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近30年工程软件开发经验积累,国内最早推出本地化的BIM解决方案。斯帝慕教育面向高校研发了多款教学版专业软件、虚拟仿真教学系统、实训教学系统、VR教学系统等。
斯帝慕暴雨排水及低影响开发模拟系统

斯帝慕暴雨排水及低影响开发模拟系统
一、 对应学科
环境科学、生态工程技术、环境工程、水利水电、资源与环境和给排水等相关专业使用。主要用于《海绵城市建设概论》、《水处理工程》、《环境工程》、《建筑给水排水工程》、《环境工程设计基础与方法》和《环境生态工程》等课程。
二、 政策背景
《关于推进海绵城市建设的指导意见》(国办发[2015]75号)工作目标:通过海绵城市建设,综合采取“渗、滞、蓄、净、用、排”等措施,最大限度地减少城市开发建设对生态环境的影响,将70%的降雨就地消纳和利用。到2020年,城市建成区20%以上的面积达到目标要求;到2030年,城市建成区80%以上的面积达到目标要求。
三、 框架内容
斯帝慕暴雨排水及低影响开发模拟系统主要包括三个系统:海绵城市规划系统、海绵城市设计系统、海绵城市设计审查。
四、 软件特点
1、海绵城市规划特点:
■ 与管线软件无缝衔接,管立得软件绘制的管线可以直接识别,管线9.0以前的图纸可以通过管线旧图转换进行识别。
■ 可以导入管网普查数据,支持excel和shp文件的管网数据。
■ 可以直观的输出过流管道和管径过大管道,并且可以输出模拟时间内管道的水力断面
■ 可以按照重现期显示管道和统计管道长度,评估管网改造成本
■ 动态显示地面积水过程,淹没区域、淹没最大水深点、淹没最大水深直观标注。
■ 三维淹没分析动态展示,自动录制AVI
■ 可以导入Excel或shp文件中地块的下垫面数据
■ 可以根据地块传统下垫面、LID配比自动推算地块能满足的最大年径流总量控制率,并且可以控制是否考虑蓄渗型LID设施底部排水盲管的排水
■ 可以使用模型法或容积法来判断规划区域的年径流控制率是否达标
■ 根据各个用地类型的传统下垫面、目标年径流总量控制率、LID配置的优先级和比例范围自动推算满足控制率要求的LID配比,支持容积法和模型法两种算法
■ 能够模拟污水处理厂、生态湿地等水处理设施对污染物的去除作用;
■ 通过污染物浓度和质量变化曲线等说明污染物变化规律。
2、海绵城市设计特点:
■ 根据海绵小区的传统下垫面、目标年径流总量控制率、LID配置的优先级和比例范围自动推算满足控制率要求的LID设施规模,支持容积法和模型法两种算法;
■ 对每一个汇水分区内的参数块,结合地形数据、汇流原则、就近原则等处理规则自动生成参数块和参数块之间、参数块和节点之间的汇流关系
■ 在全年多场次降雨模拟时可以考虑一场降雨停止后对蓄水池中雨水的利用。
■ 一键输出下垫面分类布局图、海绵设施分布图、径流路径设计图,相关表格数据可以自动更新
■ 一键输出海绵小区自评表
■ 自动校核LID设施表面是否有溢流和下部蓄水层是否需要排水管道;
■ 可以进行海绵道路施工图设计
■ 导出InP模型文件以便不同设计人员之间传递模型和想审查单位提交成果
3、海绵城市设计审查特点:
■ 把报建单位提供的设计方案的SWMM5格式的文件(可以是由各种软件生成)中相关的管道、地块、LID设施、用地类型、污染物、雨量数据等元素导入到CAD中
■ 可以评估低影响开发下,设计重现期雨水径流峰值和径流总量的削减
■ 可以使用容积法来评估设计方案是否达到年径流总量控制率要求,评估时可以对整个项目进行评估,也可以按照汇水分区进行评估。
■ 可以使用模型法来评估设计方案是否达到年径流总量控制率要求,评估时可以使用年径流控制率对应的日降雨量下没有外排径流作为是否达标的判断依据
■ 可以使用模型法来评估设计方案是否达到年径流总量控制率要求,评估时可以使用特征年降雨下的综合径流系数作为是否达标的判断依据
■ 在全年多场次降雨模拟时可以考虑一场降雨停止后对蓄水池中雨水的利用
■ 方案审查完成后,可以一键输出海绵小区及海绵道路项目的设计方案的审查单
五、软件概述

暴雨排水及低影响开发模拟系统可进行城市地形识别、暴雨模型建立、导入Excel现状管网、识别转换CAD格式现状管网;管道平面和竖向设计、推理法雨水管网计算、模型法雨水管网计算、蓄渗型海绵设施表面溢流的水量和底部排水盲管排出的水量分开计算汇总、全年降雨模拟时蓄水池的雨水利用、模型法暴雨模拟结果BIM展、BIM淹没分析,自动统计绘制低影响开发相关的统计表以及相关的曲线图;管道、地块、街道、河流、湖泊以及相互关系图形化表示,计算数据直接通过图形自动提取,使大家可以在自己熟悉的模式下进行模型法暴雨系统规划和设计。

软件采用二三维一体化机制,二维设计的同时,自动生成BIM设计成果。管道、检查井、地形、街道、建筑等BIM化,可以通过漫游发布,生成EXE自执行文件,进行三维淹没分析、漫游查看,也可以使用该发布形式的BIM模型浏览、查询相关专业信息,使领导更直观了解设计意图,也可用来指导施工和后续运维.

