动

38、画。比如，按下按钮，将运行在时间内的动画。7 查看时间序列生成一个模拟结果的时间序列图：（1） 选择reportgraphtime series或者点击在基础工具栏上点击从下拉框菜单中选择time series。（2） 时间序列图对话框会出现，用于选择绘图对象和变量在我们的例子中，时间序列对话框可用于表示管道C1和C2（1） 选择link作为对象类别。（2） 选择flow作为变量绘制（3） 点击conduitC1（可以在地图上或数据浏览器上），然后点击添加链接列表，从C2也做同样的操作。（4） 点击OK创建图得到如果2-15的结果。创建一个图之后你可以：（1） 自定义它的外观。选择report

39、options或者右击图（2） 复制到剪贴板并粘贴到另一个应用程序中，选择editcopy to或者点击（3） 打印。查看剖面图SWMM可以形成剖面图，剖面图显示了水面深度在在通过连接节点和link时是如何变化的。我们创建一个这样的导管连接junctionJ1到排水口out1。（1） 选择reportgraphprofile或者点击，选择下拉菜单中的profile。（2） 进入剖面图对话框Start node输入J1或从地图上的数据浏览器中选择并点击按钮（3） 对节点out1做同样的操作。（4） 点击find path按钮。一个有序的列表链接在指定的开始点和结束点之间形成连接路径。如果需要的话

40、你可以编辑此框中的条目。（5） 点击OK关闭对话框，显示水面剖面图。当你用地图浏览器或动画控制移动时，水深剖面图就会变化，观察J2在2到3小时的暴雨事件之间如何被淹没。剖面图的外观可以自定义也可以同时间序列图一样用相同的方法复制或打印。8 运行完整的动力波分析在分析中仅仅运行我们选择的Kinematic wave（运动波）方法模拟排水系统中的水流路径。这是一个有效但是简单的方法，但不能处理回水影响、有压流、流向变化和非树状管网等现象。SWMM还包括一个动力波模拟方法可以代表这些条件。然而这个过程需要更多的计算时间，由于需要更小的时间步长来维持数值的稳定性。上面提到的大部分影响都不适合我们的例子

41、。但是我们有个管道C2，充分流出导致上游交界形成洪水。这个可能是这个导管受压，因此比用运动波路径计算传输了更多的水流。我们现在想要看看如果我们用动力波路径代替会发生什么。运行分析动力波路径（1） 从数据浏览器中选择options分类，并点击按钮（2） 在模拟选项对话框的general页选择动力波作为流量路径方法。（3） 在动力波对话框中，设置如下图所示（4） 点击OK关闭对话框，选择projectrun simulation。2.6 水质模拟SWMM可以分析水质成分的增长、冲刷、运输和处理。需要的步骤有：（1） 确定要分析的污染物。（2） 定义形成这些污染物的土地利用类型。（3） 设置增长参数

42、和决定土地利用径流质量的冲刷功能的参数。（4） 为每一个子区域分配一个混合土地利用。（5） 定义每一个包含处理设备的排水系统中污染去除功能的节点。我们将定义两种径流污染物：总悬浮固体（TSS），单位为mg/L，和总铅单位为ug/L。另外我们将指定径流中铅的浓度是TSS浓度中固定的比例（0.25）。要为项目中添加这些污染物：（1） 在数据浏览器的质量类别中选择pollutants子类别下方。（2） 点击按钮为项目添加新的污染物。（3） 在污染物编辑器对话框中，添加TSS在污染物名称一栏，其他的值都为默认值。（4） 点击OK关闭编辑器。（5） 点击按钮添加下一种污染物。（6） 在污染物编辑器中，输

43、入铅为污染物名字，选择ug/L为浓度单位，添加TSS为联合污染物，并输入0.25为co-fraction。（7） 点击OK关闭对话框。在SWMM中，径流污染物由子区域中特定的土地利用形成的。在我们的例子中，我们将定义两种类型的土地利用：居民区和欠发达区。在项目中添加土地利用：（1） 在数据浏览器质量子菜单中，选择土地利用并点击按钮（2） 在土地利用编辑对话框，输入居民区，点击OK按钮。（3） 重复以上步骤 我们需要定义每一种土地利用类型的TSS的形成和冲刷功能。铅就没有必要了，因为它是定义为TSS浓度的固定比例。通常情况下，定义这些功能需要站点的校准。在这个例子中，我们假定居民区的悬浮固体颗粒

