暴雨径流管理模型理论及其应用——以SWMM为例 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘家宏 等 著

图书标签:

• 暴雨径流
• SWMM
• 水文模型
• 城市排水
• 雨水管理
• 水资源
• 环境工程
• 模拟
• 流域管理
• 模型应用

出版社： 科学出版社有限责任公司

ISBN：9787030455703

版次：1

商品编码：11790544

包装：精装

丛书名： “十二五”国家重点图书出版规划项目海河流域水循环演变机理与水资源高效利用丛书

开本：16开

出版时间：2015-10-01

用纸：胶版纸

页数：213

字数：429000

正文语种：中文

产品特色

编辑推荐

适读人群 ：可以作为初学者学习SWMM的入门教材，也可作为暴雨洪水科研人员、政府市政管理部门的参考材料
　　

本书深入浅出，具有很强的科学理论价值和较强的可操作性。

内容简介

　　

本书分为基础理论与实践应用两大部分。第一部分主要介绍暴雨洪水管理模型SWMM（stormwatermanagementmodel）的原理，包括SWMM水文模型、水力模型和水质模型的特征，地表产流、降雨入渗、地下水、融雪、汇流计算、表面积水和水质模拟的原理。第二部分以清华大学小区为例，描述清华大学小区SWMM模型的构建及应用，包括基础数据的获取与处理、输入文件的准备、模拟参数率定、模型运行、模拟结果校正，以及模拟结果在城市小区暴雨洪水管理、管网优化方面的应用。

目录

目录
总序
序
前言
第1章 中国城市内涝概况 1
1.1 城市内涝概念 1
1.2 城市内涝原因 2
1.3 城市内涝典型案例 6
1.3.1 北京市2012年“7 21”涝灾 6
1.3.2 北京市2011年“6 23”涝灾 7
1.3.3 广州市2010年“5 7”暴雨洪涝 7
1.4 城市排涝典型案例 8
1.4.1 江西省赣州市 8
1.4.2 山东省青岛市 8
1.4.3 福建省福州市 8
1.4.4 江西省景德镇市 9
1.4.5 广西壮族自治区南宁市 9
1.5 城市内涝治理的主要措施和理念 10
1.6 暴雨径流模拟的重要性 13
第2章 SWMM研究进展与发展趋势 15
2.1 模型基本介绍 15
2.2 研究进展及应用 16
2.2.1 SWMM应用现状 16
2.2.2 国内外研究进展 17
2.3 SWMM局限性 21
2.4 发展趋势 21
2.4.1 SWMM衍生模型 21
2.4.2 SWMM应用展望 23
2.5 模型对比分析 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模型模拟能力与模拟原理 27
3.2.1 模型模拟能力 27
3.2.2 水文过程模拟原理 27
3.2.3 水力过程模拟原理 32
3.2.4 水质模拟原理 35
3.3 模型界面与操作步骤 35
3.3.1 模型界面 35
3.3.2 模型的操作步骤 38
第4章 SWMM计算实例61
4.1 蓄满产流 61
4.1.1 问题阐述 61
4.1.2 系统代表性 63
4.1.3 模型设置——未开发区域 65
4.1.4 模型计算结果——未开发区域 69
4.1.5 模型设置——开发后区域 72
4.1.6 模型计算结果——开发后区域 75
4.1.7 小结 77
4.2 滞留池设计 77
4.2.1 问题描述 77
4.2.2 系统描述 79
4.2.3 模型建立 80
4.2.4 模型结果 88
4.2.5 小结 90
4.3 低影响开发 91
4.3.1 问题描述 91
4.3.2 系统代表 92
4.3.3 模型建立——过滤带 93
4.3.4 模型建立——渗透沟 98
4.3.5 模型结果 100
4.3.6 小结 103
4.4 地表水系统模拟 103
4.4.1 地表排水系统 103
4.4.2 地表水质模拟 116
4.4.3 水质净化模拟 131
第5章 SWMM应用实例1：北京香山地区 143
5.1 香山地区概况 143
5.1.1 自然地理条件 143
5.1.2 水文气象条件 144
5.1.3 河流水系条件 145
5.2 模型适用性分析 146
5.3 模型构建 146
5.3.1 排水系统概化 146
5.3.2 汇水区域概化 147
5.3.3 参数及断面设置 149
5.4 参数率定 156
5.5 结果分析 158
第6章 SWMM应用实例2：北京亦庄地区 159
6.1 亦庄地区概况 159
6.1.1 地理条件 159
6.1.2 水文气象条件 162
6.1.3 地质与土壤 163
6.2 数据库的建立 165
6.2.1 现状工作调研 165
6.2.2 排水区域划分 166
6.2.3 基础数据收集 167
6.2.4 数据库建设 167
6.3 水文分析计算 169
6.4 模型构建 171
6.4.1 子集水区域划分 172
6.4.2 排水系统概化 172
6.4.3 参数及断面设置 174
6.5 参数率定 175
6.5.1 模型初步运行 176
6.5.2 模型参数率定 176
6.6 结果分析 185
第7章 SWMM应用实例3：北京东升园小区 186
7.1 研究区概况 186
7.2 研究背景与研究内容 187
7.3 水文分析计算 187
7.4 流域行洪影响分析计算 190
7.4.1 SWMM模型构建、率定 190
7.4.2 建设项目对流域行洪影响计算 193
7.5 洪水对建设项目的影响分析计算 195
7.5.1 排水能力计算 195
7.5.2 内涝积水计算 196
7.6 研究结论 198
第8章 结论和展望 199
8.1 模型特点及局限性总结 199
8.2 模型推广及应用展望 200
参考文献 202
索引 212

