SWMM 시각적 객체

시각적 객체는 SWMM 작업 공간의 맵에 표시 할 수 있다.

 

1 우량계

우량계는 대상 영역에서 하나 이상의 소유역에 대한 강수량 자료를 제공한다.  강우량 자료는 사용자가 정의한 시계열이거나 외부 파일에서 얻을 수 있다.  현재 사용 중인 여러 가지 강우량 파일 형식과 표준 사용자 정의 형식이 지원된다.

우량계의 주요 입력 특성은 다음과 같다.

• 강수량 자료 형태 (예 : 강도, 체적 또는 누적량)
• 시간 간격 (예 : 매시간, 15 분 등)
• 강우 데이터 소스 (입력 시계열 또는 외부 파일)
• 강우 데이터 이름

 

 

2 소유역

소유역은 지형 및 배수 시스템 요소가 단일 배출 지점으로 지표면 유출을 지시하는 수문학적 단위의 토지이다.  사용자는 대상 영역을 적절한 수의 소유역으로 나누고 각 소유역의 배출 지점을 식별 해야 한다.  배출구는 배출 시스템의 노드 또는 다른 소유역 일 수 있다.

소유역은 투수 지역과 불 투수 지역으로 구분된다. 지표면 유출은 투수 지역의 상부 토양으로 침투 할 수 있지만, 불 투수 지역은 침투 할 수 없다. 불 투수 지역은 자체가 두 개의 하위 영역으로 나뉘어 있다. 하나는 요지저류(웅덩이에 모인 저류)가 있고 다른 하나는 그렇지 않다. 유출 흐름은 소유역의 하위유역의 하나로 부터 다른 하위영역으로 흐를 수 있거나 또는 두 하위 영역은 소유역의 배출구로 배수할 수 있다.

소유역의 불 투수 지역에서 불포화 상부 토양 지역으로의 강수 침투는 4 가지 다른 모델을 사용하여 기술 할 수있다 :

• Horton
• Modified Horton
• Green-Ampt
• Modified Green-Ampt
• Curve Number

부지에 눈이 내리는 강수량의 축적, 재분배 및 용융을 모델링하려면 반드시 Snow Pack 개체를 할당해야한다. 소유역 아래의 대수층과 배수 시스템의 노드 사이의 지하수 흐름을 모델링하기 위해서는 소유역에 지하수 변수 집합을 할당해야한다. 소유역에서의 오염 물질 축적 및 씻김은 소유역에 할당 된 토지 이용과 관련된다. 식생체류장치, 투수성 포장,  침투 트렌치,  빗물정원, 옥상녹화, 빗물통과 같은 다양한 유형의 저 영향 개발 기법을 사용하여 강수량 / 유출수를 포착하고 유지하는 것은 사전 설계된 LID 제어 세트를 소유역에 할당하여 모델링 할 수 있다 .

소유역에 대한 다른 주요 입력 매개 변수는 다음과 같다.

• 유량계
• 배출 노드 또는 소유역
• 토지이용
• 유역면적
• 불 침투성
• 경사.
• 유역폭.
• 조도계수
• 투수 영역과 불 투수 영역의 요지저류(웅덩이에 모인 저류).
• 요지저류(웅덩이에 모인 저류)가 없는 불 침투성 구역의 퍼센트.

 

 

3 절점 노드

접합점은 링크가 함께 결합하는 배수 시스템 노드이다. 물리적으로 자연 표면 채널, 하수구 시스템의 맨홀 또는 파이프 연결 피팅의 합류를 나타낼 수 있다. 외부 유입은 교차점에서 시스템으로 들어갈 수 있다. 접합부에서의 초과 유량은 부분적으로 가압 될 수 있으며, 연결 관거는 과충전되어 시스템에서 손실되거나 접합부 꼭대기에서 웅덩이로 이어져 접합부로 다시 배출 될 수 있다.

절점의 주요 입력 매개 변수는 다음과 같다.

• 바닥고도
• 깊이
• 침수시 표면 면적 (선택 사항)
• 외부 유입 데이터 (선택 사항)

 

 

4 배출구 노드

배출구 노드는  동적 웨이브 흐름 라우팅에서 최종 다운 스트림 경계를 정의하는 데 사용되는 배수 시스템의 끝 노드입니다. 다른 유형의 흐름 라우팅에서는 절점처럼 동작합니다. 단 하나의 링크 만 유출 노드에 연결할 수 있으며 유출 물을 소유역 표면에 배출하는 옵션이 있다.

유출구의 경계 조건은 다음 단계 관계 중 하나에 의해 설명 될 수 있다.