44、以每天每英亩1英镑的速率产生，一直到每英亩50英镑为上限。对于欠发达地区，我们假定只有居民区的一半。对于冲刷功能，我们假定不变的平均值，居民区为100mg/L,欠发达地区为mg/L。当径流发生时，这些浓度一直维持到生成的全部被消耗完为止。为居民区土地利用定义功能：（1） 选择居民区土地利用类型点击按钮。（2） 在土地利用编辑对话框中，移动到buildup页，（图2-21）Function中包括：POW、EXP、SAT、EXT（3） 选择TSS作为污染物和POW作为功能类型。（POW=power（幂函数方程），EXP=exponential（指数函数方程），SAT=saturation（饱和函数

45、方程），EXT=external time series（线性函数方程）（4） 定义功能maximum buildup（maximum possible buildup per unit of normalizer variable）功能为50，rate constant（rate constant of buildup function per normalizer per day for power buildup or days for exponential buildup）为1.0，power/sat.constant（time exponent for power buildup

46、or half saturation constant（days）for saturation buildup）为1.0.，选择area作为normalizer（subcatchment variable to which buildup is normalized area（acres or hectares）or curb length（any unit）。（5） 移动到冲刷页，选择TSS作为污染物，EMC作为功能类型，输入100作为系数，其他的都为0。EXP=exponential（指数方程），RC=rating curve（流量特性冲刷曲线），EMC=event mean concen

47、tration（次降雨平均浓度）（6） 点击OK。现在做同样的操作为欠发达地区的土地利用类型，除去maximum buildup为25，buildup rate constant为0.5，buildup power为1，washoff EMC为50。在我们水质模拟例子中最后一步为为每一个子区域设定一个混合土地利用。（1） 双击S1。（2） 选择土地利用属性并点击省略号。（3） 在土地利用设置对话框中输入75为%resudential和25为%undeveloped（见图2-22.）点击OK关闭对话框。（4） 在子区域2中重复以上操作。（5） 在子区域3中重复以上操作，但设定居民区土地利用为25

48、，欠发达为75/。在模拟研究区域径流TSS和lead质量时，最初TSS增长应该被定义为在单个降雨事件期间它可能被冲刷。我们也可以指定由于前期干旱天数的模拟或直接定义每个子区域最初的增长量。我们用前面的方法：（1） 从数据浏览器中选择options，选择子菜单中的dates并点击按钮。（2） 在模拟选项对话框前期干旱天数中输入5。（3） 其他模拟选项相同，因为他们是为动态波流动路径。（4） 点击OK关闭对话框。现在运行模拟，projectrun simulation或者点击。当运行完成后，看状态报告。记录两个新的已添加到径流水质连续性和水质路径连续性的sections。从径流水质连续性表我们可以

49、看到研究区域的TSS的最初积累量为47.5英镑，在干旱期间增加了1.9英镑。在降雨事件中，几乎有48英镑被冲刷，铅的冲刷质量是一个指定的TSS的固定比例（25%乘以0.001由mg转化为ug）。如果绘制子区域S1和S3的径流浓度在相同的时间的图，如图2-23，你会发现两个区域不同混合土地利用的浓度不同。你也能发现污染物冲刷持续时间比整个径流水文曲线持续的时间短（即1小时到6小时左右）。这个结果用尽了这个时间可利用的TSS.2.7 运行连续模拟在本教程的最后我们将演示如何使用历史降雨记录运行长期连续模拟和如何执行统计频率分析结果。降雨记录来自一个sta.dat的文件夹，这个文件夹在示例数据集中有

