水利水电技术第42卷2011年第11期
城市雨洪模型应用现状及对比分析
王海潮，陈建刚，张书函，来海亮，苏东彬
（北京市水利科学研究所，北京100048）
摘要：在总结国内外城市雨洪模型研究进展的基础上，分析了适用性较好的SWMM 、InfoWorks CS 、MOUSE 的雨洪模型在国内应用现状，从前处理程序、核心模型、数据接口等几方面将三个模型进行对比，找到各自优势与缺点，指出共同存在的问题，展望城市雨洪模型的发展前景，为现阶段国内城市雨洪模型的应用提供选择依据。
关键词：城市雨洪模型；SWMM ；InfoWorks CS ；MOUSE
中图分类号：TV122. 1
文献标识码：A
文章编号：1000-0860（2011）11-0010-04
Application status and comparative analysis of urban storm water models WANG Haichao ，CHEN Jiangang ，ZHANG Shuhan ，LAI Hailiang ，SU Dongbin
（Beijing Hydraulic Research Institute ，Beijing 100048，China ）
Abstract ：Based on the summarization made on the oversea and domestic study progresses of urban storm water models ，the application status of the models i. e. SWMM ，InfoWorks CS and MOUSE widely used at home with better applicability are ana-processing program ，core model ，data lyzed herein ，in which the tree models are compared from several aspects such as the pre-interfaces ，etc. ，so as to find out their own merits and defects ，point out their common problems and predict the development prospect of urban storm water model ，and then to provide a selecting basis for the current application of the urban storm water model in China.
Key words ：urban storm water model ；SWMM ；InfoWorks CS ；MOUSE
随着城市化进程的加快，城区下垫面条件发生
了很大变化，而排水管网的铺设直接改变了当地产汇流条件，这使得传统的水文模型对于城市水文循环的模拟几乎失灵。为了深入地认识城市雨水径流过程，各国科学家开发了多种城市雨洪模型。论文在总结国内外城市雨洪模型研究进展的基础上，对SWMM 、InfoWorks CS 、MOUSE 三个模型从多角度进行对比分析，期望能够为城市雨洪模型的选取提供一定的依据。
国外20世纪40 50年代开始这方面研究，60年代后研制的城市雨洪模型已取得较大进展。目前国外主要的城市雨洪模型见表1。从表1可以看出，尽管国外城市降雨径流模型较多，但每个模型都有其适用性的一面，不是单独一个模型惟一适合哪种情况，也不存在“万能”的模型。相对而言，SWMM 、In-foWorks 、MOUSE 三个模型包含水文模型、水力模型；包含水质模块；能够对连续事件和单一事件进行模拟；模型适用性将比其他模型更加广泛。国内对城市雨洪模型研究起步较晚，在20世纪60 70年代进
1城市雨洪模型研究进展
城市雨洪模型主要有水文模型、水动力学模型两大类型。水文学模型采用系统分析的途径，把汇水区域当作一个黑箱或灰箱系统，建立输入与输出的关系。水动力模型是建立在微观物理定律（连续性方程和动量方程）的基础上，模拟坡面的汇流过程。
收稿日期：2010-12-22
“大城市雨洪智能化管理研究”基金项目：科技部国际科技合作项目
（010S2010GR0640）；2011年度水利部科技推广计划项目“城市雨洪控制与利用技术的推广应用”（TG1134）。
作者简介：王海潮（1979—），男，工程师，博士。
W Resourc es and Eng ineering V ol. 42No. 11
王海潮，等∥城市雨洪模型应用现状及对比分析
表1
模型
DR3M-QUAL ［1］FEQ ［1－2］HEC-HMS
［3］
国外主要城市雨洪模型一览
模拟方式连续模拟/暴雨事件暴雨事件
连续模拟/暴雨事件静态
连续模拟/暴雨事件
连续模拟/暴雨事件暴雨事件
连续模拟/暴雨事件连续模拟/暴雨事件暴雨事件暴雨事件连续模拟
连续模拟/暴雨事件暴雨事件
动力模型
是否否UNET 否是是是否否否否是是
水质模拟包含不包含不包含不包含包含包含包含包含包含不包含不包含包含包含不包含
可视化界面ANNIE 否是是是是是是菜单第三方是否是/第三方HEC DSS
发行方USGS USGS HEC HEC
［1，4，12］
模型类型水文模型水力模型水文模型水力模型（回水）水文模型
水文模型/水力模型
水力模型（明渠）水文模型/水力模型水文模型水文模型水文模型水文模型
水文模型/水力模型水力模型
HEC-RAS ［3］HSPF /BASINSMIKE 11
［7］
［6］
EPA Wallingford DHI DHI
Wm. W. Walker ，Jr.