• Free: 연결 관거의 임계 깊이와 정상적인 흐름의 깊이의 최소에 의해 방류.
• Normal: 연결 관거의 정상적인 흐름의 깊이에 의해 방류.
• Fixed: 고정값에 의한 방류.
• Tidal: 커브에 입력된 수위 따라 방류.
• Time Series: 시계열에 입력된 자료에 의해 방류.

배출구의 주요 입력 매개 변수는 다음과 같습니다.

• 바닥 고도
• 경계 조건 유형 및 단계 설명
• 유출 물을 통한 역류를 방지하기위한 플랩 게이트의 존재.

 

 

5 유량 분할 노드

유량 분할 노드는 지정된 방식으로 특정 관거로 유입을 전환하는 배수 시스템 노드이다.  유량 분할 노드는 배출 측에 두 개 이상의 관거 링크 만 가질 수 있다.  유량 분배기는 Steady Flow 및 Kinematic Wave 라우팅에서만 작동하며 Dynamic Wave 라우팅에서 단순 접합으로 처리된다.

유입 유량이  전환되는 방식으로 정의되는 4 가지 유형의 유량 분할기가 있다.

Cutoff Divider:  정의된 컷오프 값 이상의 모든 유입 유량을 전환한다.

Overflow Divider:  전환되지 않은 관거의 유량 수용량 이상의 모든 유입 유량을 전환한다.

Tabular Divider:  전환 된 흐름을 총 유입의 함수로 표현하는 표를 사용한다.

Weir Divider:  전환 된 흐름을 계산하기 위해 위어(둑/보) 방정식을 사용한다.

 

Weir Divider 통해 전환 된 흐름은 다음 방정식에 의해 계산됩니다.

Qdiv = 분배된 유량, Cw = 위어 계수, Hw = 위어 높이와 f는 다음과 같이 계산된다.

Qin = 분할기로 유입된 유량, Qmin = 분할이 시작되는 유량,

위어 디바이더에 대한 사용자 지정 매개 변수는 Qmin, Hw 및 Cw입니다. 유량 분할기의 기본 입력 매개 변수는 다음과 같다.

• 절점 매개 변수 (위 참조)
• 전환 된 유량을 수신하는 링크의 이름
• 전환 된 유량의 양을 계산하는 데 사용되는 방법.

 

6 저류 시설

저류 유닛은 저장 체적을 제공하는 배수 시스템 노드이다.  물리적으로 유역처럼 작거나 호수만큼 큰 저장 시설을 나타낼 수 있다.  저장 시설의 용적 특성은 표면적 대 높이의 함수 또는 표로 설명된다.  배수 네트워크의 다른 노드에 유입 및 유출을 배출하는 것 외에도 저류 노드는 표면 증발 및 토양 침투로 인하여 물이 손실될 수 있다.

저류 시설 의 주요 입력 매개 변수는 다음과 같습니다.

• 바닥고도
• 최대깊이
• 지표면 깊이 영역 데이터
• 증발 가능성
• 누출 매개 변수 (선택 사항)
• 외부 유입 데이터 (선택 사항).

 

 

6 관거

관거는 운반 시스템에서 한 노드에서 다른 노드로 물을 이동시키는 파이프 또는 채널이다.  단면 형상은 다양한 표준 개방형 및 폐쇄 형 형상 중에서 선택할 수 있다.

대부분의 개방형 채널은 직사각형, 사다리꼴 또는 사용자 정의 불규칙 횡단면 형태로 표현할 수 있다.  후자의 경우 trantect 개체를 사용 하 여 횡단면에서의 거리에 따라 깊이가 달라 지는 방식을 정의 한다.  대부분의 새로운 배수 구와 하 수구 파이프는 일반적으로 타원형 또는 아치 모양이 있는 동안 원형이다.  채워진 원형 모양으로 원형 파이프의 바닥은 퇴적 물로 채워져 있으므로 유량을 제한할 수 있다. 사용자 정의 닫힌 형태는 횡단면의 모양 커브를 제공 하 여 정의 될 중심선에 대해 대칭인 닫힌 형상 형상을 허용 한다.

swmm은 조도계수 방정식을 사용 하 여 모든 관거의 유량 (Q), 단면적 (A), 수리적 반경 (R), 기울기 (S) 사이의 관계를 표현 합니다. 단위는 미국 표준 단위

여기서 n은 Manning 조도 계수이다. 기울기 (S)는 사용 된 유동 라우팅 방법에 따라 관거 경사 또는 마찰 경사 (즉, 단위 길이 당 수두 손실)로 해석된다.

Circular Force Main cross-sections가있는 파이프의 경우 완전 가압 흐름에 대한 Manning 방정식 대신 Hazen-Williams 또는 Darcy-Weisbach 공식이 사용된다. 미국 단위의 경우 Hazen-Williams 공식은 다음과 같다.

