土木在线论坛 \ 给排水工程 \ 市政给排水 \ SWMM水文原理、算法改进及对排水模型的几点想法

SWMM水文原理、算法改进及对排水模型的几点想法

发布于:2023-03-02 10:48:02 来自:给排水工程/市政给排水 [复制转发]

一、对排水模型的几点想法

1、模型不神秘,生活中处处都是模型

图片


2、数学模型和物理模型的关系 

  • 数学研究抽象世界,物理研究现实世界。数学模型是抽象和现实的交汇

  • 数学模型和物理模型都是研究原型的方法,但也只是原型的近似(All models are wrong, but some are useful)

  • 物理模型为数学模型提供参数,数学模型为物理模型指明方向


3、数学模型和数值模型的区别 

  • 数值(numerical)模型是数学(mathematical)模型的一种 

  • 数值模型是没有解析解而采用数值分析方法求解的数学模型

  • 推理公式法是数学模型,但不是数值模型

  • 行业内说的排水数学模型,指的都是数值模型


4、为什么需要数学模型? 

  • 便于经验和知识的传承

  • 局部有效的经验在复杂系统中可能会失效

  • 把人从简单劳动中解放出来,提高生产效率 

  • 建模成本远低于物理模型。(排水管网物理模型很难搭建)


5、当前排水模型应用中存在的问题 

  • 高等院校没有向企业提供足够数量的、合格的模型工程师(熟悉水文学、水力学、高等数学、计算机编程等) 

  • 企业(含模型软件公司)培养的模型工程师很少能长期坚持在一线,而是变成指挥官 

  • 排水模型应用多数停留在表层(简单的正向建模),缺乏具有实用价值的逆向算法

  • 缺乏一个可以真正进行二次开发(不是简单集成)的排水模型软件


6、中国排水模型如何发展 

  • 高等院校要加大排水管网相关内容的深度和广度

  • 要和物联网、人工智能、大数据等学科结合

  • 要建立“良币驱逐劣币”的机制

  • 要向物理模型(实验)借鉴实验设计方法 

  • 要向给水模型借鉴算法实现思路

  • 运维模型需要但不能过度依赖监测数据,尤其是精确的监测数据

  • 要开发国产排水软件和算法

  • 从业人员要有终身学习的能力


二、SWMM水文原理和算法改进

SWMM水文对象包括:雨量计(Rain Gage)、子汇水面积(Subcatchment)、含水层(Aquifer)、雪包(Snow Pack)、单位过程线(Unit Hydrograph)、低影响开发(LID Control)。

图片


基本原理:降雨 – 蒸发 – 下渗 - 径流 = 洼地蓄水变化。所有这些量都是时变量。

图片
图片


1、降雨和蒸发

最常见的降雨和蒸发数据是时间序列数据。但是,取值方式被写死!

图片


重写时间序列算法: 

1)允许用户自行选择取值方式; 

2)允许运行过程中添加时间序列数据(对在线模型而言是必须功能)。

图片


2、下渗 

当前时间步长的下渗量计算需要:

1)当前时间步长的降雨过程;

2)上一时间步长的洼地蓄水深度;

3)上一时间步长的上游集水区或排放口的出水

图片


Horton下渗:修正1处错误,增加1种求解方法。

Green-Ampt下渗:修正1处错误。

CN下渗:修正2处错误。

图片


3、子集水区 

子集水区S2的进水除了降雨外,还包括S1的出水以及排放口O1的出水。 


这意味着SWMM可以模拟所有的LID设施。 

图片


SWMM中地表曼宁粗糙系数可以取0,得到的是理论上最大的径流强度。

图片


4、多线程加速 

由于EPASWMM在水文部分代码使用了较多的全局作用域和文件作用域变量,因此不支持多线程加速。


重新调整程序架构后,实现水文过程的多线程演算。

图片

内容源于给水排水,旨在分享,如有侵权,请联系删除


相关资料推荐:

基于SWMM模型下的海绵城市开发应用

https://ziliao.co188.com/p62732279.html


知识点:SWMM水文原理、算法改进及对排水模型的几点想法


  • hyunwong
    hyunwong 沙发

    不错啊

    2023-03-06 23:44:06

    回复 举报
    赞同0
这个家伙什么也没有留下。。。

市政给排水

返回版块

23.61 万条内容 · 820 人订阅

猜你喜欢

阅读下一篇

我国城市黑臭水体治理面临的挑战与机遇

导读

回帖成功

经验值 +10