供应商
NRCS R. Pitt EPA /OSUHEC
InfoWorks CS ［5］MOUSE ［6］P8
Santa Barbara SCS
［8］
SLAMM ［9］SWMM UNET
［4，10－11］［3］
行了初步研究，比较系统的研究是在20世纪80年代后期。目前研究成果主要为对雨水管网模拟的扩散波简化和运动波简化及对地表径流系统模拟技术，包括城市雨水径流计算推理公式法、等流时线法、瞬间单位线法等。较为成熟的城市雨洪模型主
［13］
、城市雨水径流要有：雨水管道计算模型（SSCM ）
［14］
、平原城市水文过程模拟模型［15］，模型（CSYJM ）
［16］
。但国内的城市雨洪城市分布式水文模型（SSFM ）
［17］
关控制断面的出流过程。丛翔宇等（2006）以SWMM 为基础，选取北京市典型小区，计算不同频
率设计暴雨下小区排水效果以及积水、道路坡面流
［18］
等情况。任伯帜等（2006）采用SWMM 对长沙市霞凝港区三场降雨径流过程进行模拟，证明该
［19］
。模型在港区小流域雨洪分析中有较高的精度赵冬泉等（2008）基于地理信息系统（GIS ）对
SWMM 城市排水管网模型进行快速构建，并在澳
［20］
。陈鑫等门某小区进行了应用和案例分析
（2009）运用SWMM 模型对郑州市区184. 85hm 2
模型往往仅有核心程序，没有市场化运作，缺乏良好的前处理、后处理程序，可视化、可操作性不强，因此基本上仅限于模型开发者自己或团队使用，推广应用前景亦不容乐观。
区域进行了模拟，对城市排涝与排水体系重现期
［21］
。衔接关系进行研究2. 2
InfoWorks CS 应用现状
InfoWorks CS 是HR Wallingford 集团下属Wall-ingford 软件公司开发的城市排水系统模型。早期的版本采用WALLRUS 作为水力计算基础，采用
MOSQITO 管道水质模型模拟污染物［22］。1998年，用Hydroworks QM 模型取代了早期的WALLRUS 和MOSQITO 集成到InfoWorks CS 中，最新版本已经
［23］
。InfoWorks CS 发展到了Infoworks CS 11版本
为市政给排水提供了别具一格的、完整的系统模
2城市雨洪模型国内应用现状
鉴于SWMM 、InfoWorks CS 、MOUSE 三个模型较广泛的适用性和良好的操作性，论文重点对三个模型在国内的应用情况进行总结。2. 1SWMM 应用现状
SWMM 是由美国环保署（USEPA ）在20世纪70年代开始开发的，经过不断的完善和升级，目前已经发展到SWMM 5. 0. 022版本。SWMM 5. 0系列版本是由美国EPA 国家风险管理研究实验机构下属的供水和水资源部门与CDM 咨询有限公司在2004年10月发布的。该版本以Windows 为运行平台，具有友好的可视化界面环境和更加完善的处理功能，能够提供输入数据编辑、水文和水力过程模拟、水质模拟以及丰富的结果表达形式等功能。
国内对于SWMM 的应用研究相对较晚。刘俊等（2001）引进美国SWMM 模型，详细地进行了天津市区二级河道的排涝模拟与计算，并计算出市区有
42卷2011年第11拟工具，可以仿真模拟城市水文循环，进行管网局限性分析和方案优化，准确、快速地进行网络模拟。
Wallingford 模型应用相当广泛，用户遍及国内的水务公司，市政管理机构，咨询公司和学术机构。王喜东等（2004）建立了香港岛InfoWorks CS 模
［24］
型，对香港岛污水管网系统进行总体规划设计。谭琼等（2007）建立了上海市合流一期总管水力模型
和苏州河南岸主要的InfoWorks CS 模型，对上海市排
11
王海潮，等∥城市雨洪模型应用现状及对比分析
水体制选择、面源污染控制规划的制定提供了技术支持
［25］
拟，对雨水系统设计进行校核，对超标降雨进行风险分析，并提出防洪应对措施与建议
［28］
。姚宇等（2007）基于InfoWorks CS 平台建立了。马洪涛等
蚌埠市沫河口工业园排水管网模型，评价排水管网系统运行性能，为改扩建策略及应急预案优化提供分析平台2. 3
［26］
（2008）针对城市积水问题，提出了基于MIKE UR-BAN 的应急排水措施制定方法，为有效准确地制定城市积水应急预案提供了基础，并在奥运中心区进行了应用
［29］
。
MOUSE 应用现状
MOUSE （Modeling of Urban Sewer ）是丹麦水力
。
学研究所（DHI ）1972年开发的排水管网模拟软件包，最新发布的MIKE URBAN 集成了GIS 模块，包括MOUSE 、SWMM 两个引擎。MOUSE 的主要模块包括：降雨入渗模块、地表径流模块、管流模块、长期统计模块、实时控制模块、MOUSE TRAP 系列模块以及一些独立的模块等，可用来计算雨水径流、实现实时监控和SCADA 系统的在线分析等。
