暴雨徑流管理模型理論及其應用——以SWMM為例 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

産品特色

編輯推薦

適讀人群 ：可以作為初學者學習SWMM的入門教材，也可作為暴雨洪水科研人員、政府市政管理部門的參考材料
　　

本書深入淺齣，具有很強的科學理論價值和較強的可操作性。

內容簡介

　　

本書分為基礎理論與實踐應用兩大部分。第一部分主要介紹暴雨洪水管理模型SWMM（stormwatermanagementmodel）的原理，包括SWMM水文模型、水力模型和水質模型的特徵，地錶産流、降雨入滲、地下水、融雪、匯流計算、錶麵積水和水質模擬的原理。第二部分以清華大學小區為例，描述清華大學小區SWMM模型的構建及應用，包括基礎數據的獲取與處理、輸入文件的準備、模擬參數率定、模型運行、模擬結果校正，以及模擬結果在城市小區暴雨洪水管理、管網優化方麵的應用。

目錄

目錄
總序
序
前言
第1章 中國城市內澇概況 1
1.1 城市內澇概念 1
1.2 城市內澇原因 2
1.3 城市內澇典型案例 6
1.3.1 北京市2012年“7 21”澇災 6
1.3.2 北京市2011年“6 23”澇災 7
1.3.3 廣州市2010年“5 7”暴雨洪澇 7
1.4 城市排澇典型案例 8
1.4.1 江西省贛州市 8
1.4.2 山東省青島市 8
1.4.3 福建省福州市 8
1.4.4 江西省景德鎮市 9
1.4.5 廣西壯族自治區南寜市 9
1.5 城市內澇治理的主要措施和理念 10
1.6 暴雨徑流模擬的重要性 13
第2章 SWMM研究進展與發展趨勢 15
2.1 模型基本介紹 15
2.2 研究進展及應用 16
2.2.1 SWMM應用現狀 16
2.2.2 國內外研究進展 17
2.3 SWMM局限性 21
2.4 發展趨勢 21
2.4.1 SWMM衍生模型 21
2.4.2 SWMM應用展望 23
2.5 模型對比分析 24
第3章 SWMM模型、原理及操作 26
3.1 SWMM模型及功能 26
3.2 SWMM模型模擬能力與模擬原理 27
3.2.1 模型模擬能力 27
3.2.2 水文過程模擬原理 27
3.2.3 水力過程模擬原理 32
3.2.4 水質模擬原理 35
3.3 模型界麵與操作步驟 35
3.3.1 模型界麵 35
3.3.2 模型的操作步驟 38
第4章 SWMM計算實例61
4.1 蓄滿産流 61
4.1.1 問題闡述 61
4.1.2 係統代錶性 63
4.1.3 模型設置——未開發區域 65
4.1.4 模型計算結果——未開發區域 69
4.1.5 模型設置——開發後區域 72
4.1.6 模型計算結果——開發後區域 75
4.1.7 小結 77
4.2 滯留池設計 77
4.2.1 問題描述 77
4.2.2 係統描述 79
4.2.3 模型建立 80
4.2.4 模型結果 88
4.2.5 小結 90
4.3 低影響開發 91
4.3.1 問題描述 91
4.3.2 係統代錶 92
4.3.3 模型建立——過濾帶 93
4.3.4 模型建立——滲透溝 98
4.3.5 模型結果 100
4.3.6 小結 103
4.4 地錶水係統模擬 103
4.4.1 地錶排水係統 103
4.4.2 地錶水質模擬 116
4.4.3 水質淨化模擬 131
第5章 SWMM應用實例1：北京香山地區 143
5.1 香山地區概況 143
5.1.1 自然地理條件 143
5.1.2 水文氣象條件 144
5.1.3 河流水係條件 145
5.2 模型適用性分析 146
5.3 模型構建 146
5.3.1 排水係統概化 146
5.3.2 匯水區域概化 147
5.3.3 參數及斷麵設置 149
5.4 參數率定 156
5.5 結果分析 158
第6章 SWMM應用實例2：北京亦莊地區 159
6.1 亦莊地區概況 159
6.1.1 地理條件 159
6.1.2 水文氣象條件 162
6.1.3 地質與土壤 163
6.2 數據庫的建立 165
6.2.1 現狀工作調研 165
6.2.2 排水區域劃分 166
6.2.3 基礎數據收集 167
6.2.4 數據庫建設 167
6.3 水文分析計算 169
6.4 模型構建 171
6.4.1 子集水區域劃分 172
6.4.2 排水係統概化 172
6.4.3 參數及斷麵設置 174
6.5 參數率定 175
6.5.1 模型初步運行 176
6.5.2 模型參數率定 176
6.6 結果分析 185
第7章 SWMM應用實例3：北京東升園小區 186
7.1 研究區概況 186
7.2 研究背景與研究內容 187
7.3 水文分析計算 187
7.4 流域行洪影響分析計算 190
7.4.1 SWMM模型構建、率定 190
7.4.2 建設項目對流域行洪影響計算 193
7.5 洪水對建設項目的影響分析計算 195
7.5.1 排水能力計算 195
7.5.2 內澇積水計算 196
7.6 研究結論 198
第8章 結論和展望 199
8.1 模型特點及局限性總結 199
8.2 模型推廣及應用展望 200
參考文獻 202
索引 212

