Khai báo thông số mặc định – Khai báo các ký hiệu cho từng đối tượng , Project Default Khai báo các ký hiệu cho từng đối tượng Tuỳ chọn để giữ nguyên các ký hiệu dùng cho các project k
Trang 1Hướng dẫn sử dụng EPA SWMM 5
National Risk Management Research
Laboratory Cincinnati, OH 45268
M.Hồ Long PhiThe University Of TechnologyThe Civil Engineering FacultyWater Resourse Engineering
Department
Trang 2Lịch sử phát triển của SWMM
•1969-1971: Version 1 (B Metcalf and Eddy et al.)
•1975: Version 2 (Huber et al., 1975)
•1981: Version 3 (Huber et al., 1981; Roesner et al., 1981)
•1988: Version 4 (Roesner et al., 1988)
•2004: Version 5 (Lewis A Rossman, 2004)
•Download: http://www.epa.gov/ednnrmrl/swmm/
Trang 3Khả năng của mô hình
RUNOFF (mô hình chảy tràn)
Mô hình mưa là hàm theo thời gian
Bốc hơi từ mặt nước
Lượng mưa giữ lại bởi các khu trữ
Quá trình thấm vào đới không bão hòa của mặt đất
Quá trình thấm vào mực nước ngầm
Dòng trao đổi giữa nước ngầm và nước mặt
Lan truyền dòng chảy tràn trên mặt đất
Trang 4Khả năng của mô hình
EXTRAN (mô hình thủy lực )
Không hạn chế quy mô hệ thống.
Cho phép khai báo cống kính, kênh hở và sông tự nhiên.
Cho phép mô phỏng các công trình như: khu trữ, trạm xử lý nước, cửa chia nước, trạm bơm, cống hở và
cống ngầm
Cho phép xem xét các lưu lượng nhập từ chảy tràn, nước ngầm, nước thải và chuỗi lưu lượng tùy ý
Aùp dụng phương pháp sóng động học hoặc động lực.
Mô phỏng các chế độ chảy khác nhau: thuỷ triều, chảy ngập trong cống, dòng chảy ngược, và ngập
trên mặt đất
Cho phép khai báo chề độ điều khiển hoạt động của bơm hoặc cống.
Trang 5Ứng dụng của SWMM
SWMM đã được ứng dụng trong hàng ngàn dự án thoát nước trên khắp thế giới để quy hoạch và xác định quy mô của các hạng mục công trình thoát nước như:
Đường ống,
Kênh dẫn,
Đập tràn,
Trạm bơm,
Hồ điều tiết,
Cống ngăn triều
Trang 6Cài đặt chương trình
Sau khi download, chạy file
epaswmm5_setup.exe để tiến hành setup chương trình
Thư mục mặc định là
C:\Program Files\EPA SWMM 5.0
Sau khi cài đặt trong Start Menu sẽ xuất hiện một biểu tượng của EPA SWMM 5.0.
Trang 7Hướng dẫn sử dụng
Các bước thực hiện mô phỏng một Project :
1 Khai báo các thông số mặc định
và các tùy chọn.