MOUSE 在国内拥有众多的用户，并被成功应用到了奥林匹克公园排水系统设计。孙加龙等（2006）通过引进、消化、吸收国外先进的MIKE 软件和GIS MFC 函数库，成功开发出具有自主知识产权的水资源实时监控管理的基础平台Water WM ［27］。张晓昕等（2008）对奥林匹克公园地区的雨水系统组成进行分析，构建MIKE Flood 模型，选择理论和实际降雨雨型，进行不同重现期情景的模
表2
对比因素气象信息输入入流
SWMM
降雨，温度，蒸发，风速，融雪节点入流
3城市雨洪模型对比分析
SWMM 、InfoWorks CS 、MOUSE 已经被国内众多
机构和学者所使用，因此作为模型使用者来说，遇到实际问题时如何选择合适的模型就成为了一个难题。表2从不同角度对SWMM 、InfoWorks CS 、MOUSE 进行了对比分析，提供了一种比较机制，模型使用者可以根据实际情况来进行对比选择。
4结语
总结起来，SWMM 具有简单、实用，容易上手的特点；不仅适用于城市管道水力学模型构建，同样适用于明渠水力学模型构建；更加适用于多种土地利用下垫面情况；用户可以免费使用并获得源代码对模型进行定制；由于起步较早，对InfoWorks CS 、MOUSE 的软件开发具有一定的借鉴意义。In-foWorks CS 、MOUSE 功能强大，操作起来相对复
InfoWorks CS
MOUSE
降雨，温度，蒸发，风速，融雪侧向入流；节点入流
SWMM 、InfoWorks CS 、MOUSE 对比
降雨，温度，蒸发，风速，融雪节点入流
产流模块
汇流模块
固定比例径流模型，Wallingford 固定径
Green-Ampt 模型，Horton 模型，SCS 流模型，新英国径流模型，SCS 曲线Green-Ampt 模型，Horton 模型，固定渗曲线
时间面积曲线，运动波，线性水库，单位线，透模型
长系列模拟（额外流量；RDI 模型）
双线性水库（Wallingford ）模型，大型贡献面积径流模型，SPRINT 径流模型美国非线性水库模型
Desbordes 径流模型，SWMM 径流模型两层地下水模型
稳定流，运动波，动力波地表径流水质污染物运移无
无
圣维南方程组（Preissmann 求解）生活、工业污水，污染物运移分永久沉积和泥沙运移两层（管道）
地下水库（RDI 模型）动力波，扩散波，运动波
地表径流水质，废污水，污染物运移、降解地表沉积，管道沉积，泥沙运移
地下水模块渠道模块水质模块泥沙沉积旱流模块工程措施二维模块数据接口
节点入流定义旱流量（不涉及水质）居民生活污水，工业废水，渠道入渗废污水，渠道入渗，人工设定模拟步长（线性渠道入渗，人工设定模拟步长自动设定模拟步长水库）管道，堰，孔，闸门，蓄水池，泵站无
与图片进行对接
管道，堰，孔，闸门，蓄水池，泵站二维地面洪水演算模型
管道，堰，孔，闸门，蓄水池，泵站二维漫流模型
与GIS 、AUTOCAD 、GoogleEarth 实现对接与GIS 、AUTOCAD 、GoogleEarth 实现对接付费
付费
所有权/免费/定制免费
水利水电技术第42卷2011年第11期
王海潮，等∥城市雨洪模型应用现状及对比分析
杂；具有良好的前处理、后处理程序，动态结果展
示更加直观；产汇流模型可选择余地较多，适用性更好；实现了与GIS 、Auto CAD 等专业软件的对接；更加适用于城市管道水力学模型构建；需要付费，不能进行定制。三个软件都没有与RS 专业软件的数据接口，其主要原因是遥感技术正处在一个蓬勃发展时期，在城市水文循环方向的应用还不成熟，依然处在探索阶段。随着RS 技术的成熟与应用范围的更加广泛，与RS 专业软件的结合将成为城市雨洪模型的发展趋势。参考文献：
［1］
United States Geological Survey. Water resources surface water soft-ware ［CP /OL］. ［2011-5-18］. http ：//water.usgs. gov /software/surface_water. html.
［2］
United States Geological Survey. Water resources surface water soft-CP /OL］. ［2011-ware ：Full Equations （FEQ ）model web resources ［. http ：//il.water. usgs. gov /proj/feq/.5-18］
［3］
United States Army Corps of Engineers. Hydrologic Engineering Cen-ters River Analysis System ［CP /OL］. ［2011-5-18］. http ：//www. hec. usace. army. mil /software/hec-ras /hecras-download. html.
