水质模型软件：SWMM二次开发_（11）.SWMM模型优化与验证.docx

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SWMM模型优化与验证

在前一节中，我们详细介绍了如何构建和运行SWMM模型。本节将重点探讨如何对SWMM模型进行优化与验证，以确保模型的准确性和可靠性。优化和验证是模型开发过程中的重要环节，通过这些步骤，我们可以提高模型的预测能力，减少误差，并确保模型能够有效地模拟现实中的水文和水质过程。

1.模型优化

模型优化是指通过调整模型参数，使其输出结果更接近实际观测数据的过程。SWMM模型包含多个参数，这些参数的合理设置对于模型的准确性至关重要。常见的优化方法包括手动调整、自动优化和遗传算法等。

1.1手动调整参数

手动调整参数是最直接的方法，但也是最耗时的方法。通过反复试验，手动调整模型中的关键参数，直到模型输出与实际观测数据的差异最小化。手动调整参数的过程通常包括以下几个步骤：

选择关键参数：首先，确定模型中哪些参数对输出结果影响最大。常见的关键参数包括：汇水区的径流系数、管道的粗糙系数、节点的蒸发系数等。

设定初始值：为关键参数设定合理的初始值，这些初始值可以基于经验值或文献资料。

运行模型：使用设定的参数运行模型，记录输出结果。

比较结果：将模型输出结果与实际观测数据进行比较，分析差异。

调整参数：根据差异调整参数值，重复运行模型和比较结果，直到差异最小化。

例子：手动调整径流系数

假设我们有一个汇水区，实际观测的径流数据如下：

时间(小时)|实际径流(m3/s)|

|————-|—————–|

0|0.0|

1|0.1|

2|0.2|

3|0.3|

4|0.4|

5|0.5|

6|0.4|

7|0.3|

8|0.2|

9|0.1|

10|0.0|

我们首先在SWMM输入文件中设置径流系数为0.5，运行模型并记录输出结果：

[SUBCATCHMENTS]

;SubcatchmentRainGageOutletArea%ImpervWidthSlopeCurveNumber

S1G1J15502000.0160

[INFILTRATION]

;SubcatchmentSuctionHyd.Cond.InitialSat.Max.RateMin.RateDryTimeMax.Ponds

S12000.10.350.5310

运行模型后，得到的径流数据如下：

时间(小时)|模型径流(m3/s)|

|————-|—————–|

0|0.0|

1|0.05|

2|0.15|

3|0.25|

4|0.35|

5|0.45|

6|0.35|

7|0.25|

8|0.15|

9|0.05|

10|0.0|

对比实际观测数据，我们可以看到模型输出的径流峰值偏高，且下降速度过快。因此，我们尝试将径流系数调整为0.4，重新运行模型：

[SUBCATCHMENTS]

;SubcatchmentRainGageOutletArea%ImpervWidthSlopeCurveNumber

S1G1J15402000.0160

[INFILTRATION]

;SubcatchmentSuctionHyd.Cond.InitialSat.Max.RateMin.RateDryTimeMax.Ponds

S12000.10.350.5310

再次运行模型，得到新的径流数据：

时间(小时)|模型径流(m3/s)|

|————-|—————–|

0|0.0|

1|0.08|

2|0.18|

3|0.28|

4|0.38|

5|0.48|

6|0.38|

7|0.28|

8|0.18|

9|0.08|

10|0.0|

通过比较，可以看到调整后的模型输出更接近实际观测数据，但仍有一定差距。我们继续调整，直到模型输出与实