精彩書摘

　　《暴雨徑流管理模型理論及其應用：以SWMM為例》：
　　國外對於SWMM的研究幾乎與其開發曆史相當。Marsalek等（1975）對美國3個流域12場暴雨事件的研究，結果錶明TRRL、SWMM和UCURM模型在典型小流域模擬結果與實測徑流較為接近。國內1990年以後開始對SWMM進行研究。葉為民等（1990）翻譯瞭C.Baffaut和J.W.Delleur的《校正洪水管理模型的專傢係統》一文，開啓瞭國內對SWMM的研究與應用曆程。相對於國外而言，國內雖然對SWMM研究起步較晚，有對各種模型分析對比的研究，但是對參數敏感性分析、自動率定、與GIS耦閤等已形成一定的理論研究體係，為SWMM的進一步完善奠定瞭基礎。SWMM強大的功能和免費易上手的特點，使其得到瞭全世界的認可和廣泛應用，主要包括以下幾個方麵：雨洪模擬、水質模擬和低影響開發效果評估。
　　2.2.2.1 國外研究進展
　　（1）雨洪模擬方麵
　　SWMM自1971年被美國環境保護署開發齣後，很快獲得瞭廣泛關注，並被投入應用。初期隻是用於單純的雨洪過程模擬和一些驗證性、參數不確定性研究。Meinholz （1974）將SWMM應用於分析美國威斯康星州雷辛市的下水道湧水情況，並分析比較3種處理措施的效益。Liong等（1991）用SWMM模擬預測瞭新加坡一實驗區的降雨徑流過程，取得瞭良好的模擬效果。Ibrahim和Liong （1993）將SWMM用於預測新加坡武吉知馬流域的雨洪過程，得到瞭較理想的預測結果。同年，Lei等（1994）進行瞭SWMM參數不確定性研究，為建立SWMM模型的參數選擇提供瞭依據。
　　20世紀初，SWMM在對城市雨洪過程方麵的模擬結果得到瞭進一步的肯定和證明，以SWMM為基礎的城市水文分析、優化研究也得到瞭進一步的發展。另外，部分學者轉嚮將SWMM與其他模型、算法結閤研究，以期擴展模擬範圍、提高精確度：Barber等（1994）將SWMM與GIS結閤，模擬計算瞭美國密蘇裏州堪薩斯市的3個流域的雨洪過程。Loganathan等（1994）將SWMM應用於滯留池的水文效應研究，模擬效果良好。Liong （1995）采用遺傳算法為SWMM模型尋找參數，並選取瞭新加坡6場典型暴雨進行瞭建模和驗證，得到瞭預測精度更高的結果。Sherman （1998）根據SWMM模擬結果提齣瞭改善底特律區域排水係統的方案。Shamsi （1998）提齣瞭一種將ArcView軟件與SWMM結閤的方法，以提高模型精度。Balascio等（1998）用遺傳算法和多目標編程優化校準瞭SWMM模型，提高瞭雨洪預測的精確度。
　　……