［4］［5］［6］
Environmental Protection Agency. Surface Water Models ［CP /OL］. ［2011-5-18］. http ：//www.epa. gov /ceampubl/swater/index.html. Wallingford Software. InfoWorks CS ［EB /OL］. ［2011-5-18］. ht-tp ：//www.wallingfordsoftware. com. cn /products/infoworks_cs /.Danish Hydraulic Institute. MIKE 11-river modeling unlimited ［EB /OL ］. ［2011-5-18］. http ：//www.mikebydhi. com /sitecore/content/Microsites /MIKEbyDHI/Products/WaterResources/MIKE11.aspx.
［7］［8］
William W. Walker ，Jr. ，Ph. D. P8Urban Catchment Model ［CP /OL ］. ［2011-5-18］. http ：//www.wwwalker. net /p8/index.htm. Natural Resources Conversation Service. Hydraulics and Hydrology Tools and Models ［CP/OL］. ［2011-5-18］. http ：//www.wsi. nrcs. usda. gov/products/W2Q/H＆H/Tools_Models /WinTR55.html.
［9］
PV ＆Associates. WinSLAMM ［CP /OL］. ［2011-5-18］. http ：//www. winslamm. com /winslamm_updates. html.
［10］Environmental Protection Agency. Storm Water Management Model
（SWMM ），VERSIONS 4. 31AND 4. 4［CP /OL］. ［2011-5-18］. http ：//cce.oregonstate. edu /water/swmm/.
［11］Environmental Protection Agency. Storm Water Management Model
（SWMM ）［CP /OL］. ［2011-5-18］. http ：//www.epa. gov /nrmrl/wswrd /wq/models/swmm/.
［12］Environmental Protection Agency. BASINS （Better Assessment Sci-2011-5-ence Integrating point ＆Non-point Sources ）［CP /OL］. ［18］. http ：//www.epa. gov /waterscience/basins/.
［13］岑国平，詹道江，洪嘉军. 城市雨水管道计算模型［J ］. 中国
给水排水，1993（1）：37-40.
［14］周玉文，赵洪宾. 城市雨水径流模型的研究［J ］. 中国给水排
水，1997，13（4）：37-40.
［15］徐向阳. 平原城市雨洪过程模拟［J ］. 水利学报，1998（8）：
34-37.
42卷2011年第11［16］唐莉华，彭光来. 分布式水文模型在小流域综合治理规划中的
应用. 中国水土保持，2009（3）：34-36.
［17］刘俊，徐向阳. 城市雨洪模型在天津市区排水分析计算中的应
J ］. 海河水利，2001（1）：9-11. 用［
［18］丛翔宇，倪广恒，惠士博，等. 基于SWMM 的北京市典型城
. 水利水电技术，2006，37（4）：64-区暴雨洪水模拟分析［J ］67.
［19］任伯帜，邓仁健，李文健. SWMM 模型原理及其在霞凝港区的
. 水运工程，2006（4）：41-44. 应用［J ］
［20］赵冬泉，陈吉宁，佟庆远，等. 基于GIS 构建SWMM 城市排
J ］. 中国给水排水，2008，27（4）：88-91. 水管网模型［
［21］陈鑫，邓慧萍，马细霞. 基于SWMM 的城市排涝与排水体系
J ］. 给水排水，2009，35（9）：114-117. 重现期衔接关系研究［
［22］Gent R. A review of model development based on sewer sediments re-search in the UK ［J ］. Wat. Sci. Tech. ，1996，33（9）：1-7.
［23］Blanc D ，Kellagher R ，Phan L ，et al. FLUPOL-MOSQITO ，Models ，
Slmulations ，Critial analysis and development ［J ］. Wat. Sei. Tech. ，1995，32（1）：185-192.
［24］王喜东. 香港岛污水管网系统总体规划概述［J ］. 给水排水，
2004，30（12）：103-105.
［25］谭琼. 排水系统模型在城市雨水水量管理中的应用研究［D ］.
上海：同济大学，2007.
［26］姚宇. 基于GeoDatebase 的城市排水管网建模的应用研究［D ］.
上海：同济大学，2007.
［27］孙加龙，王现方，王琳，等. 水资源实时监控系统关键技术引
J ］. 人民珠江，2006（2）：20-22. 进与开发研究［
［28］张晓昕，王强，马洪涛. 奥林匹克公园地区雨水系统研究［J ］.
城镇给排水，2008，34（11）：7-14.
