CS介绍及应用

英国华灵富水力研究有限公司InfoWorksCS一体化市政给水、排水管网模型软件InfoWorksInfoWorksWS供水模型软件InfoWorksCS排水模型软件InfoWorksSD雨水模型软件InfoWorksRS河流模型软件InfoWorksICM综合流域排水模型软件市政管网信息管理系统InfoNet防汛在线水情预报预警系统FloodWorks软件产品总览地下水水位降雨工业废水生活污水入流城市排水管网系统模拟结果分析积水&超负荷流量测量实测VS预测人口增长解决方案及预测调蓄方案气候变化很难对其运行情况进行全面而准确的描述;以推理法等理论和工程经验为基础设计的排水管道或构筑物能否满足实际需求，往往只能在实际运行之后评价;物理模拟存在需时长、耗费大的缺陷，仅适于小范围、对三维精度要求较高的水环境模拟问题；边界往往只适应于某一特定问题，改变问题或改变边界条件往往需要重新建模。排水系统中的构筑物，增加事先预测排水系统行为的难度;不能很好的平衡排水系统设计的安全性和经济性之间的矛盾排水模型应用之前利用已有管网信息，包括管道参数、排水区域与泵站等设施的状况;通过计算机技术模拟不同条件下管网的运行状况;获得各种情况下排水设施的水位、流量等水力要素模拟值,并寻找和解决可能存在的问题;可在水力模型基础之上建立水质模型;最终改善城市排水和污染控制的建设与管理。排水模型计算机数值模型优点:不受实验条件限制;数值分析速度和效率高;耗时少;通用性;可重复排水模型应用1.一维水力排水模型的应用——系统水力评估与方案规划方面2.一维水力排水模型的应用——溢流污染控制方面3.一维排水系统水质模型的应用——污染水质评估4.二维地面洪水淹没演进模型的应用——城市洪涝灾害的预测与风险评估可持续发展排水工程性设施从控制雨水径流水量以及造成的污染出发具体措施包括渗透性铺设，低洼绿地、渗透沟渠等源头控、制方法，以及地表水体、湿地及植物滤池等新方法。评估与规划可持续发展排水工程性设施截流调蓄池（wetpond）渗透设施（sandfilter）渗透铺设（porouspave)湿地（wetland）渗透设施（infiltrationtrench）地下调蓄池（undergrounddetention）实时控制实现排水系统能力最大化利用为了优化系统存储容量和调度，模型可以根据排水系统中任何地方的状况可对排水系统中控制结构实施远程操作。可以对个别的、孤立的和辅助的结构应用实时控制（RTC）以此来控制当地水流，也可以用来管理整个网络的水的流动。评估与规划TANKPIPE闸门实时控制TANK闸门—调节器水位—条件PIPE实时控制TANK水位—条件PIPE打开闸门—规则闸门—调节器..开始降雨实时控制一维水力排水模型的应用——溢流污染控制方面现状管网排水是否会造成环境问题或污染？改善部分系统的效果将会如何？•管网改造；•增加调蓄设施•增大截流倍数•BMP雨水可持续性管理（从源头控制）等•降低泵站的运行水位；（非工程性措施）能达到何种运行改善效果？•是否能减少溢流•是否能减少雨水径流水量从而减少初期雨水造成的污染以及能够减少的程度排水模型的应用CSO的长历时模拟评价如：一些环境规范要求洪灾或受污染水的溢流不能超过特定的频率。为了满足溢流频率不超过许可频率，就必须采用各种工程性/非工程性措施来进行控制。要确定规划或现有的方案是否满足了规范的要求，必须进行长历时的水力模拟。通过高级统计报告功能，能统计模拟预测的“溢流事件”次数。长期模拟与统计模板日本：１９２座城市为合流制２００１年６月～１１月开始紧急调查雨天的排水状况制定了控制目标：消减污染物负荷和ＣＳＯ溢流次数减半建立排水系统模型进行方案评估后得到的最终方案：截留１ｍｍ／ｈ＋调蓄２～４ｍｍ的雨水径流一维排水系统水质模型的应用——污染水质评估主要水质参数的模拟，如TSS、BOD、COD、NH4、TKN和总磷等。分别单独模拟河床输沙和悬浮物运动。