佛系建模-ICM中加入LID設施後如何調整子集水區面積

Hello大家好，我叫陳澤偉，一名佛系水力模型工程師。之所以在水力模型工程師前面加上「佛系」二次，是因為最近比較火的一篇名為「第一批90後已經出家了」的網路文章，在其中定義佛係為：有也行，沒有也行，不爭不搶，不求輸贏。這對開個培訓會都要戴一串佛珠的我來說，簡直是一次深入骨髓的心理按摩。心路歷程分享好了，接下來我就要和各位講一講為什麼和怎麼在加入LID設施之後進行子集水區的面積調整了。

1.在ICM中添加SUDS模塊時集水區域面積如何改變？

給大家舉個例子，一個示範區域的總面積為2ha，分為3種徑流表面，徑流表面1的面積為1ha，徑流表面2的面積為0.25ha，徑流表面3的面積為0.75ha，在此集水區內增加1000m2的SUDs設施。（見下圖）

當新增了1000m2 SUDs模塊面積後，為了保證子集水區總面積不變，會按比例減少徑流表面1,2,3的面積。請注意，這裡的計算是軟體自動進行的，因此不會在子集水區表格中顯示出來。

2.為什麼ICM如此計算？

①因為這是SWMM的計算規則：為了保證大家建模習慣的一致，ICM在LID面積調整部分保持了和SWMM的一致性。

②這種根據比例扣減的方面不但可以避免面積的重複計算，還能以一種相對最為簡單合理的方式進行面積的調整。

③可能存在問題：不適用於去除單一產流表面增加SUDs模塊（比如只是去除屋頂面積新增綠色屋頂，不對其他任何其他產流表面進行LID改造）

3.如何人工進行面積調整

面積調整在這裡和大家分享兩種方法，一種叫比例增加法，一種叫公式計演算法

a）比例增加法

比例增加法再細分又可以分成兩種適用情況：針對新建項目和針對舊城改造

i）新建項目

如果您知道總的子集水區面積（包括產流面積和SUDs模塊的面積）

如果僅僅是使用軟體自帶的運算機制，結果會是如下所示，

顯然，上面計算出來的總面積是1.9ha（之前總面積是2ha），上面計算的結果明顯是錯誤的。

當你知道子集水區面積（包括SUDs模塊面積）如何分配時，單單把數值輸入ICM，軟體自動計算出來的有效產流面積是錯誤的。

因此，我們要人為的按比例增加各個產流表面的面積這樣當系統自動減少有效產流面積後的最終面積是正確的。（詳見下列計算）

ii）舊城改造：如何調整單一產流表面面積

此案例有三種產流面積；道路（RS1）,建築物（RS2）和綠地（RS3），我們希望研究增加綠色屋頂對該案例的影響。

此案例中，新增了0.5ha（5000m2）的綠色屋頂，所有增加的綠色屋頂的面積來自建築物（RS2）

雖然總面積是正確的，但是每個產流表面對於的面積是錯誤的。（所有綠色屋頂面積的增加值都應該來自建築物而不是按比例的三個產流表面）。如果不做修改，會按比例減少三個產流表面的面積，這是錯誤的。

正確演算法

按比例增加產流表面的面積，隨後軟體自動計算的有效產流面積對應的是真實值

請注意，以上紅色字體是我們需要輸入ICM中的數值。

總結一下，比例增加法就是在Excel裡面計算出最終面積然後在模型中按照新建項目進行模擬。

b）公式法

公式法我又稱為Juan公式，因為這個方法是我們的技術總監Juan想出來的（就是本文第一張圖中的那個外國人）

Where

A』n = 調整過的產流表面面積（ha）

An = 原始的產流表面面積（ha）

Sn是該集水區與產流表面相關的SUDS模塊的面積（m2）

Ac =該集水區SUDS模塊的總面積= S1+S2….+Sn (m2)

At = 子集水區面積= A1+A2…An = A』1+A』2…A』n + Ac/10,000

以下案例為上文的新增5000m2綠色屋頂。

其中RS1（道路），RS2（建築物），RS3（綠地）

基於以上公式可算出，

Ac=S2=0.5ha

At=5.2ha

A1 = 1.2 ;S1 = 0 (該產流表面沒有對應的SUDS模塊)

A2 = 1.0;S2 = 5000m2 (對應的是綠色屋頂)

A3= 3.0; S3= 0 (該產流表面沒有對應的SUDS模塊)

計算出來A』1=1.33ha

A』2=0.55ha

A』3=3.32ha

總面積：5.2ha

上面計算出來的粗體數值是需要輸入ICM的數值。

4.總結

1. 需要注意的是：

a) 加入SUDS模塊後子集水區總面積保持一致。

b) 加入SUDS模塊後產流表面面積會按比例減少。

c) 有效的產流表面面積會被系統自動減少但是不會體現在子集水區表格欄。

d)兩種方法的計算結果一致，大家隨緣選擇。

相聚是緣，在即將到來的2018年，應知友的建議，本人計劃在知乎開設一系列的付費Live培訓課程，針對大家在建模過程中遇到的重點難點問題進行剖析和具體回答。如果有線下培訓的需求，也可以直接私信或者通過QQ（879008342）聯繫我。

Love&Peace, 大家下期再見！

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