［29］马洪涛，张晓昕，王强. 基于模型的城市道路积水应急排水措
J ］. 城市道桥与防洪，2008（9）：42-45. 施研究［
（责任编辑于尧尧）
13
水利水电技术第42卷2011年第11期
城市雨洪模型应用现状及对比分析
王海潮，陈建刚，张书函，来海亮，苏东彬
（北京市水利科学研究所，北京100048）
摘要：在总结国内外城市雨洪模型研究进展的基础上，分析了适用性较好的SWMM 、InfoWorks CS 、MOUSE 的雨洪模型在国内应用现状，从前处理程序、核心模型、数据接口等几方面将三个模型进行对比，找到各自优势与缺点，指出共同存在的问题，展望城市雨洪模型的发展前景，为现阶段国内城市雨洪模型的应用提供选择依据。
关键词：城市雨洪模型；SWMM ；InfoWorks CS ；MOUSE
中图分类号：TV122. 1
文献标识码：A
文章编号：1000-0860（2011）11-0010-04
Application status and comparative analysis of urban storm water models WANG Haichao ，CHEN Jiangang ，ZHANG Shuhan ，LAI Hailiang ，SU Dongbin
（Beijing Hydraulic Research Institute ，Beijing 100048，China ）
Abstract ：Based on the summarization made on the oversea and domestic study progresses of urban storm water models ，the application status of the models i. e. SWMM ，InfoWorks CS and MOUSE widely used at home with better applicability are ana-processing program ，core model ，data lyzed herein ，in which the tree models are compared from several aspects such as the pre-interfaces ，etc. ，so as to find out their own merits and defects ，point out their common problems and predict the development prospect of urban storm water model ，and then to provide a selecting basis for the current application of the urban storm water model in China.
Key words ：urban storm water model ；SWMM ；InfoWorks CS ；MOUSE
随着城市化进程的加快，城区下垫面条件发生
了很大变化，而排水管网的铺设直接改变了当地产汇流条件，这使得传统的水文模型对于城市水文循环的模拟几乎失灵。为了深入地认识城市雨水径流过程，各国科学家开发了多种城市雨洪模型。论文在总结国内外城市雨洪模型研究进展的基础上，对SWMM 、InfoWorks CS 、MOUSE 三个模型从多角度进行对比分析，期望能够为城市雨洪模型的选取提供一定的依据。
国外20世纪40 50年代开始这方面研究，60年代后研制的城市雨洪模型已取得较大进展。目前国外主要的城市雨洪模型见表1。从表1可以看出，尽管国外城市降雨径流模型较多，但每个模型都有其适用性的一面，不是单独一个模型惟一适合哪种情况，也不存在“万能”的模型。相对而言，SWMM 、In-foWorks 、MOUSE 三个模型包含水文模型、水力模型；包含水质模块；能够对连续事件和单一事件进行模拟；模型适用性将比其他模型更加广泛。国内对城市雨洪模型研究起步较晚，在20世纪60 70年代进
1城市雨洪模型研究进展
城市雨洪模型主要有水文模型、水动力学模型两大类型。水文学模型采用系统分析的途径，把汇水区域当作一个黑箱或灰箱系统，建立输入与输出的关系。水动力模型是建立在微观物理定律（连续性方程和动量方程）的基础上，模拟坡面的汇流过程。
收稿日期：2010-12-22
“大城市雨洪智能化管理研究”基金项目：科技部国际科技合作项目
（010S2010GR0640）；2011年度水利部科技推广计划项目“城市雨洪控制与利用技术的推广应用”（TG1134）。
作者简介：王海潮（1979—），男，工程师，博士。
W Resourc es and Eng ineering V ol. 42No. 11
王海潮，等∥城市雨洪模型应用现状及对比分析
表1
模型
DR3M-QUAL ［1］FEQ ［1－2］HEC-HMS
［3］
国外主要城市雨洪模型一览
模拟方式连续模拟/暴雨事件暴雨事件
连续模拟/暴雨事件静态
连续模拟/暴雨事件
连续模拟/暴雨事件暴雨事件
连续模拟/暴雨事件连续模拟/暴雨事件暴雨事件暴雨事件连续模拟
连续模拟/暴雨事件暴雨事件
动力模型
是否否UNET 否是是是否否否否是是
水质模拟包含不包含不包含不包含包含包含包含包含包含不包含不包含包含包含不包含
可视化界面ANNIE 否是是是是是是菜单第三方是否是/第三方HEC DSS
发行方USGS USGS HEC HEC
［1，4，12］
模型类型水文模型水力模型水文模型水力模型（回水）水文模型
水文模型/水力模型
水力模型（明渠）水文模型/水力模型水文模型水文模型水文模型水文模型
水文模型/水力模型水力模型
HEC-RAS ［3］HSPF /BASINSMIKE 11
［7］
［6］
EPA Wallingford DHI DHI
Wm. W. Walker ，Jr.
