仿真模拟原理

排水管网模型涉及诸多设施要素，如地表街道、压力管道、雨水管网、合流制管网、污水管网、明渠、水库、天然河道等自然和人工设施。因此模型结构复杂、涉及模拟参数多。通常，排水管网模型的模拟过程可分为三部分：地表径流过程模拟、径流污染过程模拟和管网传输过程模拟。

1) 地表径流过程模拟，是利用降水事件计算扣除洼地蓄水、下渗等径流损失后生成城市地表径流的降水部分，包括输入降雨过程，计算径流损失，净雨量和地表汇流过程。

2) 径流污染模拟，主要预测各种污染物组分在地表旱季的累积和雨季冲刷到排水管道的过程。

3) 管网传输过程模拟，主要用于模拟雨污水汇流后由排水管网输送到受纳水体和污水处理厂的过程，模型中主要以管网汇流计算为主，即管道中水流运动的演算，由上游逐渐向下游演算，确定系统各节点和管道的流量、水深、流速和水质等信息。

地表径流过程模拟

地表径流过程模拟包括了从降雨开始到进入排水管道之前的水文过程。降雨发生后，部分雨水首先被地表植物截流。在降雨开始时，因地面比较干燥，地表的入渗率较大，而降雨起始时的强度若小于入渗率，雨水全部渗透。随着降雨时间的增长，当降雨强度大于入渗率时，地面洼地开始积水，积水达洼蓄饱和容量时，雨水便溢出而呈坡面漫流（Overland flow），最终通过检查井进入排水管网。

径流污染模拟

不同于工业废水和生活污水点源排放所具有的连续排放、污染物的种类和浓度变化小的特点，城市降雨径流污染表现为旱季累积、雨季排放的特点，且污染物种类和浓度不确定性较大。因此，从模拟分析的角度出发，一次降雨事件中地表径流污染过程可分为累积和冲刷两个部分。在模型参数识别时必须对城市降雨径流污染的累积来源和冲刷特征进行调查分析，才能为降雨径流污染模拟提供参考依据。

管网传输过程模拟

管网传输过程模拟，主要用于模拟雨污水汇流后由排水管网输送到受纳水体和污水处理厂的过程，模型中主要以管网汇流计算为主，即管道中水流运动的演算，由上游逐渐向下游演算，确定系统各节点和管道的流量、水深、流速和水质等信息。

对管网传输过程的模拟主要包括两部分：水动力学模拟和水质模拟。