海綿城市-鴻業(yè)軟件性能和計(jì)算依據(jù)

鴻業(yè)暴雨排水和低影響開發(fā)模擬系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)1、 軟件以AutoCAD為基礎(chǔ)平臺，支持AutoCAD2008~2014平臺，并能夠支持WinX?操作系統(tǒng)、Win7及Win832bit和64bit操作系統(tǒng)。軟件是網(wǎng)絡(luò)版，并且支持軟授權(quán)，可以將網(wǎng)絡(luò)授權(quán)用軟授權(quán)方式遷出到單機(jī)使用。2、 軟件可處理大于100M數(shù)字高程模型，可處理10萬節(jié)點(diǎn)以內(nèi)的排水管網(wǎng)系統(tǒng)。3、 基于國內(nèi)最通用的AutoCAD平臺，與GIS可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無縫互通。4、 設(shè)計(jì)、模擬、分析、出圖一體化。5、 多方式建立三維數(shù)字高程模型，可以通過GoogleEarth生成三維數(shù)字高程模型；通過航測文件生成三維數(shù)字高程模型；通過等高線、離散點(diǎn)識別為三維數(shù)字高程模型；通過檢查井地面標(biāo)高識別為三維數(shù)字高程模型；通過道路中心線、道路橫斷面和控制點(diǎn)標(biāo)高生成道路數(shù)字高程模型；通過識別測量建筑范圍線為三維建筑建立高程模型。6、 建立管理暴雨模型庫、污染物類型庫以及污染物增長和沖刷模型7、 可以計(jì)算自由出流、淹沒出流（固定水位、潮水曲線等），可計(jì)算地下管道、地上街道、地表湖泊、地表明渠或河道以及提升泵、孔口、堰等組成的混合系統(tǒng)8、 可以進(jìn)行年徑流控制率降雨標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)重現(xiàn)期降雨標(biāo)準(zhǔn)、內(nèi)澇重現(xiàn)期降雨標(biāo)準(zhǔn)等多標(biāo)準(zhǔn)下的雨水水量和水質(zhì)模擬。9、 可繪制徑流曲線、水質(zhì)曲線、水深曲線等各種曲線繪制，可視化動態(tài)水力剖面模擬、平面及三維淹沒分析等。10、 通過定義管道沉積物深度、排出口淹沒出流的管道水深、地面坡度、徑流系數(shù)等實(shí)現(xiàn)水量、水質(zhì)模擬計(jì)算率定，使水量和水質(zhì)預(yù)測、調(diào)配，更好控制面源污染等成為可能。二、計(jì)算依據(jù)1、降雨-徑流降落在城市地表的降雨轉(zhuǎn)化成：截留、地面填洼、滲透、直接地面徑流，得到進(jìn)入雨水口的地面徑流。徑流進(jìn)入雨水管道同基流會合，流過地下管網(wǎng)系統(tǒng)、輔助設(shè)施、溢流口等等，最終進(jìn)入受納水體。A、初期損失(InitialLosses)降雨初期階段的截留、初期濕潤和填洼等不參與形成徑流的降雨部分稱為初期損失。對于城市高強(qiáng)度降雨，初期損失對產(chǎn)流的影響較小，但對于較小的降雨或者不透水表面比例低的集水區(qū)，其影響較大。B、徑流體積模型(RunoffVolumeModel) 產(chǎn)流計(jì)算城市集水區(qū)的產(chǎn)流過程就是暴雨的扣損過程，當(dāng)降雨量大于截留和填洼量，且雨強(qiáng)超過下滲速度時，地面開始積水并形成地表徑流，這一過程通過產(chǎn)流模型進(jìn)行描述。軟件通過SWMM徑流模型確定有多少降雨經(jīng)集水區(qū)進(jìn)入排水系統(tǒng)。