精彩书摘

　　《暴雨径流管理模型理论及其应用：以SWMM为例》：
　　国外对于SWMM的研究几乎与其开发历史相当。Marsalek等（1975）对美国3个流域12场暴雨事件的研究，结果表明TRRL、SWMM和UCURM模型在典型小流域模拟结果与实测径流较为接近。国内1990年以后开始对SWMM进行研究。叶为民等（1990）翻译了C.Baffaut和J.W.Delleur的《校正洪水管理模型的专家系统》一文，开启了国内对SWMM的研究与应用历程。相对于国外而言，国内虽然对SWMM研究起步较晚，有对各种模型分析对比的研究，但是对参数敏感性分析、自动率定、与GIS耦合等已形成一定的理论研究体系，为SWMM的进一步完善奠定了基础。SWMM强大的功能和免费易上手的特点，使其得到了全世界的认可和广泛应用，主要包括以下几个方面：雨洪模拟、水质模拟和低影响开发效果评估。
　　2.2.2.1 国外研究进展
　　（1）雨洪模拟方面
　　SWMM自1971年被美国环境保护署开发出后，很快获得了广泛关注，并被投入应用。初期只是用于单纯的雨洪过程模拟和一些验证性、参数不确定性研究。Meinholz （1974）将SWMM应用于分析美国威斯康星州雷辛市的下水道涌水情况，并分析比较3种处理措施的效益。Liong等（1991）用SWMM模拟预测了新加坡一实验区的降雨径流过程，取得了良好的模拟效果。Ibrahim和Liong （1993）将SWMM用于预测新加坡武吉知马流域的雨洪过程，得到了较理想的预测结果。同年，Lei等（1994）进行了SWMM参数不确定性研究，为建立SWMM模型的参数选择提供了依据。
　　20世纪初，SWMM在对城市雨洪过程方面的模拟结果得到了进一步的肯定和证明，以SWMM为基础的城市水文分析、优化研究也得到了进一步的发展。另外，部分学者转向将SWMM与其他模型、算法结合研究，以期扩展模拟范围、提高精确度：Barber等（1994）将SWMM与GIS结合，模拟计算了美国密苏里州堪萨斯市的3个流域的雨洪过程。Loganathan等（1994）将SWMM应用于滞留池的水文效应研究，模拟效果良好。Liong （1995）采用遗传算法为SWMM模型寻找参数，并选取了新加坡6场典型暴雨进行了建模和验证，得到了预测精度更高的结果。Sherman （1998）根据SWMM模拟结果提出了改善底特律区域排水系统的方案。Shamsi （1998）提出了一种将ArcView软件与SWMM结合的方法，以提高模型精度。Balascio等（1998）用遗传算法和多目标编程优化校准了SWMM模型，提高了雨洪预测的精确度。
　　……

