SWMM模型在城市小流域降雨径流面源污染中的应用研究

摘要

随着经济的发展，我国城镇化、工业化进程持续加速，城市水体的污染已经成为一个非常严峻的环境问题，而城市降雨径流面源污染则是其中非常重要的原因之一。降雨淋洗大气中的污染物，到达地面后又对地面的污染物进行冲刷，污染物溶解在径流中并随着径流过程排入湖泊、河流等水体，造成城市水体愈发严重的污染情况。本论文以武汉市喻家湖流域为研究对象，以定量化研究和预测城市降雨径流面源污染为目标，构建了基于SWMM模型的喻家湖流域降雨径流面源污染模型，对流域降雨径流面源污染可以进行水量和水质的动态模拟，为控制和管理城市降雨径流面源污染提供了一些思路和方法，主要研究内容和创新性成果如下：
　　（1）深入探究了SWMM模型的模拟原理，对地表产汇流模拟、污染物累积与冲刷模拟、输移模拟3个模块进行了研究，为降雨径流面源污染模型的构建提供了理论基础。
　　（2）在课题组项目基础上获得降雨径流面源污染的基础数据，随后开始模型的构建。构建模型分为下垫面概化和模型参数设置，本文将喻家湖流域概化成31个子汇水区、35个铰点、30条管渠和5个出水排放口，在水文水力模块和水质模块分别设置了14个参数和16个参数，构建了喻家湖流域城市降雨径流面源污染水量水质模型。
　　（3）基于修正的摩尔斯分类筛选法对参数进行敏感性分析，再通过降雨实测数据对模型的水文水力参数、水质参数进行率定，并对参数率定结果进行了校验，校验结果显示模型的模拟值与实测值平均误差在20%以内，具有良好的可靠性。
　　（4）基于武汉市排水防涝系统规划设计标准得到不同重现期下的设计暴雨，以设计暴雨作为降雨输入进行情景模拟，研究不同重现期下喻家湖流域的水量和水质的变化规律。

目录

声明

1绪 论

1.1研究背景及意义

1.2城市降雨径流面源污染

1.2.1面源污染

1.2.2降雨径流与城市面源污染

1.3国内外研究概况

1.3.1国外研究概况

1.3.2国内研究概况

1.4本文的研究目标和研究内容介绍

1.4.1研究目标

1.4.2研究内容

2 SWMM模型原理介绍

2.1 SWMM模型简介

2.2 SWMM模型原理

2.2.1地表产汇流模拟原理

2.2.2污染物累积与冲刷模拟原理

2.2.3输移模块模拟原理

2.3本章小节

3武汉市喻家湖流域降雨径流面源污染模型

3.1研究区域概况

3.2降雨径流面源污染模型建立

3.2.1建模前期准备

3.2.2下垫面概化

3.2.3模型参数选取及预估

3.3本章小节

4参数的敏感性分析及率定与模型的应用

4.1参数敏感性分析及率定

4.1.1敏感性分析方法的选择

4.1.2水文水力模型参数敏感性分析及率定

4.1.3水质模型参数敏感性分析及率定

4.2模型的应用

4.2.1不同降雨强度下水量的动态模拟

4.2.2不同降雨强度下水质的动态模拟

4.3本章小结

5总结与展望

致谢

参考文献