一种基于雨水总量控制的海绵城市设计方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于雨水总量控制的海绵城市设计方法及系统，预设雨水源头控制设施数据库，获取待设计城市的背景信息，确定设计降雨量；用户在地图上框选基地范围，系统自动识别基地范围内的下垫面类型，并分别提供各种下垫面类型对应的雨量径流系数；采用自动或手动方法在各下垫面上设计对应的雨水源头控制设施，计算并显示各设施的储蓄雨量，显示当前设计状态下控制雨量总体积、设计降雨量、实际控制率及所需增设的雨量控制体积；通过修改使当前设计状态下控制雨量总体积对应的实际设计降雨量≥设计降雨量，完成海绵城市设计。本发明专利技术具有很强的便捷性、高效性及准确性，能大大提高设计速度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于雨水总量控制的海绵城市设计方法及系统
本专利技术涉及海绵城市设计中的雨水总量控制，具体涉及一种基于雨水总量控制的海绵城市设计方法及系统，尤其是利用APP实现的系统。
技术介绍
海绵城市是指通过加强城市规划建设管理，充分发挥建筑、道路和绿地、水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用，有效控制雨水径流，实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方式。通过建设分散的雨水源头控制设施，尽可能维持城市开发建设前后水文特征不变，有效缓解城市开发建设引起的径流总量加剧等不利影响。在海绵城市设计中，使用的雨水源头控制设施包括透水铺装、绿色屋顶、植草沟、雨水花园、生物滞留池等。通常，可以将城市状况区分为不同的下垫面类型，例如屋面、道路、绿地、水面等，结合不同的下垫面情况设计相应的雨水源头控制设施布局，在此基础上，判断设计提供的雨水径流控制能力是否能满足设计降雨量的要求。水文分析计算是海绵城市规划、设计的重要技术基础，判断设计所包含的雨水源头控制设施能否满足径流总量控制计算成了完善海绵城市设计的重要步骤。雨水总量控制计算过程较复杂，且需要深入了解有关径流量计算与控制的专业知识：如所在城市的年径流总控制率、不同汇水面种类雨水径流系数及不同雨水源头控制设施控制雨量体积等。跨专业领域背景知识的欠缺致使海绵城市规划设计过程中雨水总量控制计算难度大、准确性不够，由此影响了海绵城市的设计效果。因此，需要提供一种方便、高效、准确的海绵城市设计系统，以方便实现海绵城市设计过程中的雨水总量控制，辅助完成海绵城市规划设计。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是提供一种基于雨水总量控制的海绵城市设计方法，基于APP实现海绵城市设计中的雨水总量控制计算调整，以辅助完成海绵城市规划设计。本专利技术的另一专利技术目的是提供一种实现上述方法的海绵城市设计系统。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于雨水总量控制的海绵城市设计方法，包括以下步骤：(1)提供雨水源头控制设施数据库，所述数据库中包括有雨水源头控制设施的剖面结构、结构层类型、结构层深度和结构层折减系数；(2)获取待设计城市的背景信息，所述背景信息包括城市名称、年径流总量控制率；根据背景信息确定设计降雨量；(3)显示待设计城市的地图，用户在地图上框选基地范围；(4)系统自动识别基地范围内的下垫面类型，所述下垫面类型包括屋面、道路、绿地、水面，并分别提供各种下垫面类型对应的雨量径流系数；(5)对显示的各下垫面进行数据修改、确认，并显示当前状态下的占地总面积与雨量综合径流系数；其中，所述数据修改包括下垫面类型细化、雨量径流系统数修改、下垫面面积修改；(6)采用自动或手动方法在各下垫面上设计对应的雨水源头控制设施，计算并显示各设施的储蓄雨量，显示当前设计状态下控制雨量总体积、实际设计降雨量、实际控制率及所需增设的雨量控制体积；(7)对雨水源头控制设施进行添加、删除、修改操作，使当前设计状态下控制雨量总体积对应的实际设计降雨量≥设计降雨量，完成海绵城市设计；(8)存储设计数据。上述技术方案中，所述雨水源头控制设施包括透水铺装、绿色屋顶、植草沟、雨水花园、生物滞留池，每一种雨水源头控制设施每10m2面积的储蓄雨量V如下：式中，N为该种雨水源头控制设施具有的结构层数，Hi为第i结构层的深度，ti为第i结构层的折减系数。其中，折减系数ti根据结构层的类型和材料设定，0＜ti＜1。