供应商
NRCS R. Pitt EPA /OSUHEC
InfoWorks CS ［5］MOUSE ［6］P8
Santa Barbara SCS
［8］
SLAMM ［9］SWMM UNET
［4，10－11］［3］
行了初步研究，比较系统的研究是在20世纪80年代后期。目前研究成果主要为对雨水管网模拟的扩散波简化和运动波简化及对地表径流系统模拟技术，包括城市雨水径流计算推理公式法、等流时线法、瞬间单位线法等。较为成熟的城市雨洪模型主
［13］
、城市雨水径流要有：雨水管道计算模型（SSCM ）
［14］
、平原城市水文过程模拟模型［15］，模型（CSYJM ）
［16］
。但国内的城市雨洪城市分布式水文模型（SSFM ）
［17］
关控制断面的出流过程。丛翔宇等（2006）以SWMM 为基础，选取北京市典型小区，计算不同频
率设计暴雨下小区排水效果以及积水、道路坡面流
［18］
等情况。任伯帜等（2006）采用SWMM 对长沙市霞凝港区三场降雨径流过程进行模拟，证明该
［19］
。模型在港区小流域雨洪分析中有较高的精度赵冬泉等（2008）基于地理信息系统（GIS ）对
SWMM 城市排水管网模型进行快速构建，并在澳
［20］
。陈鑫等门某小区进行了应用和案例分析
（2009）运用SWMM 模型对郑州市区184. 85hm 2
模型往往仅有核心程序，没有市场化运作，缺乏良好的前处理、后处理程序，可视化、可操作性不强，因此基本上仅限于模型开发者自己或团队使用，推广应用前景亦不容乐观。
区域进行了模拟，对城市排涝与排水体系重现期
［21］
。衔接关系进行研究2. 2
InfoWorks CS 应用现状
InfoWorks CS 是HR Wallingford 集团下属Wall-ingford 软件公司开发的城市排水系统模型。早期的版本采用WALLRUS 作为水力计算基础，采用
MOSQITO 管道水质模型模拟污染物［22］。1998年，用Hydroworks QM 模型取代了早期的WALLRUS 和MOSQITO 集成到InfoWorks CS 中，最新版本已经
［23］
。InfoWorks CS 发展到了Infoworks CS 11版本
为市政给排水提供了别具一格的、完整的系统模
2城市雨洪模型国内应用现状
鉴于SWMM 、InfoWorks CS 、MOUSE 三个模型较广泛的适用性和良好的操作性，论文重点对三个模型在国内的应用情况进行总结。2. 1SWMM 应用现状
SWMM 是由美国环保署（USEPA ）在20世纪70年代开始开发的，经过不断的完善和升级，目前已经发展到SWMM 5. 0. 022版本。SWMM 5. 0系列版本是由美国EPA 国家风险管理研究实验机构下属的供水和水资源部门与CDM 咨询有限公司在2004年10月发布的。该版本以Windows 为运行平台，具有友好的可视化界面环境和更加完善的处理功能，能够提供输入数据编辑、水文和水力过程模拟、水质模拟以及丰富的结果表达形式等功能。
国内对于SWMM 的应用研究相对较晚。刘俊等（2001）引进美国SWMM 模型，详细地进行了天津市区二级河道的排涝模拟与计算，并计算出市区有
42卷2011年第11拟工具，可以仿真模拟城市水文循环，进行管网局限性分析和方案优化，准确、快速地进行网络模拟。
Wallingford 模型应用相当广泛，用户遍及国内的水务公司，市政管理机构，咨询公司和学术机构。王喜东等（2004）建立了香港岛InfoWorks CS 模
［24］
型，对香港岛污水管网系统进行总体规划设计。谭琼等（2007）建立了上海市合流一期总管水力模型
和苏州河南岸主要的InfoWorks CS 模型，对上海市排
11
王海潮，等∥城市雨洪模型应用现状及对比分析
水体制选择、面源污染控制规划的制定提供了技术支持
［25］
拟，对雨水系统设计进行校核，对超标降雨进行风险分析，并提出防洪应对措施与建议
［28］
。姚宇等（2007）基于InfoWorks CS 平台建立了。马洪涛等
蚌埠市沫河口工业园排水管网模型，评价排水管网系统运行性能，为改扩建策略及应急预案优化提供分析平台2. 3
［26］
（2008）针对城市积水问题，提出了基于MIKE UR-BAN 的应急排水措施制定方法，为有效准确地制定城市积水应急预案提供了基础，并在奥运中心区进行了应用
［29］
。
MOUSE 应用现状
MOUSE （Modeling of Urban Sewer ）是丹麦水力
。
学研究所（DHI ）1972年开发的排水管网模拟软件包，最新发布的MIKE URBAN 集成了GIS 模块，包括MOUSE 、SWMM 两个引擎。MOUSE 的主要模块包括：降雨入渗模块、地表径流模块、管流模块、长期统计模块、实时控制模块、MOUSE TRAP 系列模块以及一些独立的模块等，可用来计算雨水径流、实现实时监控和SCADA 系统的在线分析等。
