SWMM水理參數優選模式之開發

Development of the SWMM Hydraulic Parameters Optimization Model

盧尚甫(Shang-Fu Lu)

指導教授 ： 林旭信

中原大學/工學院/土木工程研究所/碩士(2011年)

https://doi.org/10.6840/cycu201100927

摘要

本研究開發一可自動化優選SWMM參數模式（SWMM Parameters Optimization Model，SPOM）以減少人工方式憑經驗調整參數所需花費之時間，並提高參數優選過程之效率。SPOM模式採用遺傳演算法作最佳化方法，用以優選下水道水理模擬模式SWMM內部之降雨逕流模組（RUNOFF Module）與幹線輸水模組（EXTRAN Module）所需之水文地文參數。本研究另以SPOM模式為核心，開發一可線上自動優選SWMM參數模式（WEB SWMM Parameters Optimization Model，WEB-SPOM）使下水道系統管理者或相關人員便於使用SPOM模式。

研究中以臺北市第四排水分區內中港抽水站系統作為案例分析地點，蒐集當地過去九場颱風事件之降雨資料與對應事件時間之歷史人孔水位作為SPOM模式輸入資料。先以單場颱風事件經過SPOM模式進行校驗，探討遺傳演算法內部參數影響，再以九場颱風事件經SPOM模式率定參數，所得最佳參數並加以驗證參數正確性。最終比較使用最佳參數模擬之人孔水位與歷史人孔水位差異，並交叉測試分析優選前後參數優劣以及優選模式效能，再以都市雨水下水道預警系統（USWS）結合SPOM模式，以提昇USWS整體預警能力並將WEB-SPOM模式與優選後參數組置於網際網路中共享並加以展示技術結果。

關鍵字

SWMM ； 模式開發 ； 遺傳演算法 ； 自動化優選參數

並列摘要

This research develops an SWMM Parameters Optimization Model (SPOM) to reduce the cost of time in calibrating parameters of SWMM automatically. It uses Genetic Algorithm Library for optimizing the hydrological and geographical parameters of SWMM-RUNOFF module and SWMM-EXTRAN module. The SPOM is used as the core of WEB SWMM Parameters Optimization Model (WEB-SPOM) to facilitate the operations of SPOM.

In this research, Zhung-Gung drainage system in Taipei city is employed as a case study, and the past typhoon rainfall and actual manhole water level are collected to be the input data of SPOM. First, SPOM is used to verify the optimum parameter from nine typhoon events one by one, and confer the accuracy of interior Genetic Algorithm parameters. Then, the accuracy of parameters from the nine typhoon events is validated. Finally, the optimum parameter differences between simulated manhole water level and actual manhole water level are compared; the parameters and efficiency before and after optimization are analyzed. USWS (urban sewer warning system), a web-based system, is improved by replacing the optimized parameters of SWMM and imposing SPOM on USWS to demonstrate the proposed approach.

並列關鍵字

Genetic Algorithm ； SWMM ； automatically parameters optimization ； model integration

參考文獻

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