浅议infoworkscs在城市排水管网建模中应用

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1、浅议InfoworksCS在城市排水管网建模中应用摘要：建立城市排水管网的优劣直接影响着城市的管理与发展，其检测与维护特别重要。本文介绍了国外的排水管网系统模拟软件，重点介绍了InfoworksCS软件，通过比较，选择了InfoworksCS作为研究的工具和手段，通过该软件对某市HZ区的排水管理进行模拟，从拓扑系统结构中发现管网存在的问题，针对问题提出解决措施。关键词：InfoworksCS；排水管网；模型；问题城市排水管网系统是很重要的城市基础设施，管网布设的优劣直接影响到一个城市的洪涝等灾害情况。尤其是对于老城区，由于管网布设的不合理、管道老化和雨污合流等问题，导

2、致城市道路积水，洪涝灾害频生。然而现实中对城市排水管网问题的筛查困难重重，问题出现的时候无法立刻判断是哪段管道出现问题，于是排水管网系统模拟软件应运而生，通过对管网系统的模拟，找出管网存在的问题，对现状管道的运行状况进行评价，并且可进行改造方案的评估，分析了改造方案的可行性以及优劣。1常见的排水管网系统模型介绍大概从20世纪60年代开始，美国、德国、澳大利亚、法国和英国首先开始至力于城市排水管网模型方面的研究，也就是说排水管网模型源于西方发迗国家。世界上比较著名的模型有以下几个：1.1STORM模型STORM模型能够摸拟城市流域的径流和污染负荷，由美国工程协会水文工程

3、中心研发，主要应用于二十世纪七十年代和八十年代初期，但由于其参数与观测水文过程线校准不容易，所以STORM模型的应用范围越来越窄。1.2公路研究所模型(TRRL)在1962年，英语的Watkins发表了公路研究所模型，它是一个城市汇水区域模型，由英国公路研究所的下属机构科学与工业研究部综合研究计划的，在英国应用较广。TRRL一般作为基于降雨事件的模板模型使用，然而该模型对峰值流量和径流总量的储估计可能会偏低。1.3辛辛那提大学模型(UCURM)UCURM由Papadakis和Prod于1973年开发。该模型利用稳定洼蓄量、洼蓄量和流水深之间的关系，结合曼宁公式以及连续

4、方程，建立方程组，共同求解获得地表汇流过程线。1.4MOUSE模型MOUSE是一个排水管网模拟软件包，由水力学研究所(DHI)开发，它拥有若干个模块，这些模块可以实现实时监控和SCADA系统的在线分析、计算雨水径流量等［2］。1.5HSPFHSPF(HydrologiealSimulationProgram-Fortran)由美国环境保护署于20世纪70年中期开发，常用于农村地区的水文和水质过程建模，执行以小时为时间步长的汇水区域水文和水质连续模拟。1.4沃林福特模型(WallingfordModel)在1978年，英国的沃林福特水力学研究机构研究开发了Walling

5、ford模拟，一进入市场，便广泛应用于暴雨设施的计划、改造、设计和运营中［3］。本研究中使用的InfoWorksCS软件是最新版本，在1998年由该研究所改进并集成，专门用于雨水管网系统模拟和污水收集系统模拟，此外还能对污水处理厂的运行情况进行模拟。Wallingford对水力情况的模拟快速、细致、精确、稳定，目前该产品已被欧洲、美洲以及一些亚洲国家和地区应用于水资源环境和市政工程中。因此，本研究采用该模型作为研究手段对城市排水系统开展模型工作。2排水管网系统建模的技术流程在现实的一些工程项目中，为了搭建排水管网模型，一般需要经过建模项目预期目标、选择建模软件、确定排

6、水管网模型的研究范围、确定排水管网的拓扑结构、汇水子区域划分、节点流量建模、排水管网基础数据的获取和输入、边界情境和初始情境的确定、模拟选项设置与模型执行、结果后处理和可视化显示以及灵敏度分析、校准和检验等步骤，如图所示。3InfoworksCS用于排水管网系统建模分析3.1InfoworksCS建模软件介绍英国的Wallingford软件有限公司开发于1978年开发了Wallingford软件，这套软件功能强大，包括了水质模拟模块（MOSQITO）、简单管道演算模型（WALLRUS）、全动态管道演算模型（SPIDA）以及降雨径流模型（WASSP）。随着技术的发展，H

7、RWallingford公司用HydroworksQM模型取代了最初采用的设计基础WALLRUS和MOSQITO。在1998年，Wallingford公司又将HydroworksQM模型集成到InfoworksCS中。InfoworksCS对排水管网的仿真模拟是快速、精确、稳定的，能够预测系统的工作状态或降雨后的影响。3.2某市HZ区排水管网系统建模实例应用在本次研究中，应用InfoworksCS对某市HZ区的排水管网进行模拟。HZ区工作面积91.50平方公里，污水管渠与合流管渠的总长约为538公里，包括11条主要道路，其中关系系统的主干管长度为11