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龙图腾网获悉长江生态环保集团有限公司;中国长江三峡集团有限公司申请的专利一种基于SWMM和SIMWE耦合模型的城市内涝模拟方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120162841B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-10发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510226805.6，技术领域涉及：G06F30/10；该发明授权一种基于SWMM和SIMWE耦合模型的城市内涝模拟方法是由张俊;王殿常;邱靖宇;吴坤明;程磊;胡祖康设计研发完成，并于2025-02-27向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于SWMM和SIMWE耦合模型的城市内涝模拟方法在说明书摘要公布了：一种基于SWMM和SIMWE耦合模型的城市内涝模拟方法，步骤为：收集并处理研究区域的基础数据和历史强降雨数据；设计不同重现期的暴雨事件；构建SWMM‑SIMWE耦合模型并验证；基于设计暴雨模拟未来一定时段内的城市内涝状况。方法结合了SWMM和SIMWE模型，分别用于模拟地下排水系统和地表径流，能够更加精准、高效地反映复杂城市地形下的水流运动和积水分布。该方法通过合理的耦合机制，解决了现有技术中难以精确且高效模拟城市排水系统和地表径流动态的问题，显著提升了地下排水系统与地表水流之间的水量交换效率和精度。模拟结果为城市内涝风险评估和防洪排涝系统优化提供了科学依据，有助于提升城市的灾害防御能力。

本发明授权一种基于SWMM和SIMWE耦合模型的城市内涝模拟方法在权利要求书中公布了：1.一种基于SWMM和SIMWE耦合模型的城市内涝模拟方法，其特征在于包括如下步骤： 步骤一，收集并处理研究区域的基础数据和历史强降雨数据； 步骤二，设计不同重现期的暴雨事件； 步骤三，根据步骤一处理后的基础数据和历史强降雨数据，构建SWMM-SIMWE耦合模型，根据历史降雨事件及实际内涝情况对SWMM-SIMWE耦合模型的参数进行校准； 步骤四，将不同重现期下的SWMM-SIMWE耦合模型，模拟研究区域未来一定时间内的城市内涝状况； 步骤一中，基础数据包括研究区域的数字高程数据、土地利用数据、现状排水系统数据以及基于数字高程数据衍生得到的栅格特征数据； 其中，排水系统数据包括：排水管网的布局、管道尺寸、管底高程、检查井位置、检查井地面高程和检查井井底高程，雨水泵站、污水泵站和外排泵站的位置、排水能力和进出口节点，调蓄池的位置和尺寸信息，调蓄水体的特征曲线，以及污水处理厂信息； 基于数字高程数据衍生得到的栅格特征数据包括：对地形求偏导数得到的流量梯度矢量，用于确定地表水流的运动方向和速度； 步骤一中，历史强降雨数据为：区域气象站逐年最大日降水量数据，将地形、排水管网和土地利用数据标准化为SWMM与SIMWE兼容的格式，确保不同数据源之间的一致性与完整性，同时，填补或修正数据中的缺失部分或错误信息； 步骤三中，构建SWMM-SIMWE耦合模型并校准验证的方法具体如下： 输入研究区域的排水管网数据，设置管道长度、直径、坡度，以及管道连接的节点的地理位置； 定义泵站、调蓄设施和污水处理厂的运行规则，确保排水系统能够在模拟过程中如实反映实际运行状况； 根据研究区域检查井的分布和边界范围，采用泰森多边形法自动划分子汇水区，检查井节点作为子汇水区出口节点，与子汇水区一一对应； 再根据地形资料和土地覆盖数据估算水文参数，所述水文参数包括子汇水区坡度和透水率； 基于SWMM模型的inp文件，输入步骤二中设计的暴雨事件以模拟地下排水系统中的水流动态，输出得到out文件和rpt文件用于后续分析； SWMM模型通过解决一维非恒定流方程，计算管道内的水流动态过程，进而得到每个时刻管道内的流量和水位高度，SWMM模型包括基于圣维南方程，基于圣维南方程包括连续性方程和动量方程； 连续性方程用于描述流量的守恒，对于任意一段排水管道，其连续性方程表示为： ； 式中，A为管道的截面积，Q为管道中的流量，t为时间，x为沿管道长度的空间坐标，q为单位长度管道的外部流入流量； 动量方程用于描述水流的动量变化，考虑到水流的惯性、重力和摩擦，动量方程表示为： ； 式中，V为管道内的水流速度，g为重力加速度，H为水位高度，Sf为摩擦坡度； 将SWMM模型模拟得到的溢流节点坐标及对应的溢流量输出为txt文件，导入ArcGIS工具，将其转换为溢流矢量数据；为适应SIMWE模型的输入要求，需进一步将矢量数据转换为栅格数据，确定栅格大小，并根据降雨历时均匀分配溢流量，计算单位栅格面积内的溢流水量，最终输出溢流栅格数据； 使用GrassGIS中的r.slope.aspect工具，基于DEM数据计算地形的流量梯度矢量，输入SIMWE模型；结合溢流栅格数据、流量梯度矢量以及曼宁系数、水流扩散系数和门槛水深，构建SIMWE模型用于模拟地表水流； 将溢流结果从SWMM模型传递至SIMWE模型，确保两者模拟的时间步长一致，结合地表与地下水流的交互作用，模拟研究区域在不同降雨条件下的内涝过程。

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