前言/序言

好的，这是一份针对“暴雨径流管理模型理论及其应用——以SWMM为例”一书的详细图书简介，内容涵盖了该领域的重要知识点、研究深度以及实践价值，旨在全面展示本书的学术贡献和应用前景，同时确保语言风格自然、专业，避免任何技术痕迹。 --- 图书简介： 《河流动力学与水资源可持续利用：现代工程方法论与案例研究》 内容概述： 本书深入探讨了现代水利工程领域的核心议题——河流动力学、水文过程的复杂性、以及在水资源管理与防洪减灾中对先进计算模型的需求。全书结构严谨，从基础理论的构建到前沿技术的应用，系统地梳理了水文水力分析的理论基石，并结合全球气候变化和城市化进程带来的挑战，提出了多维度的解决方案。 本书共分为五大部分，共计二十章，旨在为水利工程师、环境科学家、规划学者以及高年级学生提供一本全面且实用的参考著作。 第一部分：水文过程基础与流域响应机制 本部分首先回顾了水文循环的基本原理，并着重分析了降雨、蒸散发、入渗和地表产流等关键过程在不同地理和气候条件下的动态变化。我们详细阐述了流域汇流理论的演进，从传统的单位线法到基于物理过程的分布式水文模型，强调了理解小尺度、快响应流域特性对准确预测暴雨洪水事件的重要性。特别地，我们深入分析了城市化对地表径流系数和水文响应时间的影响，为后续的模拟工作奠定了坚实的理论基础。内容涵盖了土壤水分运动的非饱和带控制机制，以及地下水与地表水相互作用的耦合模拟方法。 第二部分：水力学理论的深化与扩展 本部分聚焦于水力学在河流和城市排水系统中的应用。我们从浅水方程（如圣维南方程）的推导和数值解法入手，详细介绍了处理非恒定流、明渠水流断面变化以及复杂边界条件下的流态模拟技术。内容包括了对紊流模型（如RANS方程及其适用性）的探讨，以及在城市管网中遇到的复杂水力特性，如局部水头损失、溢流堰和闸门的精确建模。此外，本部分还引入了基于不规则网格（如有限元、有限体积法）的二维及三维水动力模拟方法，以应对复杂地形和洪水淹没范围的精确刻画需求。 第三部分：面向防洪减灾的现代分析工具 本部分是全书的实践核心之一，侧重于介绍当前主流的、具有良好鲁棒性的水文水力分析工具箱。我们摒弃了对单一工具的片面介绍，转而探讨构建一套集成化分析系统的核心要素。这包括数据预处理（如DEM的准确性检验、水文站数据的插值与校正）、模型参数率定与不确定性分析的系统方法论。我们重点讨论了如何利用历史洪水事件和实时监测数据，构建具有高预测精度的模型。此外，本部分还详细介绍了基于模型的风险评估框架，如何将水文输出与工程结构的安全阈值相结合，量化潜在的经济损失和社会影响。 第四部分：水资源管理与生态水文学的交汇 河流不仅是水流的通道，更是生态系统的载体。本部分将视野从单纯的工程防洪拓展到可持续的水资源管理。我们探讨了如何在模型框架内整合水质模拟（如污染物迁移与转化过程），以评估城市化对河流健康的影响。内容包括生态流量需求的确定方法，如何通过模型反演，设计能够同时满足防洪和生态基流要求的调水方案。我们详细分析了绿色基础设施（如雨水花园、透水铺装）对径流削减和水质改善的贡献，并提供了将其参数化纳入现有水文水力框架的工程实践指导。 第五部分：前沿交叉研究与未来展望 最后一部分展望了水文水力模拟领域的未来发展方向。我们讨论了数据驱动模型（如深度学习在短期洪水预报中的应用）与物理驱动模型（如SWMM所代表的基于过程的模拟）的融合潜力。内容包括了同化技术在提高实时预报准确性中的作用，以及如何利用云计算和高性能计算平台，实现更大尺度、更高分辨率的水文水力模拟。我们强调了模型验证的严谨性，特别是在面对极端气候事件和非典型工况时的适应性测试标准。本书旨在激发读者对水资源管理领域交叉科学问题的思考，为下一代水利科技人才的培养提供坚实的理论与实践支撑。 本书特色： 理论深度与工程实践的完美结合： 本书不仅推导了关键公式，更提供了大量的工程案例分析和参数设定的实用技巧。 体系的完整性： 涵盖了从流域尺度水文过程到城市排水系统水力响应的全流程分析。 面向未来： 讨论了模型的不确定性分析、绿色基础设施的量化评估以及数据科学在水文领域的应用潜力。 本书是水利工程、环境工程、城市规划、水资源管理等领域专业人士案头必备的工具书和研究参考资料。