2 Vẽ sơ đồ lưu vực và mạng lưới
công trình thoát nước
3 Khai báo các thông số của hệ thống
4 Chạy mô phỏng
5 Xem xét kết quả
6 Hiệu chỉnh thông số đầu vào và mô phỏng lại
(nếu cần)
Trang 8 Khai báo các thông số
• mặc định và các tùy chọn
• của hệ thống
Trang 9Khai báo thông số mặc định – Khai báo các
ký hiệu cho từng đối tượng , Project Default
Khai báo các ký hiệu cho từng đối tượng
Tuỳ chọn để giữ nguyên các ký hiệu dùng cho các project khác
-Trạm đo mưa
- Tiểu lưu vực
- Nút
- Cửa xả
- Cửa chia nước
- Vùng trữ tạm nước
- Ống dẫn ( kênh , ống , sông )
- Bơm
Trang 10Khai báo thông số mặc định
Khai báo các giá trị mặc định cho tiểu lưu vực
- Diện tích lưu vực ( ha)
- Bề rộng lưu vực ( m)
- Độ dốc trung bình
- % tỷ lệ diện tích không thấm
- Hệ số nhám Maning của phần không
thấm & vùng thấm
- Lượng nước trữ lại trên vùng không thấm
- Lượng nước trữ lại trên vùng thấm
- Phần hoàn toàn không thấm
Trang 11Khai báo thông số mặc định
- Giá trị cho nút
- Chiều sâu max của nút
- Chiều dài conduit (m)
Trang 12Khai báo Map Option
Khai báo ký hiệu tiểu lưu
vực Khai báo biểu tượng nút -
-Ký hiệu biểu tượng
đường ống - Ký hiệu nhãn -
Thể hiện các giá trị trên
màn hình Thể hiện ký hiệu ống -
Loại mũi tên
Màu nền
Trang 13- Khai báo các thông số
của hệ thống
Các hạng mục vật
Trang 14 Khai báo đối tượng Nút - Junction
Invert Elev
Z mặt đất
depth
Surcharge depth
- Lưu lượng nhập thêm vào nút
- Cao độ đáy hố ga (m)
- Chiều sâu max của hố ga = Zgr –
Trang 15Khai báo thông số Inflow của Junction
- Q chảy vào hệ thống đến từ nơi khác
- Khai báo bằng chuỗi thời gian
Direct
Trang 16Khai báo thông số Inflow của Junction
Nước thải sinh hoạt
- Khai báo bằng giá trị trung bình
- Khai báo bằng Time Pattern
Dry Weather Flow
Trang 17Khai báo thông số Inflow của Junction
RDII (Rainfall-Derived Inflow/Infiltration)
Dòng chảy phát sinh từ lưu vực khác, có nguồn gốc từ mưa,
Được khai báo bằng Thủy đồ đơn vị (Unit Hydrograph) và diện tích lưu vực.
Trang 18Khai báo thông số Inflow của Junction
RDII (Rainfall-Derived
Inflow/Infiltration)
Qmax
Giản đồ lưu lượng tràn tính
cho 1 ha
Trang 19 Khai báo thông số đo mưa - Rain Gage
- Loại số liệu về cường độ mưa
- Khoảng thời gian giữa 2 số liệu (hh:mm)
- Nguồn số liệu
Intensity (mm/h)Volume (mm)Accumulative (mm) ( cộng dồn)
Time seriesFile
- Đơn vị tính ( mm , inch )
Trang 20 Khai báo đối tượng Lưu Vực - Subcatchment
- Trạm mưa phụ trách
- Nút nhận nuớc
- Diện tích lưu vực ( ha)
- Chiều rộng chảy tràn (m)
- Độ dốc mặt đất ( %)
- Tỷ lệ diện tích không thấm
- Hệ số nhám Maning của vùng không
thấm & vùng thấm (p141)
- Lớp nước trữ trên vùng không thấm
& vùng thấm ( mm)
- Tỷ lệ diện tích hoàn toàn không trữ (%)
- Kiểu tràn
- Tỷ lệ tham gia tràn
- Phương trình thấm ( Horton , Grenn-Apt)
thấm – không thấm
không thấm – thấm
thấm – không thấm – hg
Trang 21 Khai báo đối tượng tuyến thoát nước -
- Chiều cao bậc chảy vào (m)
- Chiều cao bậc chảy ra (m)
- Lưu lượng ban đầu ( m3/s)
- Hệ số tổn thất cục bộ đầu vào (0,5)
- Hệ số tổn thất cục bộ đầu ra (1)
- Hệ số tổn thất cục bộ khác trên đoạn cống
- Van ngăn một chiều ( yes = chảy
ra )
Inlet offset
Outlet offset
Trang 22Khai báo thông số hình dạng của Conduit
Loại cống tròn
- Số lượng ống
- Đường kính ống (m- CMS)
Trang 23Khai báo thông số hình dạng của Conduit
Loại cống tròn bị lấp
một phần
Lớp bùn
Đường kính
Trang 24Khai báo thông số hình dạng của Conduit
Loại kênh hình thang
