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infoworks-icm-1.pdf

发布时间：2022-06-03 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：2.61M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    Integrated Catchment Management (ICM) 城市综合流域排水模型软件 软件介绍 华霖富水利环境技术咨询（上海）有限公司 华霖富水利环境技术咨询（上海）有限公司 上海银城中路 8 号中融碧玉蓝天大厦 710 室 1 电话：021-6100-5215 传真：021-6100-5217
    华霖富水利环境技术咨询（上海）有限公司 上海银城中路 8 号中融碧玉蓝天大厦 710 室 2 电话：021-6100-5215 传真：021-6100-5217
    目 录 1 模型软件的应用——软件解决哪些问题 ......................................................... 6 1.1 1.2 1.3 城市综合流域排水模型的应用举例 ............................................................................. 6 1）城市排水系统的现状评估、改造规划和新建城市化排水系统的设计与规划。 ....... 6 2）城市洪涝灾害的预测评估及解决方案的决策支持 ....................................................... 6 3）合流系统污水排放污染情况的预测及改善方案的评估（CSO） ............................... 7 4）城市降雨径流控制及调蓄设计及评估 ........................................................................... 8 5）河道系统现状评估及洪涝灾害评估 ............................................................................... 8 建立模型的效益 ............................................................................................................. 8 InfoWorks ICM 提供的解决方案 .................................................................................. 8 1.3.1 城市洪涝灾害的模拟 ............................................................................................. 9 1.3.2 城市人口的变化的模拟 ....................................................................................... 10 1.3.3 工业废水的模拟 ................................................................................................... 11 1.3.4 河流潮汐排水口的壅水的真实模拟 ................................................................... 11 1.3.5 沉积物输移的模拟 ............................................................................................... 12 1.3.6 长期降雨模拟-污染频率的控制 .......................................................................... 13 1.3.7 根据地面模型检查管网中的高程数据 ............................................................... 15 1.3.8 标记数据质量 ....................................................................................................... 16 2 InfoWorks ICM 计算原理及引擎——软件如何解决问题 ......................................... 17 2.1 2.2 InfoWorks ICM 建模所需数据基础 ............................................................................ 17 InfoWorks ICM 包含的计算模块 ............................................................................... 18 2.2.1 排水管网水力模型 ............................................................................................... 19 2.2.2 河道水力模型 ....................................................................................................... 26 2.2.3 二维城市/流域洪涝淹没模型 .............................................................................. 26 2.2.4 实时控制模块 ....................................................................................................... 27 2.2.5 水质模块 ............................................................................................................... 27 2.2.6 可持续构筑物（SUDS）模块 ............................................................................. 28 3 软件突出特色及优势 ............................................................................... 28 3.1 稳定强劲的排水系统水力计算引擎 ........................................................................... 28 一维和二维引擎的完美结合，精确而有效的仿真城市复杂洪水流动 ........... 29 1） 稳定的管流计算，重力流、压力流及过渡状态的精确模拟 ........................... 29 2） 自动容量补偿，考虑未纳入模型中的检查井及管线的调蓄容量 ................... 29 3） 可模拟所有排水功能设施，包括水泵、堰、闸门等 ....................................... 29 4） 可模拟污水处理厂和简单河道的水力状况 ....................................................... 29 5） 集水区自动从背景图中提取 ............................................................................... 29 6） 根据不同土地分类，计算地表产流以及汇流量 ............................................... 29 7） 灵活模拟居民生活污水、工业废水及地下入渗水量等晴天流量 ................... 29 8） 实时控制 RTC 模拟调度方案 .............................................................................. 29 9） 10） 模拟管道中的泥沙淤积 ....................................................................................... 29 11） 强大的水质模型，评价污染状况 ....................................................................... 29 华霖富水利环境技术咨询（上海）有限公司 上海银城中路 8 号中融碧玉蓝天大厦 710 室 3 电话：021-6100-5215 传真：021-6100-5217
