精准调控：基于 SWMM 动态控制规则的合流制排水系统溢流污染防治技术

 在城市内涝防治、排水系统优化及海绵城市建设等研究领域，水文水动力模型已成为不可或缺的技术工具。本文将聚焦最新水文水动力模型在城市水系统研究中的应用，深入剖析 SWMM 模型动态控制功能这一关键技术点，并结合实际案例进行代码与公式讲解，为高校老师及科研院所科研人员提供实用的技术参考。

技术原理与应用场景

SWMM（Storm Water Management Model）作为城市雨水管理和排水系统模拟的经典模型，其动态控制功能通过条件判断语句对水泵、管道、孔口、堰等设施进行实时调控，实现对复杂排水系统运行状态的精准模拟。这一功能在以下场景中具有重要应用价值：

• 合流制排水系统溢流控制
• 雨水泵站的智能调度
• 调蓄池的优化运行
• 海绵城市设施的协同调控

控制逻辑与语法结构

SWMM 动态控制功能基于规则（RULE）实现，其基本语法结构如下：

• condition：条件判断，可基于节点水深（NODE DEPTH）、流量（FLOW）、时间（TIME）等参数
• action：执行动作，包括设置设备状态（PUMP STATUS ON/OFF）、调整开度（ORIFICE SETTING）等
• PRIORITY：规则优先级，数值越小优先级越高

案例应用：基于 SWMM 动态控制的合流制排水系统溢流优化

案例背景

某城市合流制排水系统面临雨季溢流污染问题，研究区域面积约 500 公顷，包含 120 个排水节点、150 段管段及 3 座调蓄池。传统固定调度模式下，年均溢流次数达 12 次，溢流总量约 15 万吨。

动态控制策略设计

基于 SWMM 动态控制功能，设计如下控制策略：

1. 条件判断

   • 当主干管末端节点水深≥1.5m 且持续时间≥30 分钟
   • 同时调蓄池水位≤80% 设计水位

2. 执行动作

   • 开启调蓄池进水闸门（开度 100%）
   • 启动雨水泵站（提升流量至设计值的 120%）

代码实现与公式讲解

以下为实现上述控制策略的 SWMM 代码片段：

通过 SWMM 模拟对比传统固定调度与动态控制策略，结果显示：

• 年均溢流次数减少至 5 次，降幅达 58.3%
• 溢流总量降至 6 万吨，削减率 60%
• 调蓄池利用率提高 35%

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