排水模型的应用在InfoWorksCS中可以将沉积物侵蚀和沉淀数据反馈给水力模型，更加准确地反映实际情况，模拟管道中沉积物的逐渐沉淀，及其后的降雨造成流量增加所导致的沉积物冲刷。1929258032253626402054755932636669887307770681308546---------insert212insert202-------------------------------------------------------------------insert202.2--------insert122.2---------------------------------------------------NodeLinkmAD-1.012.00.01.02.03.04.05.06.07.08.09.010.011.0m沉积沉积物输移模型实例Page22Page23现状管网Page24一年一遇降雨Page25方案一：增加管径Page26方案一+一年一遇降雨Page27方案二：增加管径+添加调蓄池Page28方案二+一年一遇降雨Page29方案一下人口增加三倍Page30增加新小区Page31增加新小区+一年一遇降雨Page32增大出口管径Page33增大出口管径+一年一遇降雨Page34增大新区管径Page35增大新区径+一年一遇降雨InfoWorksCS模型构建Page36研究目标收集资料模型建立模型校核模型应用管网、用地类型管网(补偿)荷载边界条件率定与验证建模流程产流模型汇流模型管道流动模块土壤渗入辅助设施生活污水工商废水降雨事件流量输出结果降雨-径流模块旱流污水模块圣.维南方程软件模块资产调查检查井数据库（STC25）辅助构筑物数据库竣工图图纸/CAD图地理信息人口信息晴天流量参数（MapInfo地面数据）性能测试泵输水量&泵性能将现有数据导入模拟软件运行数据事故资料维护资料闭路电视资料闭路电视数据转换淤积层厚度管道状况现有资产数据库(GIS)地表渗透性能数据（地面数据）收集资料排水管网拓扑结构节点（检查井，雨水口，出水口，调蓄池等）管道（管道，明渠，箱涵，河道等）附属设施（泵，闸，堰等）数据来源GIS等资产数据库CAD等图文件规划，设计等资料实地测量资料类型集水区边界卫星图，照片等CAD等图文件规划，设计等资料人口数量人口统计数据规划，设计等资料资料类型土地类型卫星图，照片等CAD等图文件规划资料地面模型雷达探测GIS数据库CAD等图文件规划资料污水流量人均流量日（月）流量变化曲线数据来源统计数据自来水用水曲线规划，设计等资料实地测量资料类型降雨事件标准雨型实测雨型预报雨型数据来源暴雨强度公式雨量计雷达水位数据河道水位湖泊水位泵前池水位数据来源SCADA系统人工记录数据规划，设计等资料资料类型附属构筑物运行数据泵堰闸拍门数据来源SCADA系统人工记录数据规划，设计等资料模型建立固定在无水管段上的流量计探头流量测量标准尖点式桶型雨量计模型校核流量和雨量测量的实测值模型计算值模型校核模型应用连接实时降雨数据（雨量站，SCADA）预报降雨数据（雷达，气象设备）实时水位数据（水文站，SCADA）可实现在线预警预报城市洪涝，做好防涝减灾工作在线实时预报在线实时预报在线实时预报国外模型实例Page5130,000manholesDublinIreland54,481manholesSacramentoUSA102,000nodesSaoPauloBrazil152,000manholesKuwait1,941ManholesBeckton-London8,500manholesHongKong11,400manholesFortWorthUSA32,000manholesStokeUK43,827manholesBirminghamUK92,000manholesTokyoJapanInfoWorksCS软件操作Page62英国华灵富水力研究有限公司InfoWorksCS