    3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 1） 2） 3） 4） 5） 6） 7） 1） 2） 3） 4） 5） 6） 7） 8） 9） 12） 城市雨水管理中可持续构筑物（SUDS）的模拟仿真 ....................................... 29 丰富的排水模型构建工具； ....................................................................................... 29 背景图，道路、河流、建筑物等作为背景引入模型 ....................................... 29 自动由背景提取子集水区的面积，土地类型 ................................................... 29 在生成的纵断面及三维图中检查管线的标高数据； ....................................... 29 灵活的查询工具， ............................................................................................... 29 排水系统上下游跟踪 ........................................................................................... 30 管网连接性检查 ................................................................................................... 30 内置的数据检验原则 ........................................................................................... 30 合理的推断原则来可以推断缺失的数据， ....................................................... 30 方案管理 ............................................................................................................... 30 各种外部数据的导入导出与集成 ............................................................................... 30 GIS 数据(ArcGis/MapInfo 的文件格式)的直接导入导出 ............................... 30 AutoCAD 的 DWG、DXF 文件的导入导出 .............................................................. 30 Excel 表、Access、SQL、Oracle 数据库中管网数据的导入导出 ................. 31 GIS 数据，AutoCAD，卫星图片，航拍图等文件的背景引入 .......................... 31 可输出模型结果到 Google Earth 上进行查看 ................................................. 31 目前比较通用的检查井数据库的导入 ............................................................... 31 超链所有其他相关文件及电子资料 ................................................................... 31 灵活的水力状况分析工具 ........................................................................................... 31 纵断面图 ............................................................................................................... 31 等值线 ................................................................................................................... 31 主题图 ................................................................................................................... 32 三维图 ................................................................................................................... 33 曲线图表 ............................................................................................................... 33 标注库 ................................................................................................................... 33 多种模拟方案的比较 ........................................................................................... 34 强大的模型管理功能 ................................................................................................... 34 模型的数据库管理模式 ....................................................................................... 34 支持多种数据库类型 ........................................................................................... 35 模型的版本控制 ................................................................................................... 35 多用户同时编辑 ................................................................................................... 35 数据标签保证数据的质量 ................................................................................... 35 InfoWorks ICM 相对于 InfoWorks CS 的优势............................................................ 36 排水管网模型和河道模型之间相互关联 ........................................................... 36 方案管理 ............................................................................................................... 36 强大的数据控制与资源整合的管理模式 ........................................................... 