C、 SWMM徑流模型美國開發(fā)的非線性水庫模型，與Horton或者Green—Ampt透水表面體積模型連用。采用非線性水庫和運(yùn)動波方程計(jì)算坡面流，也稱為非線性水庫方法。需定義子集水區(qū)寬度和地面曼寧粗糙系數(shù)。分別對子集水區(qū)的各個表面進(jìn)行匯流計(jì)算。2、管流模塊HYSWMM-LID的水力計(jì)算引擎采用完全求解的圣?維南方程模擬管道明渠流，各水力設(shè)施真實(shí)反映水泵、孔口、堰流、閘門、調(diào)蓄池等排水構(gòu)筑物的水力狀況。對于封閉管道或明渠，模型提供了多種預(yù)先定義的橫截面形狀供選擇。圓管定義一維尺寸(直徑)，矩形蓋板涵形狀則定義高度和寬度；對于明渠而言，采用非標(biāo)準(zhǔn)橫截面形狀的管渠可以通過自定義高度/寬度關(guān)系來進(jìn)行模擬。明渠可以分配三個不同的粗糙系數(shù)，用以區(qū)分渠底、左岸、右岸。可以選用Colebrook-White或Manning公式來計(jì)算水力粗糙性。A、圓管壓力流水力計(jì)算原理：海曾-威廉公式：hf=(10.67Q1.852L)/(C1.852D4.87)hf---管道水頭損失D---管道直徑Q---管道流量L---管長C---海曾威廉粗糙系數(shù)柯爾勃洛克-懷特公式：hf---管道水頭損失入---阻力系數(shù)l---管道長度g---重力加速度D---管道直徑v---管內(nèi)流速Re---雷諾數(shù)e---柯爾勃洛克粗糙度系數(shù)B、明渠和非滿流水力計(jì)算原理模型計(jì)算明渠流的基本公式為圣維南方程組:建續(xù)方程昏*。泊劫方程它們是一對質(zhì)量守恒和動量守恒等式。圣維南方程求解法也可用于管渠超負(fù)荷出現(xiàn)壓力流的狀況，這時需在管頂引入一個恰當(dāng)?shù)母拍罨恼p，稱為Preissmann縫。通過這種方式可以實(shí)現(xiàn)管渠中自由表面流到超負(fù)荷狀態(tài)的平滑過渡。式中t為時間；s為距水道某固定斷面沿流程的距離；h、v、Z0分別為相應(yīng)于s處過水?dāng)嗝娴乃?、斷面平均流速和水底高?Hf為由于摩阻損失而引起的能量比降；g為重力加速度；t和s為自變量；h和v為因變量；Z0、遷可由，、h和v確定。⑴式為連續(xù)方程，反映了水道中的水量平衡，即蓄量的變化率（第一項(xiàng)）應(yīng)等于沿程流量的變化率（第二項(xiàng)）。（2）式為運(yùn)動方程。其中第一項(xiàng)反映某固定點(diǎn)的局地加速度，第二項(xiàng)反映由于流速的空間分布不均勻所引起的對流加速度。以上兩項(xiàng)稱為慣性項(xiàng)。第三項(xiàng)反映由于底坡引起的重力作用，稱為重力項(xiàng)。第四項(xiàng)反映了水深的影響，稱為壓力項(xiàng)。第三、四項(xiàng)可合并為一項(xiàng)，即水面比降。第五項(xiàng)為水流內(nèi)部及邊界的摩阻損失。該式表達(dá)了重力與壓力的聯(lián)合作用使水流克服慣性力和摩阻引起的能量損失而獲得加速度。C、芝加哥雨型雨峰發(fā)生前（上升段）：_A1[（1-n）tjr+b]a （tr+b）n+i雨峰發(fā)生后（下降段）：_A1[（1-n）t.（1-r）+b]qb-1（t（1-r）+b）n+1a式中：qa，qb 分別為某時刻下降段和上升段暴雨強(qiáng)度（mm/hr）；q 設(shè)計(jì)降雨歷時t內(nèi)的平均設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度（mm/hr），降雨歷時t由本規(guī)范式（3.3.2）確定；r 雨峰位置參數(shù)，可取0.3~0.4；ta，tb 分別為雨峰向下降段和上升段的時間（min）；A1,n,b——均為暴雨強(qiáng)度公式中的參數(shù)。3、水質(zhì)模擬計(jì)算水質(zhì)模擬的計(jì)算引擎采用國際上比較統(tǒng)用的EPASWMM內(nèi)核。A、水質(zhì)模擬的污染物類型，以及污染物在雨水中的濃度、地下水中的濃度,與之相互影響的其它污染物、影響系數(shù)等可以自己建立類型庫文件。