50、。它包括从1998年1月开始的几年的每小时降雨。运行连续模拟降雨记录：（1） 选择gage1（2） 改变data source的选项为file（3） 选择file名字数据字段点击省略号调出标准的windows文件选择对话框。（4） 选择sta.dat（5） 在属性数据编辑器station字段中输入。（6） 选择options分类，点击弹出模拟选项形式。（7） 在general页中选择kinematic wave作为路径方法（这个将会加快计算）。（8） 在date页设置Start analysis和Start reportingdates为01/01/1998，设置最后的分析时间为01/01/2

51、000（9） 在时间步长页设置routing time step为00:05:00（10） 点击OK关闭模拟对话框，点击projectrun simulation运行。在我们连续模拟完成时，我们可以对任何变量执行统计频率分析进行输出。例如，确定两年内每一次降雨事件的降雨量的分布：（1） 选择reportstatistics或者点击按钮。（2） 在统计选择对话框中，输入的值见图2-24。（3） 点击OK按钮关闭对话框。统计报告表格的结果包括三个分页式（见图2-25）：一个总页，一个包含每个事件的排列有序的页和包含包含时间发生频率的直方图。这个总页显示了一个有213个降雨事件。事件页显示了最大的降

52、雨事件有3.35英寸和发生在24小时之内。目前还没有匹配在我们先前的单事件分析中3英尺、6小时暴雨事件，这表明产生了一些内部洪水。事实上，连续模拟 状态报告表明在模拟期间没有洪水或过多的水发生。我们已经触及了SWMM功能的表面，还有一切其他的功能：（1） 利用排水元素的附加类型，比如贮存单元、流量分配器、泵和稳压器来模拟更复杂的系统类型。（2） 利用控制规则模拟实时pump和regulators的行为。（3） 在排水系统节点采用不同的外部强加流入类型，比如直接时间序列之间流入、干旱天气流入和降雨浸润流入。（4） 模拟子区域和排水系统节点的含水层之间的地下水河流。（5） 模拟子区域内降雪的积累和

53、融化。（6） 添加校准数据，用来对比模拟结果和测量结果。（7） 利用背景街道、现场平面图或者地形图协助输出系统排水要素和相关的真实位置的模拟结果。在这个手册上你还能找到更多的信息和其他功能。第三章SWMM的概念模型这一章讨论了如何设置模型对象和参数从而构成暴雨排水系统。关于这些信息如何输入到项目中在后面的章节中会讲到。关于SWMM用来模拟水文、水力、水质输送的概念模型的综述。3.1 介绍SWMM将排水系统概念化为几个主要的环境分区之间的一系列水和物料的流动。这些分区和SWMM包含的对象有：（1） 大气模块 降雨、污染物堆积到土地分区表面。SWMM用rain gage对象代表将与输入到系统中。（

54、2） 地表水模块 代表一个或多个subcatch对象，它接受来自大气区划的雨或雪的沉淀物，它的一部分渗透到地下水区划中，一部分作为地表径流和污染物负荷到运输区划中。（3） 地下水模块 接受从地表水模块渗透的和从输送模块转移流入的一部分，这个模块用aquifer对象。（4） 传输模块 包括运输元素的网络（channels、pipes、pumps和regulators）和将水运输到排水口或处理设备的贮存/处理单元。这个模块流量来自地表径流、地下水合流、干燥天气清洁流或者来自用户自定义的水位曲线。传输输模块的成分用node和link对象来建模。不是所有发热模块需要再SWMM中建立，比如，可以仅仅利用

55、确定的水位线作为输入建立传输模块。3.2 可见对象图3-1展示了SWMM的可见对象集安排来表示一个暴雨排水系统，这些对象在SWMM工作区以地图的形式展现。下面描述每个对象。3.2.1 rain gagesRain gage为研究区域中一个或多个subcatchment提供降雨数据。降雨数据也可以由用户自定义的时间序列或来自外部文件。支持不同降雨文件格式和基础用户定义的格式。输入rain gages的属性的原则包括：（1） 降雨数据类型rainfall format（intensity，volume或者cumulative volume）（2） 记录数据间隔recording time interval（hourly，15minutes等）（3） 降雨数据来源source of rainfall data（input time series 或external file）（4） 降雨数据来源名字name of rainfall data source地表水模块3.2.2 subcatchmentSubcatchment是土地的水文单元，其地形