评分☆☆☆☆☆

我对城市防洪减灾领域一直保持着高度的关注，尤其是在近年来极端天气事件频发的背景下，如何科学有效地管理暴雨径流，降低城市洪涝灾害的风险，已成为一个迫切的课题。这本书的标题《暴雨径流管理模型理论及其应用——以SWMM为例》正是我一直在寻找的。我期望这本书能够深入剖析暴雨径流管理的核心理论，例如径流的产生、汇流、蓄滞等关键环节，并在此基础上，重点介绍SWMM这一在国际上享有盛誉的开源模型。我希望能在这本书中找到关于SWMM模型在理论框架、数学算法、输入参数、输出结果等方面的详尽阐释。更重要的是，我关注的是其“应用”层面。我希望书中能够提供丰富的实际案例，展示SWMM模型如何在不同尺度的城市区域（从小型集水区到整个城市排水系统）得到成功应用。比如，书中能否详细介绍如何利用SWMM模型来模拟不同设计暴雨强度下的洪水过程，预测淹没区域和深度，评估现有排水系统的承载能力，以及为新建或改造的排水设施提供设计依据。此外，如果书中还能探讨如何运用SWMM模型评估各种低影响开发（LID）措施的减排效果，例如绿色屋顶、雨水花园、渗透铺装等，以及如何通过模型优化城市海绵体建设的布局和设计，那将极具实践价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题让我联想到了一个非常具体而重要的领域——城市洪水的控制。我一直对城市化进程中不断暴露出的水系问题感到忧虑，尤其是突如其来的暴雨如何影响我们的生活环境。这本书的标题明确指出了它将深入探讨“暴雨径流管理模型理论”，这听起来就非常有学术深度，并且“及其应用”则进一步说明了它不仅仅停留在理论层面，而是要解决实际问题。我尤其关注“以SWMM为例”这一点，SWMM（Storm Water Management Model）在雨水径流模拟领域是赫赫有名的，我期待这本书能够详细介绍SWMM模型的原理、构建方法、参数设置，以及如何运用它来分析不同降雨强度下的地表径流情况、预测洪水淹没范围，甚至评估不同管理措施（如绿色屋顶、雨水花园、渗透池等）的减排效果。我希望书中能够包含大量的案例分析，展示SWMM模型在实际工程中的应用，比如在某个城市区域如何通过模型指导排水系统设计，如何评估现有排水系统的不足之处，以及如何提出改进方案。如果书中还能涉及模型的不确定性分析，以及如何根据实际监测数据对模型进行校准和验证，那就更好了。总而言之，这本书听起来像是为城市规划师、水利工程师、环境科学家，甚至是关心城市水环境的普通读者提供了一个深入理解和解决暴雨径流问题的宝贵工具。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对城市规划和可持续发展充满热情的爱好者，我一直对如何让我们的城市在气候变化的大背景下更具韧性感到着迷。这本书的标题，特别是“暴雨径流管理”，立刻引起了我的兴趣。在我看来，暴雨径流不仅仅是水流的问题，它更是城市生态系统健康、居民安全以及基础设施稳定性的重要考量。我非常好奇这本书会如何从理论层面阐释“暴雨径流管理”的核心概念，比如径流产生机制、汇流过程、以及影响径流特性的各种因素（如土地利用、土壤类型、地形地貌等）。更吸引我的是“及其应用”这几个字，这意味着本书不会止步于枯燥的理论，而是会提供实操性的指导。尤其是“以SWMM为例”，我听说SWMM是一个非常强大且广泛应用的软件，但对其内部的复杂算法和操作流程还不太了解。我希望这本书能够像一位循循善诱的老师，一步步地引导读者掌握SWMM模型的构建、运行和结果解读，例如如何根据实际地形数据创建模型，如何输入降雨情景，以及如何通过模型输出的淹没图、流量图等来评估潜在的水患风险。如果书中还能探讨如何利用SWMM模型来模拟各种绿色基础设施（GI）的减洪增渗效果，例如通过增加透水铺装或建设蓄洪池来缓解城市内涝，那就更能体现其在推动可持续城市发展方面的价值。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对水文模型充满好奇的在校学生，最近在学习水文学和城市水环境相关的课程。偶然看到这本书的标题《暴雨径流管理模型理论及其应用——以SWMM为例》，感觉这简直是为我量身打造的。我一直觉得很多课程中的理论知识与实际应用之间存在一定的鸿沟，而这本书的标题恰恰强调了“理论”和“应用”的结合，并且明确指出了具体的研究工具——SWMM模型。我非常渴望能通过这本书系统地学习暴雨径流管理的基本原理，理解模型是如何工作的，比如它如何模拟降雨转化为地表径流的过程，如何考虑各种地表覆盖对径流的影响，以及如何计算排水管道中的水流。更让我期待的是，这本书将如何将这些理论知识转化为实际的应用。我希望它能提供详细的操作指南，让我能够独立上手使用SWMM软件，从零开始构建一个简单的流域模型，然后尝试模拟不同降雨情景下的径流响应。如果书中能包含一些不同类型的案例研究，比如模拟一个住宅区在强降雨下的内涝风险，或者评估一项新建的绿色排水设施的效果，那将极大地帮助我理解模型在解决现实问题中的强大威力。我尤其希望能看到书中对模型结果的深入解读，例如如何分析模型的输出数据来评估管理措施的有效性，以及如何利用这些分析来为城市的水资源管理提供科学依据。