□醐名禰TM描述曰弗□醐名禰TM描述曰弗MG/L0.5地下水爬0.1rdh濃度0,00.00.0位爪雪水NG帝物協(xié)局1協(xié)同分?jǐn)?shù)0.0污染物協(xié)同影響當(dāng)前污湖1的其他污染物徑流濃度名稱導(dǎo)入入庫保存退出B、污染物的降雨匯流過程中污染物受雨水沖刷進(jìn)入水體的過程、兩場降雨之間污染物的積存增長過程、街道清掃等管理措施對污染物積存的影響等與面源污染相關(guān)的因素通過相關(guān)的函數(shù)進(jìn)行描述。兩場降雨之間污染物的積存增長過程支持三種函數(shù)模型和輸入實(shí)測的時間序列數(shù)值。不同地塊某種污染物的增長滿足的函數(shù)形式和相關(guān)系數(shù)取值需要經(jīng)過實(shí)際數(shù)據(jù)匯總總結(jié)得到。三種污染物積存增長模型如下:幕增長函數(shù)…污染物增長(B)正比于時間(t)的C3次方，直到達(dá)到最大值。B=Min(C1,C2,tC3).C1---最多增長可能數(shù)值(單位面積或者邊沿長度的質(zhì)量)C2---增長速率常數(shù)C3…時間指數(shù)。指數(shù)增長一指數(shù)遵循增長曲線，漸進(jìn)達(dá)到最大值。B=C1(1-e-C2.t)C1---最多增長可能數(shù)值（單位面積或者邊沿長度的質(zhì)量）C2…增長速率常數(shù)飽和函數(shù)一增長以線性速率開始，隨時間持續(xù)下降，直到達(dá)到飽和值。B=C1.t/（C2+t）C1---最多增長可能數(shù)值（單位面積或者邊沿長度的質(zhì)量）C2…增長速率常數(shù)降雨徑流過程污染物的沖刷過程支持三種函數(shù)模型。不同地塊某種污染物的沖刷函數(shù)形式和相關(guān)系數(shù)取值需要經(jīng)過實(shí)際數(shù)據(jù)匯總總結(jié)得到。三種污染沖刷模型如下：指數(shù)函數(shù)EXP---沖刷負(fù)荷（W）正比于徑流的C2次冪，與增長剩余量的乘積。W=C1QC2B.C1…沖刷系數(shù)C2---沖刷指數(shù)Q---單位面積的徑流速率（mm/小時）。B…污染物增長，質(zhì)量單位。性能曲線RC---指數(shù)遵循增長曲線，漸進(jìn)達(dá)到最大值。B=C1（1-e-C2.）C1---最多增長可能數(shù)值（單位面積或者邊沿長度的質(zhì)量）C2…增長速率常數(shù)事件平均濃度公。--增長以線性速率開始，隨時間持續(xù)下降，直到達(dá)到飽和值。B=C1.t/（C2+t）C1---最多增長可能數(shù)值（單位面積或者邊沿長度的質(zhì)量）C2…增長速率常數(shù)

污獎物萱數(shù)常用增長沖刷污染物蚤數(shù)常用增長沖刷虧染物：TN片染物釜數(shù)污染物蚤數(shù)常用增長沖刷虧染物：TN片染物釜數(shù)日常規(guī)函數(shù)E沖 J頃g0.?速率常數(shù)1.2氟飽和常數(shù)0.31E?儡AREA初始增長0.0函數(shù)筆長函數(shù)：POW=異地長r￡乂咋指數(shù)增長rSAT=飽和筆?！浮陙V?=外部時間序污染物：TN ▼日堂規(guī)函教EXP| f做.0.7S指數(shù)0.45清