水质模型软件：SWMM二次开发_（6）.SWMM二次开发实例：污染负荷计算.docx

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污染负荷计算

在上一节中，我们介绍了如何使用SWMM进行基本的水文和水力模拟。接下来，我们将深入探讨如何通过SWMM二次开发来进行污染负荷计算。污染负荷计算是水质模型中的重要组成部分，它可以帮助我们评估和管理水体中的污染物。SWMM提供了多种方式来计算污染负荷，包括内置的污染物传输模型和通过外部程序进行二次开发。本节将重点介绍如何通过Python进行SWMM的二次开发，实现自定义的污染负荷计算。

1.SWMM中的污染负荷计算基础

SWMM内置的污染负荷计算主要基于水质方程，这些方程描述了污染物在水体中的传输和转化过程。SWMM中的水质方程可以分为三个主要部分：

污染物生成：描述污染物在各个子流域中的生成过程，包括不同土地利用类型下的污染物负荷率。

污染物传输：描述污染物在雨水径流和管道系统中的传输过程，包括污染物在管道中的沉积和重新悬浮。

污染物转化：描述污染物在水体中的转化过程，包括化学反应、生物降解等。

在SWMM的输入文件中，可以通过以下部分来定义和配置水质模型：

[POLLUTANTS]：定义污染物的名称和特性。

[LANDUSES]：定义不同的土地利用类型及其污染负荷率。

[BUILDUP]：定义污染物在地表的累积过程。

[WASHOFF]：定义污染物在雨水径流中的冲刷过程。

[TREATMENT]：定义处理设施的处理效率。

2.使用Python进行SWMM二次开发

SWMM提供了一个API接口，可以通过Python等编程语言进行二次开发。Python以其简洁的语法和强大的库支持，成为进行SWMM二次开发的首选语言。本节将介绍如何使用Python调用SWMMAPI进行污染负荷计算。

2.1安装SWMM和Python库

在开始之前，确保已经安装了SWMM和相关的Python库。SWMM的API可以通过pyswmm库进行访问。以下是安装步骤：

安装SWMM：从SWMM官方网站下载并安装必威体育精装版版本的SWMM。

安装Python：确保已安装Python3.x版本。

安装pyswmm：使用pip安装pyswmm库。

pipinstallpyswmm

2.2调用SWMMAPI

pyswmm库提供了方便的接口来调用SWMM的API。以下是一个简单的示例，展示如何使用pyswmm打开一个SWMM模型文件并进行模拟：

frompyswmmimportSimulation,Subcatchments,Nodes,Links

#打开SWMM模型文件

withSimulation(path/to/your/swmm/input/file.inp)assim:

#获取子流域、节点和链接对象

subcatchment=Subcatchments(sim)[Subcatchment1]

node=Nodes(sim)[Node1]

link=Links(sim)[Link1]

#在模拟过程中进行操作

forstepinsim:

print(fSimulationstep:{sim.current_time})

print(fSubcatchmentrunoff:{subcatchment.runoff})

print(fNodedepth:{node.depth})

print(fLinkflow:{link.flow})

2.3自定义污染负荷计算

在SWMM中，可以通过自定义污染物生成、传输和转化过程来实现更复杂的污染负荷计算。以下是一个示例，展示如何在模拟过程中动态地计算污染物负荷。

2.3.1定义污染物和土地利用类型

首先，我们需要在SWMM输入文件中定义污染物和土地利用类型。假设我们有一个名为Pollutant1的污染物和一个名为LandUse1的土地利用类型。

[POLLUTANTS]

;;NameConc.KcKdKsKtKpTempCoefGwCoefTcTtTsLrLrsGwS

Pollutant10.00.00.00.00.00.01.01.00.00.00.00.00.00.0

[LANDUSES]

;;NameSweepFracKwQwBieldFrac

LandU