36 服务器运算资源共享 ........................................................................................... 37 1） 2） 3） 4） 5） 6） 7） 1） 2） 3） 4） 5） 1） 2） 3） 4） 4 案例介绍............................................................................................... 38 4.1 4.2 4.3 4.4 上海污水排放工程水力仿真模型 ............................................................................... 38 香港污水系统模拟的发展 ........................................................................................... 39 科威特城市暴雨模型解决方案 ................................................................................... 42 利用 InfoWorks 排水模型软件管理维护墨尔本污水基础设施 ............................... 43 华霖富水利环境技术咨询（上海）有限公司 上海银城中路 8 号中融碧玉蓝天大厦 710 室 4 电话：021-6100-5215 传真：021-6100-5217
    4.5 4.6 4.7 东京 92,000 个节点的 InfoWorks 排水模型 ............................................................... 43 InfoWorks 排水模型软件城市洪水模拟典型案例 .................................................... 44 4.6.1 澳大利亚维多利亚典型集水区的洪灾控制 ....................................................... 45 4.6.2 苏格兰 Renfrewshire 郡洪灾问题的模拟分析 ................................................... 45 InfoWorks 2D 的应用——原有 1 维模型融合到 2 维模型 ....................................... 47 华霖富水利环境技术咨询（上海）有限公司 上海银城中路 8 号中融碧玉蓝天大厦 710 室 5 电话：021-6100-5215 传真：021-6100-5217
    1 模型软件的应用——软件解决哪些问题 城市综合流域排水模型的模拟是建立具有代表性的城市排水管网系统和河流系统的电脑模 型，以及利用模型测试系统对不同条件的反映，以此了解其运作及相应效果的过程。城市综合 流域排水模型首次完整模拟城市雨水循环系统，实现了城市排水管网系统模型与河道模型的整 合，更为真实的模拟地下排水管网系统与地表收纳水体之间的相互作用。它在一个独立模拟引 擎内，完整的将城市排水管网及河道的一维水力模型，同城市/流域二维洪涝淹没模型结合在一 起，是世界上第一款实现在单个模拟引擎内组合这些模型引擎及功能的软件。 1.1 城市综合流域排水模型的应用举例 1）城市排水系统的现状评估、改造规划和新建城市化排水系统的设计与规划。  应用于污水及排水总体规划或研究  现有系统能否容纳发展新区的来自发展新区的额外流量  应用于污水处理厂的水力分析  评估气候变化对城市排水系统的影响  评估汛期收纳水体（如河道，湖泊）对排水系统的影响 城市综合流域排水模型可应用于城市排水系统的现状评估、改造规划和新建城市化排水系 统的设计与规划等各方面。相比于以推理法等理论和工程经验为基础设计排水系统，排水模型 具有不受条件限制， 数值分析速度和效率高， 耗时少，通用性等优势。能够高效改善城市排 水和污染控制的设计、建设与管理。 更具体的讲，对于较为简单的分流制污水系统，排水模型可模拟集水区人口生活污水、工 业废水和地下水入渗共同组成的水量在污水管道中的水力状况，既可以评价现状或设计污水管 道是否满足水力负荷，是否达到不淤流速等，还可借助模型的控制模拟，为污水系统泵站、污 水处理厂的水力运行等提供优化方案，节省排水系统运营成本。当某些地块进行开发之后新接 入的污水能否排入现有污水干管而不引起超负荷。 2）城市洪涝灾害的预测评估及解决方案的决策支持  城市排水及雨水系统辅助评估及管理  现有的合流系统和雨水系统在何时何地会出现溢流（积水）  河道漫溢对城市产生的影响及防洪方案的评估 华霖富水利环境技术咨询（上海）有限公司 上海银城中路 8 号中融碧玉蓝天大厦 710 室 6 电话：021-6100-5215 传真：021-6100-5217
     预测不同地点的污染物负荷量、溢流位置和溢流量  合流污水截流系统设计及分析 对于较为复杂的合流制排水系统，排水模型不仅可以同分流制污水系统一样对旱天流量进 行评估，更重要的是能够对雨天排水系统的运行进行准确的描述。由于排水系统所受影响因素 非常多，而且系统中引入大量水工构筑物，因此不借助计算机的手段很难通过推理法等理论方 法来考量管渠在雨天的运行情况。 排水模型可对任意的降雨条件、任意的水工构筑物运行状态和边界条件进行仿真模拟，为 用户提供管渠流量、水位、流速、充满度，以及泵的启闭等宝贵信息。借助这些信息，我们得 以评价排水管渠是否发生了超负荷或冒溢？当降雨量达到多大时，系统无法正常排涝？为了让 系统能够正常排放规定设计暴雨重现期的雨水，需要进行改扩建的地址和规模？  可持续城市排水系统（SUDs）的有效引入 此外，雨水系统的优化管理及可持续发展已经获得重视。调蓄池、草坪、绿化、透水性铺 设等雨水优化设施已经逐步得到应用。借助模型，可以评价在城市化地区引入这些设施对径流 的削减量，从而也能更好的推动这些措施的应用。 3）合流系统污水排放污染情况的预测及改善方案的评估（CSO） 确定合流制/分流制污水系统间歇性溢流问题的解决方案，预测污水可能对河道造成的污染 程度，并制定相应的改善方案  城市雨水水质评估及污染负荷的控制  沉积物输移  污染负荷的预测 合流制系统的普遍存在的合流污水溢流（CSO）问题是排水系统所面临的一个普遍问题。 借助排水模型，不仅可以模拟一次降雨之后排水系统超出截流能力之后出现的溢流，而且利用 长系列模拟功能，可以对当地平均年降雨情况下的全年暴雨导致的溢流量进行预测。在获得实 测水质或直接校验水质模型后，可以对常见的溢流污染物如SS，COD，BOD，TN，TP 等长 期年均溢流负荷进行评估。相应的，可以根据溢流水体环境容量给出污染物允许排放量，转而 为合流制系统溢流的改善提供依据，借助模型为优化合流系统调蓄能力和截流的运行提供支持 ，规划溢流调蓄池等改善措施的方案。 华霖富水利环境技术咨询（上海）有限公司 上海银城中路 8 号中融碧玉蓝天大厦 710 室 7 电话：021-6100-5215 传真：021-6100-5217
    4）城市降雨径流控制及调蓄设计及评估 排水系统通常较为复杂，不光具有重力流系统，还有水泵强排系统、圩区排放系统；还存 在系统的雨污混接、入流与入渗，可能存在泥沙淤积，可能受到河道潮位等影响，这些复杂的 工况只有借助水力模型才能准确的进行模拟，并且结合实际情况确定出相关的解决方案，如增 加调蓄设施，或利用现有的泵站调度能力，又或者改变排水系统的排放路径等等，从而最终确 定出最为合适的解决方案。 5）河道系统现状评估及洪涝灾害评估 通常，在持续的降雨发生时，河道水位会出现很大的涨幅。如何保障顺利排放，显得尤为 重要。模型可以分析不同降雨强度下，河道内的水位信息，确定河道是否安全。如发生漫溢， 则确定出漫溢位置，淹没范围等关键信息，以及评估各种的防调度措施。 1.2 建立模型的效益  确认和了解污水和雨水系统的水力问题；  确定和了解河道系统的水力问题；  确定排水系统同河道系统间的相互作用；  具备信心的规划和设计、符合成本效益的方案，使系统能达到电脑模拟出的性能改善效 果；  最大限度的利用现有资产，节省资金并使难得的资金尽可能发挥效益；  筹划改善工程的实施阶段和优先次序以及证实投资需求；  快速评估新的发展项目和管网变化对现有系统的影响；  删除非必要的改善工程以减少投资及对交通和公众的干扰；  减少水浸以改善公共卫生和安全；  减少溢流以改善水体水质；  利用存储系统以缩小处理厂和泵站规模（减少投资） 。 1.3 InfoWorks ICM 提供的解决方案 InfoWorks ICM为市政给排水及河道提供了别具 一格的完整的系统模拟工具，可以仿真模拟城市水文 循环，进行管网及河道局限性分析和方案优化，准确 、快速地进行网络模拟。以下列出了InfoWorks ICM 华霖富水利环境技术咨询（上海）有限公司 上海银城中路 8 号中融碧玉蓝天大厦 710 室 8 电话：021-6100-5215 传真：021-6100-5217
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