评分☆☆☆☆☆

作为一名资深的水利工程师，我深知在城市化进程加速和气候变化加剧的背景下，科学有效地管理暴雨径流对于保障城市安全和可持续发展至关重要。我一直关注着最前沿的水文模拟技术和应用，特别是那些能够为工程实践提供有力支撑的工具。因此，当看到《暴雨径流管理模型理论及其应用——以SWMM为例》这本书时，我立刻产生了浓厚的兴趣。我预期这本书会提供关于暴雨径流管理基础理论的系统梳理，包括径流生成机理、汇流动力学、以及影响因素等。然而，我更看重的是其在“应用”层面的深度和广度，尤其聚焦于SWMM模型。我希望书中能够详尽阐述SWMM模型的各个模块，例如降雨径流模型、管道水流模型、水质模型（如果涉及）等，并提供清晰的参数化和校准方法。我期待书中能有大量贴合实际工程的案例研究，展示SWMM模型在不同复杂城市环境中的应用，例如针对特定区域的内涝风险评估、雨水管网优化设计、以及海绵城市建设方案的验证等。如果书中还能涉及模型的不确定性分析、敏感性分析，以及如何根据实测数据对模型进行有效率定和验证，从而提高模型预测的可靠性，那将对我日常的工作和项目决策提供极大的帮助。这本书听起来像是集理论深度与实践指导于一体的宝贵资源，能够帮助我更好地运用先进的水文模型来解决城市水工程中的实际问题。

评分☆☆☆☆☆

比较实用，不错的书～有针对性

评分☆☆☆☆☆

京东买书要看准是京东自营店。

评分☆☆☆☆☆

这本书不值这个价钱 就和手册一样

评分☆☆☆☆☆

很有用很有用很有用很有用

评分☆☆☆☆☆

内容还有些帮助，大部分的SWMM资料网上可查，定价偏高。

评分☆☆☆☆☆

科技项目下的书，少了一些，，，，，多了一些自己的摸索

评分☆☆☆☆☆

很有用很有用很有用很有用

评分☆☆☆☆☆

一直在卖，非常不错。。。。。

评分☆☆☆☆☆

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