利用软件辅助设计的水利模型在为上海西干线改造项目二期工程提供最佳选择方案过程中做出了重要贡献。这个项目是总投资额为5亿1千2百万美元的世界银行资助上海城市环境项目的一部分。
建于上世纪70年代，设计处理容量为70万立方米/天的西干线污水集水系统是上海市两个主要的污水处理系统之一。由于上海快速的城市化发展，它的处理量已经低于指定排水区目前的污水量，从而给流经城市中心的重要河流-苏州河-带来了严重的污染问题。
西干线改造项目的主要目的是透过短期和长期的工程方案来改造集水系统、主管道、泵站和污水处理厂，同时调整排水区以便和邻近的雨污兼合系统一期工程一起运转，尤其是在多雨的季节。由于新的污水截流管和西干线相互关联，而且互相影响，它们必须作为项目的一部分来进行研究。
Sogreah咨询公司代表上海市政府和上海城市排水有限公司与上海市水务规划设计研究院一起合作，使用InfoWorks CS雨污集水系统软件建立了一套水工模型来模拟复杂的西干线系统在不同的设定时间和设计流程情况下的运作。
项目简介
上海市总面积6340.5平方公里，预计到2020年人口将达到2000万。它的污水处理系统包括三个主要的排水区：石洞区、竹园区和白龙港区。
上海是一座海滨城市，地形非常平坦，大多数地区在海平面上6英尺（2米）到9英尺（3米）。由于较差的地表条件，城市的建设，和雨水以及地下水的渗漏，这座城市老化的污水处理系统正承受着额外的压力。
西干线系统于1971年沿着苏州河而建，直到上世纪90年代都是这座中心城市主要的污水截流管。这个鸡蛋形状的干线长约14.4英里（23.2公里），管道直径在2.5米到3.6米之间，为74平方英里（193平方公里）地区中约180万人口服务。
污水截流管将污水排进石洞口污水处理厂，它的设计处理能力为105百万加仑/天（40万立方米/天），小于集水系统的通流能力-185百万加仑/天（70万立方米/天）。
1993年，在邻近的雨污兼合系统一期工程建成后，人们发现新系统大部分的溢流都排进了它的邻近区域内。而且，由于快速的城区扩张，西干线系统面临着一些主要的挑战，包括水流量动态的改变，一些局部出现的固体沉积，以及不合协的排水基础设施建设所引发的问题等。
雨污兼合系统一期工程设计能力309百万加仑/天（117万立方米/天）。它的功能乃作为一个污水截流管，收集现存雨污兼合管网中的污水（工业污水在进入系统之前已经进行过预处理），并把处理过的水排放进长江。这个系统主干线长21英里（34.4公里），其中10.5公里是直径在3英尺（1米）到13英尺（4米）的重力下水道，剩余部分是高11.5英尺（3.5米）、宽14英尺（4.25米）的双重矩形压力管。
诸多挑战
上海快速的城市化发展引发了人口的迅速增长，超出了2001年污水系统总体规划的估计。人口增长、管网结构调整以及过去很少养护等因素增加对污水截流管系统的需求，而这又对系统的操作和改进引发重大问题。数据中的任何不确定性，哪怕很小，都可能造成工程解决方案的显著不同，包括环境上的和经济上的考量。不幸的是，在中国，对于大多数污水处理项目来说，数据质量差是普遍的现象，而且工程师通常都是使用传统而简单的方法来考虑局部性的解决方案。管网模型一般不被认为是一个必需的工具。
但是，总结以往的经验，并且和香港排水服务部以及一些欧洲公司技术交流后，这个项目的团队认识到，计算机管网模型是获取现存系统完整图形，解决它们之间各种冲突以及将任何改进建议的结果形象化的最好途径。
模拟系统
项目团队认识到，计算机模型的成功将依赖于对所有能得到信息（或数据）的整合以及模型软件的功能。
因此，项目团队选择了InfoWorks CS雨污集水系统模型来评估各种不同的方案。所有相关的信息，包括管道和控制结构数据、人口统计数据、现场勘察数据、图像和操作记录等都被轻松地整合到管网模型中。
这个模型项目模拟了短期和长期处于干燥和多雨气候下西干线现存和新设计部分的典型表现。它也检验了雨污兼合系统一期工程在设计流量下的表现。
当有人建议可以利用西干线系统把部分西干线流量转移到雨污兼合一期工程系统后，项目团队用一个相关联的复合模型来模拟研究在多雨气候条件下，接受石洞口次排水区的额外流量对整个系统的影响。因为管网的流入量和流速有相当多的变化，如何避免可能发生的沉淀物堆积的方案也被一并评估。
模拟得出的结果被用来检验革新方案的可行性，以及修改西干线系统的改进方法。
通过运用各种不同方案下建立起的InfoWorks CS 雨污集水系统模型产生一些相当重要的模拟结果，进而帮助我们确定合理的工程决定。其中一个重要的部分是重审2020年西干线服务区域的预计污水流量。模拟结果还显示，在干旱气候下西干线系统的水流下降，有可能造成淤积问题，而降低了它的通流能力。另外它还预示系统的革新将造成水流动态的改变，并指出所需要采取的相应措施来连接次局部排水区。
此外，本项目中有两个主要的建议项目选项：一个是在蕰藻浜北边建立一个处理厂，另一个是在相同的地方建一个调解池。模拟结果证明这两种选项有显著不同的效果：调解池方案可能会受不良水力条件的影响，操作复杂，而且很有可能造成环境污染。相形之下，建立一个处理厂则证明有很多好处：它能提供更好的水力条件，更简单的操作，能够实现充分利用这两个污水截流管系统，同时也是一个非常合适和灵活的解决方案。
结论
通过使用InfoWorks CS雨污集水系统软件来研究可行方案以及检验系统各个部分的表现，可以使做出在经济上和环境上都合理的工程决定变得更加简易。
