基于ARCGIS简化SWMM建模过程中管网的过程与实现

常胜昆

【摘要】排水系统管网的模拟运算结果，能够为城市规划建设提供很好的指导作用。对于城市建设中的排水系统管网规划有着优化调节作用。庞大的排水管网系统有时候会过于臃肿，需要在保证管网SWMM模拟安全可靠运行的情况下，进行简化。即保证简化节点和管段后，汇流面积不变。SWMM自身完成这样的简化，是一项很耗时的工作，且易出现错误。利用ARCGIS软件，进行管段和节点的简化，能够高效的完成这个过程。本文以一个排水区域为例，介绍如何通过ARCGIS与SWMM的交互，在借助ARCGIS功能的基础上完成管网的简化。

【關键词】ARCGIS SWMM；排水管网；简化

1、引言

城市排水管网系统担负着收集城市生活污水和工业废水、及时排除城区内雨水和流经市区雨水的任务。利用数学模型的方法来模拟排水管网是城市排水系统辅助管理的一种有效手段。在我国用计算机模型解决实际水环境问题已经有了初步发展，利用模拟技术作为管理决策乃至系统设计的依据将是必然的发展趋势。综合水域信息管理是有效解决水危机及水环境存在的诸多问题的有利工具。

庞大的排水管网系统在模拟过程中，费时费力却不能得到理想的结果。繁琐的数据有时还会对模型造成运行偏差，在保证模拟安全可靠运行的情况下，我们可以对复杂的排水管网进行简化。

2、SWMM模型及其简化过程

2.1 SWMM模型简介

SWMM是美国环保署公开发行的软件，可用于城市区域降雨径流、合流制管道、污水管道和其他排水系统的规划设计、情景分析和方案评估等对各方面，包括为控制城市内涝而设置的各类排水设施的选择与设计、为减少合流制系统溢流而制定管理策略、为掌握入流和入渗对污水管溢流的影响而进行系统评估、为开展城市非点源污染研究以减少雨季非点源污染负荷而制定控制措施等。

2.2模型简化过程的复杂性

排水系统管网的模拟运算结果，能够为城市规划建设提供很好的指导作用。全部的排水管网在模拟时显得过于臃肿，而且导致运算速度缓慢。要进行简化，具体过程是，增加汇流面积时候，需要记下删除的检查井编号和其对应的汇流面积，然后进行加法更改模型数据。同样的，改变管段长度仍然需要进行加和更改。如下图，某区域的原始排水管网，有2637个检查井、2641个汇水分区和2674根管道。

3、ARCGIS简介和管网简化功能的实现

3.1 ARCGIS简介

ARCGIS是美国ERSI公司的一个地理信息系统产品。ARCGIS是一个全面的，可伸缩的GIS平台，为用户构建一个完善的GIS系统提供完整的解决方案。

3.2管网简化功能的实现

将模型数据导入ARCGIS中，数据自动录入属性表，省去逐一记录的繁琐。ARCGIS的编辑功能非常强大，能够对目标对象进行选择、高亮、查看、删除、合并、查看属性等等，还能更改对象属性，进行对象属性数值的加和、平均值等计算。利用ARCGIS软件的编辑功能，就能够高效的完成排水管网系统的简化过程。

4、运用AGCGIS简化SWMM管网的操作思路

将数据和图形添加到ARCGIS的ARCMAP中，显示模型各类属性，可以在ACRGIS中集中删除不需要的管段和节点，然后在属性表进行面积、长度的加和计算。得到的数值返回到.inp文件中，进而运行模型。

5、实现简化的具体过程

5.1不同文件类型的转换

排水管网SWMM的文件时.inp类型。如何才能将.mp文件转换成为能够成功导入GIS中的文件是关键部分。首先，SWMM的.inp格式文件，转换成.net格式文件。然后，运用EPA2GIS软件将.net文件转换成.shp文件。

5.2.shp格式文件导入GIS

在ARCGIS的ACGCATALOG中建立database，导入节点和管线两个.shp格式文件即可。建立数据库的目的是能够更直接方便的进行数据的输入和编辑。数据的变化能够自动的保存在.shp文件所属的数据库中。

5.3完成属性数据显示

在数据库中的节点和管线的属性表中只是自动编号等的一些基本属性，并不能看到节点的汇流面积、检查井位置坐标和管线长度等实际属性数据。需要在database中添加节点的汇流面积和管段长度的具体属性，然后进行ID属性的链接合并。

5.4在GIS中进行简化

选择需要简化的管线和节点，在GIS中能够高亮显示。在ARCGIS里面进行删除需要简化的管段和节点，同样对应删除模型里面的节点和管线，关键的部分是要使管段长度和节点汇流面积保持不变。

5.5模拟简化后的模型

将ARCGIS中属性表的数据，反馈到SWMM的.inp文件中，修改节点对应的汇流面积和管段长度。这样就能够完成删除多余的不需要的节点和管线，得到需要的模型。

结论：

通过ARCGIS与SWMM的交互，在借助ARCGIS功能的基础上完成管网的简化。利用ARCGIS软件，在保证汇流面积不变的前提下，能够便捷的简化管网并且保证数据的完整性，得到简化后的模型，再进行模拟。事实证明，简化后的模拟结果同样具备准确的仿真效果和对实际项目的决策支持功能。