1、基础功能
多方式建立三维数字高程模型
■ 通过GoogleEarth生成三维数字高程模型
■ 通过航测文件生成三维数字高程模型
■ 等高线、离散点识别为三维数字高程模型
■ 检查井地面标高识别为三维数字高程模型
■ 根据道路中心线、道路横断面和控制点标高生成道路数字高程模型,使高程模型更加准确
■ 识别测量建筑范围线为三维建筑,以进行精确的淹没分析计算.
1.1平面设计
导入Excel现状管网 三维管线、三维检查井、三维建筑、
识别转换CAD格式现状管网 三维地形和道路,设计成果更加直观

1.2降雨模型数据建立

■ 多方式建立降雨模型数据:读入雨型文件,直接输入降雨数据,根据暴雨强度公式、重现期、雨峰系数自动生成降雨模型,根据一场特征降雨采用同倍比放大法自动生成降雨数据。降雨数据采用数据库按照地区进行管理,可以建立和维护常用地区的降雨模型,相关工程可方便调用。能够根据暴雨强度公式,由芝加哥雨型“重现期+雨峰系数”、“年径流控制率+雨峰系数”或“降雨量+雨峰系数”自动生成降雨模型。
■ 城市年径流控制率数据库
■ 暴雨强度公式管理,支持同一城市不同重现期、不同降雨历时多公式

1.3 汇流区域划分

■ 根据道路中心线、道路红线、BIM地形脊线自动划分汇水界线
■ 根据色块或填充图案自动根据用地类型、色块或图案对应关系布置雨水参数块和污水参数块。雨水参数块的下垫面比例数据可以从用地类型中提取,也可以直接从湘源软件做的规划图纸中直接提取到。对应关系可保存为方案。
■ 根据闭合PLInE快速布置参数块,自动剔除内部包含地块面积。
■ 快速布置指定形状的单纯LID设施参数块。
■ 地块与节点直观关联,地块面积根据地块边界线调整自动更新
1.4 地块下垫面参数

■ 默认土壤渗透参数,可直接对推理法计算进行模型法验算。下垫面类型相关参数可以自由扩充修改
■ LID设施库按照方案进行管理,可以建立和维护常用地区的LID设施库,相关工程可方便调用。
■ 用地类型库按照方案进行管理,可以建立和维护常用地区的用地类型库,相关工程可方便调用。可以根据地块传统下垫面、目标年径流总量控制率、LID配置的优先级和比例范围自动推算LID配置方案,使海绵城市规划设计变得更加快捷
■ 自主配置地块LID方案时,可以面积输入,也可以比例输入,满足规划、修建不同层次的设计需要
■ 完善的污染物模拟,满足水量、水质模拟的需要
1.5 模拟计算

