第1部分本系列中描述了树木效益计算器和雨水信用的量化树木和土壤雨水效益。今天我们将更深入地讨论单事件雨水模型。这将简单地介绍各种方法来量化树木雨水控制措施(树木SCMs)的雨水效益，并不打算成为关于雨水建模的综合资源。我们要讲点技术性的，等一下…

本系列博客仅介绍应用于树木雨水控制措施(SCMs)的水文和水力(H&H)模型，不包括水质模型。我将华与华模型分为仅模拟简单风暴事件的单事件暴雨模型和能够进行更复杂的连续建模的连续模拟暴雨模型。今天我将讨论第一组单事件雨水模型(连续模拟雨水模型将在第3部分中介绍)。

单事件雨水模型

单事件雨水模型或水文模型在很大程度上是基于经验方程(使用实验数据)来预测Tree SCM对雨水特征的影响。

主要使用

这些模型预测的一些影响包括径流量、峰值流量和Tree SCM创建的与时间相关的特征，例如到达指定出口的峰值流量时间的延迟。一般来说，与简单的树木效益计算器或雨水信用方法相比，这些单事件雨水模型可以提供更多关于树木SCMs效益的信息。

单事件雨水模型通常用于估计预期的雨水量、速率或质量，设计最佳管理实践(bmp)和水工结构，并评估SCMs水质处理的有效性(MN雨水手册，2015)。[1]

根据你的需要，有许多免费和收费的方法和软件程序。明尼苏达州雨水手册维基编辑了一个很好的表格(见图2-1)，比较了单事件和连续模拟模型的雨水建模程序，以及针对某些雨水传播污染物的其他程序。(注意:并非所有的Stormwater SCM模型都为Tree SCM和其他LID实践提供直接输入。)

一般来说，模型的选择应该基于项目目标和可用数据。所需的输入和输出是可用的?输入数据质量的质量如何?需要什么级别的精度和输出数据?

一般来说，这些单事件模型对于确定特定设计风暴或风暴事件(例如百年一遇风暴)的路径是有用的，但在量化或“微调”模型输入之前的土壤湿度、蒸散量和其他更复杂的水文情况的影响方面能力较差。

单事件模型的利与弊

如果你是一个纸笔型的人，那么单事件建模就是为你准备的。这方面的一些例子包括“经典的”美国农业部TR-55小流域城市水文方法论和Rational方法。与其他类似的方程一起，这些公式被集成到单事件模型中，如HydroCAD。作为不太复杂的模型，输入和输出的精细化程度低于连续仿真模型。

一般来说，您将向模型输入以下信息:

土地覆盖和/或覆盖类型特征。
这提供了对每种覆盖类型的“不透水性”的估计，这将有助于估计有多少降雨成为径流。

降雨深度、强度和/或设计风暴事件。
这是关于该地区降雨量的基本信息，以及降雨发生的速度。

雨水处理装置特点。
这包括入口特性、设备类型和使用位置、设备容量(体积)和液压特性。

出口或流出特性。
这通常根据所使用的特定方程，以体积和/或速率来量化。

在模型(或你的笔和纸)运转一段时间后，它通常会向你吐出以下信息:

• 风暴流曲线。
  这可能是针对每个雨水设备，也可能是针对您正在评估的整个系统。该水道线图为您提供了由风暴事件产生的总径流量的2D表示形式。
• 在一段时间内，雨水通过指定的出口或装置流出(如排放)的速率。

模型的准确性是由这些模型使用的系数的质量来定义的。您的具体地理位置和实际区域降雨特征通常不属于这些模型的一部分，因为这些信息更适用于更广泛的应用，因此这些信息可能反映也可能不反映您在站点上实际看到的情况。你使用这些方法的目标也应该相应缩小;例如，不要去买一个人孔，然后根据你的单事件模型的建议开始设置管道!但如果你只需要粗略估计你需要储存的雨水量和你的生物蓄水池的大小，这个方法会很有效。