여기서 C는 표면 거칠기와 반비례하고 단면적 매개 변수 중 하나로 제공되는 Hazen-Williams C 계수입니다. Darcy-Weisbach 수식은 다음과 같다.

여기서 g는 중력 가속도이고 f는 Darcy-Weisbach 마찰 계수이다. 난류의 경우 후자는 Colebrook-White 방정식을 사용하여 파이프 벽면의 거칠기 요소 높이 (입력 매개 변수로 제공됨)와 흐름의 레이놀즈 수로 결정된다. 사용할 방정식의 선택은 사용자 제공 옵션이다.

관거은 가압을 위해 Force Main shape을 지정할 필요가 없다. 닫힌 단면 모양은 잠재적으로 가압될 수 있으므로 매닝 방정식을 사용하여 마찰 손실을 계산하는 force mains 역할을 한다.

도관 길이를 따른 물의 일정한 유출 속도는 침수율 값(in/hr 또는 mm/hr)을 공급하여 모델링할 수 있다. 이것은 오직 침수 손실을 설명할 뿐이며, 강우에 의존하는 지하수의 침투를 설명하지 않는다. 후자는 SWMM의 RDII 기능을 사용하여 모델링할 수 있다.

관거의 주요 입력 매개변수는 다음과 같습니다.

• 유입 및 유출 노드의 이름
• offset height or elevation above the inlet and outlet node inverts
• 관거길이
• Manning 조도 계수
• 단면도
• 유입 및 유출 손실(선택 사항)
• 누출 률 (선택 사항)
• 역류를 방지하기위한 플랩 게이트가 있음 (선택 사항)
• 관거가 수로로 작동하는 경우 유입지점 형상 코드 번호 (선택 사항).

 

 

7 펌프

펌프는 물을 더 높은 고도로 끌어 올리는 데 사용되는 링크이다.  펌프 곡선은 펌프의 유속과 입구 및 출구 노드의 조건 사이의 관계를 나타낸다. 다섯 가지 유형의 펌프 곡선이 지원된다.

Type1 An off-line pump with a wet well where flow increases incrementally with available wet well volume

Type2 An in-line pump where flow increases incrementally with inlet node depth.

Type3 An in-line pump where flow varies continuously with head difference between the inlet and outlet nodes.

Type4 A variable speed in-line pump where flow varies continuously with inlet node depth.

 

Ideal

유속이 입구 노드에서의 유입 속도와 같은 “Ideal”이송 펌프. 곡선이 필요하지 않다.  펌프는 유입구 노드에서 유일한 유출 연결이어야한다.  주로 예비 설계에 사용된다.

펌프의 ON/OFF 상태는 유입 노드에서 시작 및 차단 수심을 지정하거나 사용자 정의 제어 규칙을 통해 동적으로 제어할 수 있다.  또한 규칙을 사용하여 펌프 흐름을 속도를 바꾸어 운전을 시뮬레이션할 수도 있다.

펌프의 주요 입력 파라미터는 다음과 같다.

• 입구 및 출구 노드의 이름
• 펌프 곡선의 이름(또는 Ideal 펌프의 경우는  *)
• 초기 켜기/끄기 상태
• 시작 및 종료 깊이

 

 

 

흐름 조절기

흐름 조절기는 운반 시스템 내에서 흐름을 제어하고 우회하는 데 사용되는 구조물 또는 장치입니다. 일반적으로 이러한 기능은 다음과 같은 용도로 사용된다.

• 저류 시설의 배출을 통제
• 용인하지 않으 비용을 방지
• 처리 시설 및 인터셉터로 흐름 전환

SWMM은 오리피스, 위어 및 아울렛과 같은 유형의 유량 조절기를 모델링 할 수 있다.

 

 

8 오리피스

오리피스는 배수 시스템의 출구 및 전환 구조를 모델링하는 데 사용되며, 일반적으로 맨홀, 저류 시설 또는 제어 게이트의 벽에 있는 개구부이다. 이러한 노드는 SWMM에 두 노드를 연결하는 링크로 표시됩니다. 오리피스는 원형 또는 직사각형 형태를 가질 수 있으며, 업스트림 노드의 아래쪽이나 측면을 따라 배치될 수 있으며 역류를 방지하기 위한 플랩 게이트가 있다.

오리피스는 모든 유형의 흐름 경로에서 저류 시설 배출구로 사용될 수 있다.  저류 시설 노드에 연결되지 않은 경우 동적 웨이브 흐름 라우팅으로 분석되는 배수 네트워크에만 사용할 수 있다.

완전히 침수된 오리피스를 통한 흐름은 다음과 같이 계산된다.

