在現代城市規劃中，排水管網扮演著至關重要的角色。它不僅僅是城市基礎設施的一部分，更是確保城市環境衛生與安全的關鍵組成部分之一。而在城市工程設計和規劃中，排水管網常用模型起著至關重要的作用。這些模型不僅能夠模擬和預測排水系統的運行情況，還能幫助工程師優化管網設計，確保其在各種條件下的高效運行。那排水管網常用模型有哪些，其特點又是什么呢？中交路橋科技帶大家走進排水管網模型的世界！

1、SWMM

       SWMM，一款由美國環保局（EPA）精心研發的全面型城市水文水力模擬軟件，它在城市雨水和污水系統的模擬與管理方面扮演著舉足輕重的角色。這款模型不僅涵蓋了降雨、徑流、管網流動、污水處理和排放等多個環節，更成為城市排水系統規劃、設計和管理中不可或缺的工具。特別值得一提的是，SWMM在管道匯流處理上獨具匠心，提供了恒定流、運動波和動力波三種模擬方式，使得雨水徑流、污染物傳輸和水動力等方面的模擬更為精準，為排水系統的性能評估和設計提供了有力支持。關于SWMM模型的主要特點，我們可以從以下幾個方面進行深入了解：

（1）在水文模擬方面：

①降雨-徑流轉換：SWMM能夠精準模擬降雨在城市環境中的徑流生成過程，充分考慮到地表特性、土壤滲透、蒸發和植物截留等影響因素，為徑流模擬提供了更加全面和真實的視角。

②積水和溢流預測：模型具備預測不同降雨條件下地表積水和管網溢流情況的能力，有助于及時發現潛在的洪澇風險區域，為城市防洪減災提供有力支持。

（2）在水力模擬方面：

①管網流動模擬：SWMM能夠模擬管道、渠道和其他排水結構中的水流狀態，全面考慮管道坡度、粗糙度和截面積等因素，為排水系統的水力性能評估提供有力依據。

②水位和流量計算：模型能夠精確計算管網中各節點的水位和流量，為評估排水系統的承載能力和運行狀態提供重要參考。

（3）在水質模擬方面：

①污染物傳輸模擬：SWMM可以模擬雨水徑流中的污染物濃度和負荷，涵蓋懸浮固體、營養物質、重金屬等多種污染物，為水質監測和污染控制提供有力支持。

②水質處理效果評估：模型能夠評估不同水質處理措施（如沉淀池、濕地、過濾系統）的效果，為優化污染控制策略提供科學依據。

（4）在實時操作和控制方面：

①泵站和閥門模擬：SWMM支持模擬泵站、閥門等設施的操作和控制，有助于優化排水系統的運行策略，提高系統的運行效率。

②動態控制功能：模型可以根據實時數據調整排水系統的操作，使系統更具應對能力和靈活性，為城市排水系統的穩定運行提供有力保障。

2、DR3M模型解析

DR3M，全稱為“分布式路由降雨徑流模型”，是水文領域的一款杰出工具，由美國地質調查局（USGS）精心打造。該模型在模擬降雨徑流過程中表現出色，尤其在評估與預測流域水文事件響應方面有著廣泛的應用。DR3M模型的核心優勢在于其分布式路由方法，這種方法能夠充分考慮流域內不同區域的異質性，如土壤類型、土地利用和坡度等，從而實現對各區域徑流的獨立計算與整體整合。

在降雨徑流模擬方面，DR3M模型展現出了極高的適應性，能夠應對各種降雨事件，包括短時高強度降雨和長時間低強度降雨。此外，模型的時間步長設計十分靈活，可根據實際需求進行調整，既可用于短時間尺度的洪水過程模擬，也適用于長期水文變化的研究。然而，DR3M模型對輸入數據的要求較高，需要詳細的降雨數據、土地利用數據、土壤數據、地形數據等，以全面描述流域的物理特征和降雨事件的空間分布。

3、STORM模型詳解

STORM模型，即“存儲、處理、溢出、徑流模型”，由美國陸軍工程兵團水文工程中心于1973年開發，旨在模擬城市或農村地區的地表徑流和污染物對降雨的響應。該模型不僅支持單場降雨事件的模擬，還能進行以小時為時間步長的連續模擬，為水文過程分析提供了強大的工具。

STORM模型的主要特點包括：單場降雨和連續模擬能力，能夠全面分析徑流和污染物的響應；多過程模擬功能，涵蓋徑流生成、蓄水、溢流、污染物去除和土壤侵蝕等多個方面；以及高度的靈活性和適應性，可根據實際需求進行定制和調整。

4、QQS模型概覽

QQS模型，全稱“數量-質量-源”水質水量模擬器，是美國環保署于1980年推出的先進工具。該模型主要用于模擬降雨徑流排放和合流制管網溢流過程，并分析這些過程對城市受納水體的影響。QQS模型綜合考慮了匯水區、管網和受納水體三個系統的演算過程，為城市排水系統的規劃與管理提供了有力的支持。

       在降雨徑流模擬方面，QQS模型能夠全面考慮地表特性、土壤滲透性、植被覆蓋等因素對徑流形成的影響。同時，模型還具備強大的污染物傳輸模擬能力，能夠分析不同污染物在徑流中的濃度變化及其對受納水體的影響。此外，QQS模型還充分考慮了匯水區和城市排水管網的復雜性，能夠模擬地形、土地利用、土壤類型等條件，以及排水管網的網絡結構、流量分配和污染物傳輸過程。最后，通過評估降雨徑流和污染物對城市接收水體的影響，QQS模型為城市排水系統的環境管理提供了重要的決策依據。

       因此，采用和不斷完善排水管網常用模型，是提升城市基礎設施效能和可持續發展的重要一環。通過模型分析和精確預測，我們能夠有效地減少洪澇風險，保護城市環境質量，并提升居民的生活品質。

       中交路橋科技基安云·智慧城市排水平臺（SDP）基于在線監測、數學模型、地理信息系統等先進技術，采用BIM、loT、AI、VR等技術，構建基于CIM的數字孿生平臺，實現排水防澇設施的數據維護、運行管理、情景模擬、風險評估、指揮調度、動態決策等功能，結合水動力學數值仿真和暴雨降水模型算法，借助高性能計算，實現了城市內澇風險的預報、預警、預演和預案。