总结

单事件模型适用于:

• 粗略的雨水量估算
• 流入-流出-排量比较
• 设备粗粒度
• 用于初始设计调查的设备性能评估
• 液压系统内高程的粗定
• “简单”模型-具有简单的流入和流出装置的模型
• 对预期的雨水性能进行现场或快速评估

这些模型也适用于绿色基础设施(GI)设备(如Tree SCMs)的初步性能评估，因为很容易比较水文和流速，以查看更好的土壤储存和渗透所带来的188金博网网页大致影响。重要的是要了解输入和输出的能力、所做的任何限制和假设，最重要的是(在我看来)如何修改或创建每个模型的代理度量，以最好地代表使用该设备所产生的雨水情况。

HydroCAD

让我们具体看看HydroCAD建模程序的一般能力，以量化Tree SCM的好处。最后提供了更多的资源，将您与这里讨论的许多项目联系起来。HydroCAD提供免费的HydroCAD取样器可以是下载如果你有兴趣自己尝试这个程序，也可以用来设置自己的演示。

HydroCAD使用许多常见的水文定量方法作为分析的基础，包括TR-55、Rational方法和其他表格方法。虽然这些表格方法提供的信息是基于单事件风暴建模场景或方程，但HydroCAD确实有能力运行连续的风暴事件。它还能够在每个设计风暴模拟的范围内修改预先水分条件(AMC)。免费采样器提供了最多5个节点或雨水特征的建模能力。如果您对建立树型SCM模型的策略有兴趣，请查看“地下雨水储存模型，彼得·斯玛特著。

HydroCAD中的输入是通过基于windows格式的“节点”完成的。在建立一个简单的Tree SCM模型时，您将需要一个子集水区雨水“生成器”(子集水区节点)和一个Tree SCM雨水“处理器”(池节点)。初始设置如图2-2所示。

没有直接的方法来量化蒸发对雨水率和体积的影响，所以你需要有点狡猾，以便为树SCM建模。我建议用一个水平衡方程来考虑你所有的输入和输出，在这个方程中，所有的水文效应都可以用“输入”、“损失”和“储存”来考虑。

的HydroCAD室向导帮助定义树SCM存储容量，由土壤、岩石和/或其他存储提供，使用“空隙空间”体积作为整体介质的百分比。有超过250种常见的SCM钱伯斯在他们的库中，可以根据制造商的规范定义雨水效应。本质上，这告诉您“池塘”中有多少容量。在此基础上，你需要把蒸散和渗出看作是系统的“损失”。在outlets选项卡中编辑“pond”时修改这些参数。

在实际的风暴事件中，树木的蒸发损失没有任何意义。它们实际上有最大的影响之间的风暴发生时，大气有能力吸收水分(大气势)。这就是为什么单事件雨水模型在高估和低估树SCM效益方面有更大的潜在错误，通过估计“损失”，可以更好地用连续模拟雨水模型捕获。这些应用于Tree scm的复杂模型将在本系列的第3部分中探讨。

更多资源:

HydroCAD Sampler主页|http://www.hydrocad.net/sampler/index.htm

HydroCAD样例下载页面|http://www.hydrocad.net/sampler/download.htm

HydroCAD雨水储存室列表|http://www.hydrocad.net/chambers/index.htm

HydroCAD Chamber向导教程|http://www.hydrocad.net/chambers/wizard.htm

HydroCAD嵌入式存储教程|http://www.hydrocad.net/chambers/tutorial.htm

HydroCAD室建模文章|http://www.hydrocad.net/pdf/Chamber%20Article.pdf

HydroCAD DeepRoot 188金宝搏投注Silva单元建模文章|http://www.hydrocad.net/deeproot.htm

Andrea Wedul是Kestrel设计集团的可持续景观建筑师。

丹•里德/Cc - nc 2.0

[1]MN Stormwater Manual Wiki主页．2015.

[2] MN雨水手册维基"选择模型”。2015.