随着计算机的广泛应用和各类模型软件的发展，将排水系统模型作为城市洪灾评价与防治的技术手段已经成为防洪防灾的重要技术途径。本教程聚焦于综合利用GIS及CAD等工具高效地进行大规模城市排水系统水力模型的建立，利用SWMM实现排水系统水力模拟。讲解SWMM深度应用方法，包括在水质模拟、线控制功能、水质处理功能等。在讲解过程中会以案例的形式演示与其他软件（如AutoCAD、ArcGIS、MS Office）进行数据交换与协作的方法，以便学员在今后的工作中更加高效的进行多种软件之间的协同工作，以提高建模效率并拓展排水模型的使用广度。

慧天排水数字化分析平台针对城市排水系统基础设施数据管理的需求，以及水文、水力及水质模拟对数据的需求，实现了以数据库方式对相应数据的存储。可以对分流制排水系统及合流制排水系统进行地表水文、管网水力、水质过程的模拟计算。可以对城市低影响开发措施的水文、水力、水质过程进行模拟计算。可以实现城市内涝一维二维耦合模拟计算，给出地面内涝水体的淹没深度、流动方向、流动速度点模拟结果。完全兼容SWMM模型格式，可以在本平台模型与SWMM模型之间实现转换。本平台模型数据及模拟结果以主流GIS数据库格式保存，可以利用ArcGIS、MS office等常用软件进行查看、编辑、制图，使用户可以更加灵活的对模型数据及结果数据进行扩展应用。

在对SWMM进行详细讲解的基础之上，介绍慧天[HTWATER]软件进行城市内涝水文水动力耦合模拟及海绵城市关键控制指标计算方法。通过城市内涝模拟方法的应用获得指定降雨强度下城市内涝的水文水力计算结果，直观展示淹没深度、淹没进程、敏感地带水深变化等关键信息，为城市内涝防治规划提供有力的数据支撑。同时，慧天[HTWATER]软件还具有海绵城市关键控制指标的一键分析功能，可以在水力水质模拟结束后一键获得整体、单个汇水子面积的年径流总量控制率及污染物削减率的结果，极大提高海绵城市关键控制指标的计算效率。

通过学习掌握GIS、CAD数据为基础进行SWMM城市排水系统水力建模方法，能够完成复杂城市排水系统模型的建立。同时掌握水力模拟在排水防涝、海绵城市设计等工程实践领域的应用方法。了解城市内涝一维二维耦合水力计算原理，利用软件工具实现城市内涝模拟。

【专家】：金老师（副教授），长期从事给排水管网水力建模及优化分析领域的研究工作，精通主流给排水管网模型的应用及二次开发技术，丰富的模拟应用经验，具有资深的技术底蕴和专业背景。

第一部分 CAD、GIS在水力建模过程中的应用

1.利用CAD、GIS软件及数据实现管段、节点数据的批量处理：管段属性数据的处理、节点的自动生成、节点属性的自动读取

2.利用GIS软件实现节点、管段拓扑连接关系的建立：管段与节点之间网络关系的自动建立

3.利用GIS软件实现汇水子区域的自动划分：利用节点的分布特征进行汇水子面积的自动划分

4.利用GIS软件实现汇水子区域参数的计算与赋值：通过GIS空间分析功能的使用，实现汇水子面积不透水面积比例、平均坡度等属性值的自动计算机赋值

5.利用GIS软件实现SWMM的快速建模：通过对SWMM模型文件格式的分析，实现SWMM模型文件的快速编辑，从而快速的实现大规模管网模型的建立

第二部分 SWMM深度应用

1.SWMM动态控制功能：在模拟进行过程中，通过条件判断，对水泵、管道、孔口、堰以及放空管进行控制

2.SWMM水质模拟功能：介绍SWMM中水质模拟功能、掌握SWMM水质模拟方法

第三部分 SWMM在海绵城市规划设计中的应用

1.SWMM对LID措施的模拟方法：讲解SWMM中对于生物滞留网格、渗渠、植草沟等典型海绵措施的实现方法

2.利用SWMM对现状地表进行海绵指标评估：在没有海绵设施的情况下，如何利用SWMM评估现状地表的水文特性

3.利用快速建模方法实现小海绵结构的SWMM建模：实现径流总量控制率及面源污染削减率的计算

第四部分 慧天排水平台实现城市排水一维管网模型建立

案例1 一维模型建模

利用慧天排水数据导入功能可以通过指定源图层、源字段的方法将GIS数据导入慧天平台实现模型建立。并且慧天排水完全兼容SWMM模型,可以实现慧天排水模型与SWMM模型之间的格式转换。

利用一维模拟结果，结合GIS丰富的渲染及制图能力，制作排水系统性能评价专题图。典型专题图包括：节点溢流色阶图、管段流速色阶图、管段应对重现期色阶图。直观展示排水系统问题所在以及规划方案实施效果。

慧天排水数字化分析平台可以实现一维模拟计算，并提供丰富的结果查看功能。

第五部分 慧天排水平台实现城市内涝一维二维耦合模拟

城市内涝模拟与分析包括对于地下管网排水性能的分析以及地面内涝积水情况的分析两个主要方面，针对上述需求慧天排水数字化分析平台提供了丰富的模拟结果展示与分析功能。

案例2 城市内涝一维二维耦合模拟

利用慧天排水数字化分析平台实现城市内涝一维二维耦合模拟计算，给出地面内涝水体的淹没深度、流动方向、流动速度等模拟结果。通过城市内涝一维二维耦合模拟结果，对城市内涝情况进行分析

可对指定地块进行淹没深度统计分析，获得不同地块淹没深度的最大值、最小值、平均值、淹没总面积等数据的统计结果，支持自定义淹没深度面积统计

可对淹没区域的淹没深度-时间变化曲线进行绘制

可对指定淹没深度指定淹没时长的区域进行导出，方便进行内涝风险区的划分

利用耦合模拟结果及GIS软件的制图功能，生成内涝淹没图及风险区划分图

第六部分 海绵城市关键控制指标计算

利用慧天排水数字化分析平台建立面向海绵城市的水文、水动力模型，依据水量守恒原则计算地块的年径流控制率、污染物削减率

案例3 年径流总量控制率计算

一键获得模型整体及单个汇水子面积的年径流总量控制率计算结果

案例4 污染物削减率计算

一键获得模型整体及单个汇水子面积的污染物削减率计算结果

注：请提前配置所需软件

更多应用：包含SWAT模型、HSPF模型、AQUATOX、FVCOM模型、Delft3D模型、VIC模型、HYPE模型、HEC-RAS、防洪评价、HEC-HMS、SWMM、城市内涝、AHP、洪水危险性评价、山洪径流过程模拟、RUSLE水土流失、ADCIRC、入河排污口设置论证、RWEQ模型、HYDRUS模型、GMS、TOUGH系列、地下水环评、MODFLOW、Visual modflow Flex、PHREEQC、Surfer与Voxler、FEFLOW建模、GMTSAR、InSAR、ContextCapture Master、GNSS、GAMITGLOBK软件、GIS地质灾害危险性评、土壤普查、水土保持、水土流失、岩土工程渗流等...

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