MOUSE 在国内拥有众多的用户，并被成功应用到了奥林匹克公园排水系统设计。孙加龙等（2006）通过引进、消化、吸收国外先进的MIKE 软件和GIS MFC 函数库，成功开发出具有自主知识产权的水资源实时监控管理的基础平台Water WM ［27］。张晓昕等（2008）对奥林匹克公园地区的雨水系统组成进行分析，构建MIKE Flood 模型，选择理论和实际降雨雨型，进行不同重现期情景的模
表2
对比因素气象信息输入入流
SWMM
降雨，温度，蒸发，风速，融雪节点入流
3城市雨洪模型对比分析
SWMM 、InfoWorks CS 、MOUSE 已经被国内众多
机构和学者所使用，因此作为模型使用者来说，遇到实际问题时如何选择合适的模型就成为了一个难题。表2从不同角度对SWMM 、InfoWorks CS 、MOUSE 进行了对比分析，提供了一种比较机制，模型使用者可以根据实际情况来进行对比选择。
4结语
总结起来，SWMM 具有简单、实用，容易上手的特点；不仅适用于城市管道水力学模型构建，同样适用于明渠水力学模型构建；更加适用于多种土地利用下垫面情况；用户可以免费使用并获得源代码对模型进行定制；由于起步较早，对InfoWorks CS 、MOUSE 的软件开发具有一定的借鉴意义。In-foWorks CS 、MOUSE 功能强大，操作起来相对复
InfoWorks CS
MOUSE
降雨，温度，蒸发，风速，融雪侧向入流；节点入流
SWMM 、InfoWorks CS 、MOUSE 对比
降雨，温度，蒸发，风速，融雪节点入流
产流模块
汇流模块
固定比例径流模型，Wallingford 固定径
Green-Ampt 模型，Horton 模型，SCS 流模型，新英国径流模型，SCS 曲线Green-Ampt 模型，Horton 模型，固定渗曲线
时间面积曲线，运动波，线性水库，单位线，透模型
长系列模拟（额外流量；RDI 模型）
双线性水库（Wallingford ）模型，大型贡献面积径流模型，SPRINT 径流模型美国非线性水库模型
Desbordes 径流模型，SWMM 径流模型两层地下水模型
稳定流，运动波，动力波地表径流水质污染物运移无
无
圣维南方程组（Preissmann 求解）生活、工业污水，污染物运移分永久沉积和泥沙运移两层（管道）
地下水库（RDI 模型）动力波，扩散波，运动波
地表径流水质，废污水，污染物运移、降解地表沉积，管道沉积，泥沙运移
地下水模块渠道模块水质模块泥沙沉积旱流模块工程措施二维模块数据接口
节点入流定义旱流量（不涉及水质）居民生活污水，工业废水，渠道入渗废污水，渠道入渗，人工设定模拟步长（线性渠道入渗，人工设定模拟步长自动设定模拟步长水库）管道，堰，孔，闸门，蓄水池，泵站无
与图片进行对接
管道，堰，孔，闸门，蓄水池，泵站二维地面洪水演算模型
管道，堰，孔，闸门，蓄水池，泵站二维漫流模型
与GIS 、AUTOCAD 、GoogleEarth 实现对接与GIS 、AUTOCAD 、GoogleEarth 实现对接付费
付费
所有权/免费/定制免费
水利水电技术第42卷2011年第11期
王海潮，等∥城市雨洪模型应用现状及对比分析
杂；具有良好的前处理、后处理程序，动态结果展
示更加直观；产汇流模型可选择余地较多，适用性更好；实现了与GIS 、Auto CAD 等专业软件的对接；更加适用于城市管道水力学模型构建；需要付费，不能进行定制。三个软件都没有与RS 专业软件的数据接口，其主要原因是遥感技术正处在一个蓬勃发展时期，在城市水文循环方向的应用还不成熟，依然处在探索阶段。随着RS 技术的成熟与应用范围的更加广泛，与RS 专业软件的结合将成为城市雨洪模型的发展趋势。参考文献：
［1］
United States Geological Survey. Water resources surface water soft-ware ［CP /OL］. ［2011-5-18］. http ：//water.usgs. gov /software/surface_water. html.
［2］
United States Geological Survey. Water resources surface water soft-CP /OL］. ［2011-ware ：Full Equations （FEQ ）model web resources ［. http ：//il.water. usgs. gov /proj/feq/.5-18］
［3］
United States Army Corps of Engineers. Hydrologic Engineering Cen-ters River Analysis System ［CP /OL］. ［2011-5-18］. http ：//www. hec. usace. army. mil /software/hec-ras /hecras-download. html.
