基于SWMM模型的BIM山区汇流分析（论文）.pdf

施工技术 CONSTＲUCTIONTECHNOLOGY2020 年 6月 第 49 卷增刊 基 于 SWMM 模 型 的 BIM 山 区 汇 流 分 析 * 陶 博 文 ，邓 世 超 (中交隧道 工程 局有限公司 ，北京 100102 ) ［摘要 ］通过 构建施工现场 BIM 模型 确定 存在的子汇水区域，基于 SWMM 模型 ，利用 已获取的现场 气象 资料数 据 ， 分别 对径流 过程和 径流量 进行 模拟分析，为施工现场 雨水收集沟渠的设 置提供依 据。 ［关键词 ］雨水收集;BIM 模型 ;SWMM 模型 ;汇水分析 ［中图分类号 ］TU17 ［文献标识码 ］A ［文章编号 ］1002-8498 (2020 )S1-0490-02 ConfluenceAnalysisofBIMMountainAreaBasedonSWMMModel TAOBowen ，DENGShichao (CCCCTunnelEngineeringCo .，Ltd .，Beijing 100102 ，China ) Abstract :Determinetheexistingsub-catchmentareabyconstructingaconstructionsiteBIMmodel.BasedontheSWMM model ，theacquiredon-sitemeteorologicaldataisusedtosimulateandanalyzetherunoffprocessandrunoff ，toprovidea basisforthesettingofrainwatercollectionditchesontheconstructionsite. Keywords :rainwatercollection ;BIMmodel ;SWMMmodel ;catchmentanalysis 效“十三五”国家重点研发计 划:复杂 山地条件 下冬 奥雪上项目竞赛 场馆设计施工 关键技术 研究 (2018YFF0300302 ) ［作者简介 ］陶博文，工程 师，硕士，E-mail :1284584654@qq.com ［收稿日期 ］2020-01-20 0 引言 山区流域作为下游 城市平 原区的生态屏障 和水 源 涵养地，随着 工程建 设 对 水 资 源 量 以 及 改 善 生 态 环 境 的需求日增，其 环 境 效 益 与 生 态 价 值 日 益 凸 显。 我 国 学者 吴建立等 基 于 SWMM 模 型 模 拟 城 市 区 域 降 水 径 流 过程 ，王永等在 山 区 城 市 的 排 水 规 划 中 利 用 SWMM 模型为 当地预防洪 水 灾 害、减 少 内 涝 损 失 起 到 了 积 极 的 作 用。 刘 光 冬 等 在 北 京 清 水 河 流 域 利 用 SWMM 模 型 进行 了 径 流 数 值 的 模 拟 研 究 。 SWMM 在 国 外 也 有 广泛的使 用。 Tsihrintzis 等 以 南 佛 罗 里 达 4个 面 积 较 小的城市为 研究 区域，利用 SWMM 模 拟 降雨 径流 过 程 及 污染 物变化过程 。Choi 等为提高模型 的模拟精度采 用 了自 动率定 法确定 模型 ，Jang 等利用 SWMM 模 型 对 市区的排水系统 与污染 负荷进行 了评估。但 是 目 前 国 内外专家更多 的 是 利 用 SWMM 模 型 进 行 城 市 排 涝 模 拟和河流 的水质 模 拟，对 于 设 计 山 区 的 临 时 排 洪 管 渠 的研究 较 少。 本 文 利 用 BIM 对 施 工 现 场 汇 流 区 域 进 行 定位后，采用 SWMM 模型 对现场 临 时 管 渠 进行 优 化 设 计。 1 研究 区概况 小海陀 山 位 于 北 京 市 延 庆 区 西 北 部，最 高 海 拔 2198m ，是北京的 第 三 高 峰，也 是 2022 年 冬 奥 会 高 山 滑雪赛事 举 办 地 。 小 海 陀 山 介 于 N40°32 ’16 ’’ ～40°33 ’36’’ ，E115°47 ’32’’ ～115°49 ’10 ’’ ，属 燕 山 山 脉 中段军都山系 。小海陀山地区为暖温带大陆 性 季风气 候 区，春季少雨多风，夏季 温暖多雨;秋季多 风，冬季严 寒干 燥。受 地 形 条 件 影 响 ，与 延 庆 盆 地 相 比，气 温 偏 低，湿 度 偏 高，年 平 均 气 温 8.86℃ ，年 均 降 水 量 597.6mm ，无霜期 150～160d 。本 研 究 区 域 东 起 国 家 高 山滑雪中心 G2 雪 道、西 至 F1 雪 道，南 起 竞 速 结 束 区 ， 北达 J7-2 技术 雪道。 2 汇水面 积提取 本文利用 BIM 进行 施 工 现 场 汇 水 面 积 提 取，将 现 场 测得的原 始 地 形 数 据 导 入 BIM 软 件 中 生 成 山 地 模 型 ，为了 创建三角网格，CIVIL3D 软 件 会 自 动 连 接 最 接 近的点 构成三角形。曲面中任意一点的 高程 都 可 以 通 过 这种内插的方法 表示 ，如图 1所示 。 在山体模型上 设 置 若 干 个 无 序 的 降 水 点 ，由 山 体 模型 生成的方 式可 知，当 降 水 流 至 局 部 三 角 网 格 高 程 最低 点，将无法 流 向 其 它 区 域。 如 果 存 在 一 个 最 低 点 的 集合区域，则该区域为寻找的蓄水洼地。 由西南 、东部汇水区域可知，水流路径基本 按 照 山 脉走势路线发展，在 场 地 西 南 处 和 东 部 分 布 有 5块 汇 水区域，分别 位于 F1 雪 道 和 竞 技结 束区 之 间及 G2 雪 道东侧。预计汇水区域坐 标及面积 如表 1所示 。 根据 BIM 模型 ，在 工 程 设 计 建 设 中 沿 水 流 流 线 和 汇水区域设计建 造 雨 雪 水 回 收 利 用 设 施 ，为 信 息 化 施 工和 高山滑雪区雨雪水回收再利用 体系设计提 供 理 论 指导和设 计依据。 0 9 4 表 1 预计 汇水区域坐标及面 积 编号 汇水区域一 汇水区域二 汇水区域三 汇水区域四 汇水区域五 x坐标 453046.659453338.333453407.090453479.631454716.747 y坐标 375248.712375231.845375233.236375244.847375692.818 面积 /m2 5363.075261.26932.466301.9211258.