Chiều sâu nước (=Zmatdat – Zdaykenh –
Zantoan)Bề rộng đáy
Mái dốc bờ phải / trái
( theo hướng nước chảy )
Hệ số mái dốc = ngang/đứng
Trang 25Khai báo thông số hình dạng của Conduit
Irregular conduit ( Lòng dẫn tự nhiên)
Trang 26Khai báo thông số Loss Coefficient – Conduit
Head Loss = K (V2/2g)
Loss Coefficient K
K: Tra sổ tay thủy lực tùy theo loại tổn thất cục bộ
Trang 27 Khai báo đối tượng Cửa xả - Outfall
- Lưu lượng nhập thêm
- Cao độ đáy (m)
- Có / không có van ngăn triều
- Trạng thái
- Đường cong quan hệ mực nước triều Tidal Curve
Free : chảy tự do ( không ngập )
Normal : mực nước tại cửa xả là dòng đều
Fixed : mực nước tại cửa xả cố định
Tidal : mực nước dao động theo triều từng giờ
trong ngày
Time Series : mực nước dao động theo thời gian
Trang 28 Khai báo đối tượng Outlet
(cửa xả có van điều tiết lưu lượng)
- Nút vào
- Nút ra
- Chiều cao so với đáy cống (m)
- Van một chiều
- Đường cong đặc tính
- Hệ số A của phương trình đường cong đặc tính
- Số mũ b của phương trình đường cong đặc tính
- Đường cong đặc tính lưu lượng của cửa van
Rating Curve
Q =
AHb
Trang 29 Khai báo đối tượng Bơm - Pump
Trang 30 Khai báo đối tượng Lỗ thoát nước - Orifice
- Nút vào
- Nút ra
- Loại : Side / Bottom
- Hình dạng : Circular / Rect_Closed
Trang 31Khai báo đối tượng Lỗ thoát nước - Orifice
Loại Bottom
Crest height
Loại Side
Trang 32 Khai báo đối tượng Cống hở - Weir
- Hệ số lưu lượng
- Van một chiều
1,84 : ngưỡng thành mỏng1,38 - 1,83 : ngưỡng rộng
1,35 - 1,55 : tràn tam giác
Trang 33Khai báo đối tượng Cống hở - Weir
Trang 34 Khai báo đối tượng Divider
(cống phân lưu lượng)
-Tuyến cống nhận lưu lượng được phân
- Kiểu phân lưu lượng
- Lưu lượng giới hạn bị giữ lại
- Tên đường cong phân chia lưu lượng -
Diversion Curve
- Lưu lượng bắt đầu được cắt
- Độ mở tối đa của van (m)
- Hệ số lưu lượng x khẩu độ cống
Cut off : chỉ giữ lại lưu lượng giới hạn, nếu lớn hơn thì phần dư sẽ chuyển vào ống kia
Trang 35 Khai báo đối tượng Storage Unit
( hồ điều tiết , khu trữ tạm)
- Dòng chảy vào
- Cao độ đáy (m)
- Chiều sâu tối đa (m)
- Chiều sâu nước ban đầu (m)
- Diện tích khu trữ (m2 )
- Hệ số xét đến bốc hơi ( 0 -1)
- Đường cong hình dạng hồ
- Hệ số A của đường cong dung tích
- Hệ số b của đường cong dung tích
- Hệ số C của đường cong dung tích
- Tên đường cong dung tích – Storage Curve
V = AHb + C
Trang 36 Khai báo đường cong đặc tính
Pump curves (Đường cong đặc tính bơm)
Trang 37Pump curves (Đường cong đặc tính bơm)
Trang 38 Khai báo đường cong đặc tính
Diversion curve ( Đặc tính phân chia lưu lượng )
Trang 39 Khai báo đường cong đặc tính
Storage curve (Đặc tính hồ điều tiết)
Trang 40 Khai báo đường cong đặc tính
Tidal curve (Đường quan hệ mực nước triều)
Trang 41 Khai báo đường cong đặc tính
Rating curve (Đặc tính lưu lượng của cửa van)
Trang 42 Khai báo đường cong đặc tính
Time Pattern (hệ số phân phối theo thời gian)
Trang 43 Mô phỏng hệ thống thoát nước
Trang 44Mô phỏng một hệ thống thoát
nước
Dòng ổn
định Động học -Sóng động
Option - General
Trang 45Mô phỏng một hệ thống thoát
nước
Option - Dates
Thời gian bắt đầu
phân tích Thời gian bắt đầu
-báo cáo - Thời gian kết thúc
phân tích
Trang 46-Mô phỏng một hệ thống thoát
Trang 47Mô phỏng một hệ thống thoát
nước
Option - Dynamic Wave
Số hạng quán tính -
Hệ số bước thời gian
thay đổi -
Thay đổi bước thời gian
bằng cách thay đổi chiều dài
-conduit
Trang 48 Hệ số nhám của Conduit
Trang 49 Hệ số nhám của Imperv