［4］［5］［6］
Environmental Protection Agency. Surface Water Models ［CP /OL］. ［2011-5-18］. http ：//www.epa. gov /ceampubl/swater/index.html. Wallingford Software. InfoWorks CS ［EB /OL］. ［2011-5-18］. ht-tp ：//www.wallingfordsoftware. com. cn /products/infoworks_cs /.Danish Hydraulic Institute. MIKE 11-river modeling unlimited ［EB /OL ］. ［2011-5-18］. http ：//www.mikebydhi. com /sitecore/content/Microsites /MIKEbyDHI/Products/WaterResources/MIKE11.aspx.
［7］［8］
William W. Walker ，Jr. ，Ph. D. P8Urban Catchment Model ［CP /OL ］. ［2011-5-18］. http ：//www.wwwalker. net /p8/index.htm. Natural Resources Conversation Service. Hydraulics and Hydrology Tools and Models ［CP/OL］. ［2011-5-18］. http ：//www.wsi. nrcs. usda. gov/products/W2Q/H＆H/Tools_Models /WinTR55.html.
［9］
PV ＆Associates. WinSLAMM ［CP /OL］. ［2011-5-18］. http ：//www. winslamm. com /winslamm_updates. html.
［10］Environmental Protection Agency. Storm Water Management Model
（SWMM ），VERSIONS 4. 31AND 4. 4［CP /OL］. ［2011-5-18］. http ：//cce.oregonstate. edu /water/swmm/.
［11］Environmental Protection Agency. Storm Water Management Model
（SWMM ）［CP /OL］. ［2011-5-18］. http ：//www.epa. gov /nrmrl/wswrd /wq/models/swmm/.
［12］Environmental Protection Agency. BASINS （Better Assessment Sci-2011-5-ence Integrating point ＆Non-point Sources ）［CP /OL］. ［18］. http ：//www.epa. gov /waterscience/basins/.
［13］岑国平，詹道江，洪嘉军. 城市雨水管道计算模型［J ］. 中国
给水排水，1993（1）：37-40.
［14］周玉文，赵洪宾. 城市雨水径流模型的研究［J ］. 中国给水排
水，1997，13（4）：37-40.
［15］徐向阳. 平原城市雨洪过程模拟［J ］. 水利学报，1998（8）：
34-37.
42卷2011年第11［16］唐莉华，彭光来. 分布式水文模型在小流域综合治理规划中的
应用. 中国水土保持，2009（3）：34-36.
［17］刘俊，徐向阳. 城市雨洪模型在天津市区排水分析计算中的应
J ］. 海河水利，2001（1）：9-11. 用［
［18］丛翔宇，倪广恒，惠士博，等. 基于SWMM 的北京市典型城
. 水利水电技术，2006，37（4）：64-区暴雨洪水模拟分析［J ］67.
［19］任伯帜，邓仁健，李文健. SWMM 模型原理及其在霞凝港区的
. 水运工程，2006（4）：41-44. 应用［J ］
［20］赵冬泉，陈吉宁，佟庆远，等. 基于GIS 构建SWMM 城市排
J ］. 中国给水排水，2008，27（4）：88-91. 水管网模型［
［21］陈鑫，邓慧萍，马细霞. 基于SWMM 的城市排涝与排水体系
J ］. 给水排水，2009，35（9）：114-117. 重现期衔接关系研究［
［22］Gent R. A review of model development based on sewer sediments re-search in the UK ［J ］. Wat. Sci. Tech. ，1996，33（9）：1-7.
［23］Blanc D ，Kellagher R ，Phan L ，et al. FLUPOL-MOSQITO ，Models ，
Slmulations ，Critial analysis and development ［J ］. Wat. Sei. Tech. ，1995，32（1）：185-192.
［24］王喜东. 香港岛污水管网系统总体规划概述［J ］. 给水排水，
2004，30（12）：103-105.
［25］谭琼. 排水系统模型在城市雨水水量管理中的应用研究［D ］.
上海：同济大学，2007.
［26］姚宇. 基于GeoDatebase 的城市排水管网建模的应用研究［D ］.
上海：同济大学，2007.
［27］孙加龙，王现方，王琳，等. 水资源实时监控系统关键技术引
J ］. 人民珠江，2006（2）：20-22. 进与开发研究［
［28］张晓昕，王强，马洪涛. 奥林匹克公园地区雨水系统研究［J ］.
城镇给排水，2008，34（11）：7-14.
［29］马洪涛，张晓昕，王强. 基于模型的城市道路积水应急排水措
J ］. 城市道桥与防洪，2008（9）：42-45. 施研究［
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