여기서 Q = 유속, C = 배출 계수, A = 오리피스 개구 면적, g = 중력 가속도, 및 h = 오리피스를 가로 지르는 수두 차이.  오리피스의 개구부 높이는 사용자 정의 제어 규칙을 통해 동적으로 제어 할 수 있다.  이 기능은 게이트 개방 및 폐쇄를 모델링하는 데 사용할 수 있다.  부분적으로 가득 찬 오리피스를 통과하는 흐름은 등가 방정식을 사용하여 계산된다.

오리피스의 기본 입력 매개 변수는 다음과 같다.

• 입구 및 출구 노드의 이름
• 구성 (하단 또는 측면)
• 형태 (원형 또는 직사각형)
• height or elevation above the inlet node invert
• 배출 계수
• 열거 나 닫을 시간

 

9 위어(둑 또는 보)

위어는 오리피스와 같이 배수 시스템에서 배출구 및 전환 구조를 모델링하는 데 사용된다. 위어 (weir)는 일반적으로 맨홀 (manhole), 채널 측면 또는 저류 시설 내에 위치한다. 이들은 SWMM에서 두 노드를 연결하는 링크로 내부적으로 표현된다. 이 노드에서는웨어 자체가 업스트림 노드에 배치된다. 역류를 방지하기 위해 플랩 게이트가 포함될 수 있다.

위 어 (weir)의 5 가지 종류가 있으며, 각각 표에 나열된 위어를 가로 지르는 계산 흐름에 대해 다른 수식이 통합되어 있다.

위어(weir) 종류	단면형태	흐름 수식
Transverse	사각형
Side flow	사각형
V-notch	삼각형
Trapezoidal	사다리꼴
Roadway	사각형
Cw = 위어 배출 계수, L = 위어 길이, S = V-노치 또는 사다리꼴 위어의 측면 기울기, h = 위어를 가로 지르는 수두 차이, Cws = 사다리꼴 위어의 측면을 통한 배출 계수

도로 위어는 일반적으로 배수로 형 도관과 함께 사용되는 광범위하게 볏이 달린 직사각형 위어로 모델 도로 교차점을 사용합니다. H와 도로 폭의 함수로 CW를 결정하기 위해 Federal Highway Administration의 Hydraulic Design of Highway Culverts 제 3 판 (Publication No. FHWA-HIF-12-026, 2012 년 4 월)의 곡선을 사용합니다.

웨어는 모든 유형의 흐름 경로에서 저류 시설 출구로 사용될 수 있다.  저류 시설에 부착되지 않은 경우 동적 웨이브 흐름 라우팅으로 분석되는 배수 네트워크에만 사용할 수 있다.

유입구 노드 인버트 위의 위어 크레스트 높이는 사용자 정의 제어 규칙을 통해 동적으로 제어 할 수 있다. 이 기능을 사용하여 팽창식 댐을 모델링할 수 있다.

Weirs can either be allowed to surcharge or not. A surcharged weir will use an equivalent orifice equation to compute the flow through it. Weirs placed in open channels would normally not be allowed to surcharge while those placed in closed diversion structures or those used to represent storm drain inlet openings would be allowed to.

위어의 기본 입력 매개 변수는 다음과 같다.

• 입구 및 출구 노드의 이름
• 형태
• 입구 노드 인버트 위의 크레스트 높이 또는 표고
• 배출 계수.

 

10 유출구(Outlets) 링크

유출구 링크는 일반적으로 저장 장치에서 유출을 제어하는 데 사용되는 유량 제어 장치입니다. 펌프, 오리피스 또는 위어의 특성을 나타낼 수없는 특수한 수두-배출 관계를 모델링하는 데 사용된다.  배출구은 SWMM에서 두 노드를 연결하는 링크로 내부적으로 표현된다.  또한 출구에는 한 방향으로만 흐름을 제한하는 플랩 게이트가 있을 수 있다.

저류 시설에 연결된 배출구는 모든 유형의 유량 라우팅에서 작동한다. 저류 시설에 부착되지 않은 경우 Dynamic Wave flow routing으로 분석 된 배수 장치 네트워크에서만 사용할 수 있다.

A user-defined rating curve determines an outlet’s discharge flow as a function of either the freeboard depth above the outlet’s opening or the head difference across it. Control Rules can be used to dynamically adjust this flow when certain conditions exist.

방수구의 주요 입력 매개 변수는 다음과 같습니다.

• 입구 및 출구 노드의 이름
• 입구 노드 인버트 높이 또는 높이
• 함수 또는 테이블 (또는 깊이)을 포함하는 테이블 – 배출 관계

 

11맵 라벨

맵 레이블은 SWMM의 스터디 영역 맵에 추가 된 선택적 텍스트 레이블로 맵의 특정 오브젝트 또는 영역을 식별하는 데 도움이된다. 레이블은 모든 Windows 글꼴로 그릴 수 있으며 자유롭게 편집 할 수 있으며지도의 원하는 위치로 끌 수 있다.