■ 水泵、孔口、堰等图形化表示,地块间排水关系直观表现。
■ 地表街道排水和地下管道系统排水二维系统直观化显示。通过将街道演化为地表排水通道加入到管渠系统进行水力模拟,运算速度大幅度提高,大大减少淹没分析工作量。
■ 地表排水通道表示河道、明渠,蓄水池表示湖泊。通过等价蓄水池、关联地表排水通道方便直观解决空间隔断、水力相连的问题。
■ 直接提取图面数据进行模型法计算可以计算自由出流、淹没出流(固定水位、潮水曲线等),可计算地下管道、地上街道、地表湖泊、地表明渠或河道以及提升泵、孔口、堰等组成的混合系统。
■ 明渠、河流支持起点定流量和流量曲线
■ 自动修正地块下垫面参数,满足超标雨水重现期模拟计算
■ 定义管渠景观水位等常水位,更好满足计算准确性
■ 设置控制规则,模拟闸门、泵站的自动控制
■ 模拟计算支持把LID设施表面溢流的水量和底部排水盲管排出的水量分开计算汇总。
■ 在全年多场次降雨模拟时可以考虑一场降雨停止后对蓄水池中雨水的利用。
2、海绵城市规划模块
海绵城市规划模块,用于进行海绵城市的规划设计。主要包括海绵城市专项规划、现状管网分析、超标重现期内涝设计、雨水面源污染和污水点源污染模拟计算。
2.1 海绵城市专项规划设计
■ 快速选择计算地块年径流控制率加权平均值
■ 快速计算项目综合年径流控制率与分解地块年径流控制率加权平均值之间的雨量差值
■ 自动推算出规划区域内的地块所能达到的年径流控制率。
■ 自动计算年径流控制率分解地块的外排径流量,可以忽略LID设施的底部暗渠排水。
■ 自动计算LID地块满足的最大年径流控制率,可以忽略LID设施的底部暗渠排水。
■ 自动绘制地块LID指标表,表格自动更新
■ 能够自动导入Excel文件或GIS文件中地块的下垫面数据。
2.2 现状管网分析
■ 按照管网满足的重现期用不同颜色显示管道
■ 按照管网满足的重现期对管道进行统计汇总
2.3 超标重现期内涝设计
■ 图面显示洪流节点、超载管道和过流能力(管径)过大管道,并且可以自动过滤掉过流时间很短的过流管道,最小过流时间可以自行设置。
■ 动态显示地面积水过程,淹没区域、淹没最大水深点、淹没最大水深直观标注。绘制淹没区域水量变化曲线和水深变化曲线。
■ 淹没分析计算完成后,把不同淹没深度的淹没面积和面积百分比输出到Excel中进行统计
■ 三维淹没分析动态展示,自动录制AVI
■ 动态展示管道水力断面,并录制AVI
2.4 雨水面源污染和污水点源污染模拟计算
■ 通过用地类型定义面源污染和点源污染
■ 通过污水月变化系数、日变化系数、小时变化系数、周末变化系数等精确描述污水的水量和水质变化
■ 雨水管网表示雨污合流制管道,污水地块参数块关联到雨水节点
■ 通过污染物浓度和质量变化曲线等说明污染物变化规律
3、海绵城市设计模块
海绵城市设计模块,用于海绵小区及海绵道路项目的设计与自评。
■ 根据年径流总量控制率要求,自动推算地块LID配置方案
■ 通过连接线图形化表示LID、非LID地块之间以及与管网之间连接关系,使用不同的连接线表示地块表面溢流的排水方向和LID设施底部暗渠的排水方向,计算简单
■ 对每一个汇水分区内的参数块,结合地形数据、汇流原则、就近原则等处理规则自动生成参数块和参数块之间、参数块和节点之间的汇流关系。
■ 自动汇总统计LID面积表
■ 自动生成下垫面分类布局图和下垫面分类统计表
■ 自动生成单一LID颜色填充图
■ 自动生成海绵设施蓄水容积表
■ 可以输出径流路径设计图
■ 自动校核LID表面溢流和下部蓄水层是否需要排水管道
■ 自动绘制单方案、多方案对比的径流曲线
■ 能够绘制LID设施的施工详图,可以自定义LID设施包含的结构层
■ 自动绘制汇水分区调蓄容积计算统计表
■ 方案设计完成后,可以一键输出海绵小区及海绵道路项目的设计方案的自评表,支持Word和Excel。输出自评表时,根据设定的样式输出指定的审核指标。目前软件内置深圳、武汉和三亚的自评表样式,后续可以扩展其他地区的样式。
■ 可以进行海绵城市建设时需要的新型雨水口(溢流型雨水口、环保型雨水口)、沉砂池、道牙开口、渗井、弃流井的布置,便于进行海绵施工图设计。
■ 可以进行雨水集水管、雨水弃流管的布置以及标注,便于进行海绵施工图设计。
4、海绵城市设计审查模块
海绵城市设计审查模块,用于海绵小区及海绵道路项目的方案审查。
■ 可以把报建单位提供的设计方案的InP文件中相关的管道、地块、LID设施、用地类型、污染物、雨量数据等元素导入到当前工程中和当前图形中,然后进行模拟计算,对设计方案的相关数据进行审核。
■ 可以进行开发前、传统开发、低影响开发的多方案外排流量对比,以评估设计重现期下雨水径流峰值和径流总量的削减是否达标。
■ 可以使用容积法来评估设计方案是否达到年径流总量控制率要求,评估时可以对整个项目进行评估,也可以按照汇水分区进行评估。
■ 可以使用模型法来评估设计方案是否达到年径流总量控制率要求,评估时可以使用年径流控制率对应的日降雨量下没有外排径流作为是否达标的判断依据。
■ 可以使用模型法来评估设计方案是否达到年径流总量控制率要求,评估时可以使用特征年降雨下的综合径流系数作为是否达标的判断依据((1-总径流系数)*100大于项目目标年径流总量控制率即为达标)。
■ 使用特征年降雨进行全年模拟时,可以通过把蓄水池设为末端蓄水池来考虑一场降雨停止后对蓄水池中雨水的利用。
■ 方案审查完成后,可以一键输出海绵小区及海绵道路项目的设计方案的审查单,支持Word和Excel。输出审查单时,根据设定的样式输出指定的审核指标。目前软件内置深圳的审查单样式,后续可以扩展其他地区的样式。
注:如果想了解更多详细内容可联系斯帝慕教育公司或公司各区域负责人。