前言/序言

好的，這是一份針對“暴雨徑流管理模型理論及其應用——以SWMM為例”一書的詳細圖書簡介，內容涵蓋瞭該領域的重要知識點、研究深度以及實踐價值，旨在全麵展示本書的學術貢獻和應用前景，同時確保語言風格自然、專業，避免任何技術痕跡。 --- 圖書簡介： 《河流動力學與水資源可持續利用：現代工程方法論與案例研究》 內容概述： 本書深入探討瞭現代水利工程領域的核心議題——河流動力學、水文過程的復雜性、以及在水資源管理與防洪減災中對先進計算模型的需求。全書結構嚴謹，從基礎理論的構建到前沿技術的應用，係統地梳理瞭水文水力分析的理論基石，並結閤全球氣候變化和城市化進程帶來的挑戰，提齣瞭多維度的解決方案。 本書共分為五大部分，共計二十章，旨在為水利工程師、環境科學傢、規劃學者以及高年級學生提供一本全麵且實用的參考著作。 第一部分：水文過程基礎與流域響應機製 本部分首先迴顧瞭水文循環的基本原理，並著重分析瞭降雨、蒸散發、入滲和地錶産流等關鍵過程在不同地理和氣候條件下的動態變化。我們詳細闡述瞭流域匯流理論的演進，從傳統的單位綫法到基於物理過程的分布式水文模型，強調瞭理解小尺度、快響應流域特性對準確預測暴雨洪水事件的重要性。特彆地，我們深入分析瞭城市化對地錶徑流係數和水文響應時間的影響，為後續的模擬工作奠定瞭堅實的理論基礎。內容涵蓋瞭土壤水分運動的非飽和帶控製機製，以及地下水與地錶水相互作用的耦閤模擬方法。 第二部分：水力學理論的深化與擴展 本部分聚焦於水力學在河流和城市排水係統中的應用。我們從淺水方程（如聖維南方程）的推導和數值解法入手，詳細介紹瞭處理非恒定流、明渠水流斷麵變化以及復雜邊界條件下的流態模擬技術。內容包括瞭對紊流模型（如RANS方程及其適用性）的探討，以及在城市管網中遇到的復雜水力特性，如局部水頭損失、溢流堰和閘門的精確建模。此外，本部分還引入瞭基於不規則網格（如有限元、有限體積法）的二維及三維水動力模擬方法，以應對復雜地形和洪水淹沒範圍的精確刻畫需求。 第三部分：麵嚮防洪減災的現代分析工具 本部分是全書的實踐核心之一，側重於介紹當前主流的、具有良好魯棒性的水文水力分析工具箱。我們摒棄瞭對單一工具的片麵介紹，轉而探討構建一套集成化分析係統的核心要素。這包括數據預處理（如DEM的準確性檢驗、水文站數據的插值與校正）、模型參數率定與不確定性分析的係統方法論。我們重點討論瞭如何利用曆史洪水事件和實時監測數據，構建具有高預測精度的模型。此外，本部分還詳細介紹瞭基於模型的風險評估框架，如何將水文輸齣與工程結構的安全閾值相結閤，量化潛在的經濟損失和社會影響。 第四部分：水資源管理與生態水文學的交匯 河流不僅是水流的通道，更是生態係統的載體。本部分將視野從單純的工程防洪拓展到可持續的水資源管理。我們探討瞭如何在模型框架內整閤水質模擬（如汙染物遷移與轉化過程），以評估城市化對河流健康的影響。內容包括生態流量需求的確定方法，如何通過模型反演，設計能夠同時滿足防洪和生態基流要求的調水方案。我們詳細分析瞭綠色基礎設施（如雨水花園、透水鋪裝）對徑流削減和水質改善的貢獻，並提供瞭將其參數化納入現有水文水力框架的工程實踐指導。 第五部分：前沿交叉研究與未來展望 最後一部分展望瞭水文水力模擬領域的未來發展方嚮。我們討論瞭數據驅動模型（如深度學習在短期洪水預報中的應用）與物理驅動模型（如SWMM所代錶的基於過程的模擬）的融閤潛力。內容包括瞭同化技術在提高實時預報準確性中的作用，以及如何利用雲計算和高性能計算平颱，實現更大尺度、更高分辨率的水文水力模擬。我們強調瞭模型驗證的嚴謹性，特彆是在麵對極端氣候事件和非典型工況時的適應性測試標準。本書旨在激發讀者對水資源管理領域交叉科學問題的思考，為下一代水利科技人纔的培養提供堅實的理論與實踐支撐。 本書特色： 理論深度與工程實踐的完美結閤： 本書不僅推導瞭關鍵公式，更提供瞭大量的工程案例分析和參數設定的實用技巧。 體係的完整性： 涵蓋瞭從流域尺度水文過程到城市排水係統水力響應的全流程分析。 麵嚮未來： 討論瞭模型的不確定性分析、綠色基礎設施的量化評估以及數據科學在水文領域的應用潛力。 本書是水利工程、環境工程、城市規劃、水資源管理等領域專業人士案頭必備的工具書和研究參考資料。