对于常规材料，优选地，折减系数ti的取值如下：蓄水层为0.5，梯形断面为0.6，换土层为0.2，碎石层为0.3。步骤(5)中，所述下垫面类型细化中的下垫面类型包括硬质屋面、绿化屋面、混凝土地面、块石地面、碎石路面、绿地、水面。一种基于雨水总量控制的海绵城市设计系统，采用APP实现，包括雨水源头控制设施模块、设计模块和记录模块；所述雨水源头控制设施模块包含透水铺装模块、绿色屋顶模块、植草沟模块、雨水花园模块、生物滞留池模块；每类模块中分别包括该类设施的介绍、剖面图、结构层类型、结构层深度及结构层折减系数；所述雨水源头控制设施模块具有模块新建、修改功能；雨水源头控制设施模块与设计模块相连，由设计模块调用其内部模块信息；所述设计模块包含新建模块、设计辅助模块与输出模块；所述新建模块包括背景信息模块与基地信息模块；所述背景信息模块根据用户选择的城市，提取该城市年径流总量控制率曲线图，根据用户指令选择年径流总量控制率，并提取对应的设计降雨量，作为设计辅助模块与输出模块的设计标准与判断基础；所述基地信息模块由第一地图设置模块与第一表格设置模块构成；所述第一地图设置模块供用户框选基地范围，并自动识别下垫面类型，提供对应下垫面类型的雨量径流系数；所述第一表格设置模块以表格形式显示所述第一地图设置模块对应的信息，供用户修改、添加、删除下垫面类别，设置、修改下垫面面积和雨量径流系数，并实时计算显示当前状态下的项目占地总面积与雨量综合径流系数；所述设计辅助模块包含自动设计模块和手动设计模块；所述自动设计模块根据选择的预设模式生成雨水源头控制设施模块的布局信息；所述手动设计模块由第二地图设置模块和第二表格设置模块构成；第二地图设置模块中，用户通过绘制选区的方式选择雨水源头控制设施并进行参数设计；所述第二表格设置模块以表格形式显示所述第二地图设置模块对应的信息，供用户进行编辑修改；所述输出模块包括设计输出模块和优化模块；所述设计输出模块输出年径流总量控制率、设计降雨量、项目占地总面积、雨量综合径流系数、实际设计降雨量、雨量控制总体积、实际控制率及所需增设的雨量控制体积，当实际设计降雨量大于设计降雨量时，将方案设计数据储存至记录模块；当实际设计降雨量小于设计降雨量时，询问用户是否调用优化模块，如不调用优化模块，则将数据暂存至记录模块；所述优化模块根据已输入的雨水源头控制设施信息，给出需要增加的面积，供用户选择优化；所述记录模块记录设计模块提供的历史数据。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：1、本专利技术的基于APP的海绵城市雨水总量控制计算系统具有很强的便捷性、高效性及准确性。用户可以通过APP随时计算设计场地内雨量径流系数，并通过雨水源头控制设施的参数修改检测雨水总量控制，辅助完成海绵城市规划设计。2、本专利技术采用了地图和表格的结合，可以通过地图快速框选进行初步设计，通过表格对初步设计数据进行细化修改，能大大提高设计速度。附图说明图1是本专利技术实施例中的系统结构示意图；图2是图1中雨水源头控制设施模块的结构示意图；图3是图1中设计模块的结构示意图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述：实施例一：参见图1所示，一种基于雨水总量控制的海绵城市设计系统1，采用APP实现，包括雨水源头控制设施模块2、设计模块3、记录模块4，设计模块3分别与雨水源头控制设施模块2和记录模块4相连。参见图2，雨水源头控制设施模块2包括透水铺装模块5、绿色屋顶模块6、植草沟模块7、雨水花园模块8、生物滞留池模块9。各类模块中包含了对该类雨水源头控制设施的介绍，并利用可视化的剖面图展示其剖面结构，包含其结构层类型（蓄水层、碎石层等类别）及结构层尺度（结构层深度），APP将提供该类雨水源头控制设施单位占地面积（10m2）内储蓄雨水的体积V。系统计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于雨水总量控制的海绵城市设计方法，包括以下步骤：(1) 提供雨水源头控制设施数据库，所述数据库中包括有雨水源头控制设施的剖面结构、结构层类型、结构层深度和结构层折减系数；(2) 获取待设计城市的背景信息，所述背景信息包括城市名称、年径流总量控制率；根据背景信息确定设计降雨量；(3) 显示待设计城市的地图，用户在地图上框选基地范围；(4) 系统自动识别基地范围内的下垫面类型，所述下垫面类型包括屋面、道路、绿地、水面，并分别提供各种下垫面类型对应的雨量径流系数；(5) 对显示的各下垫面进行数据修改、确认，并显示当前状态下的占地总面积与雨量综合径流系数；其中，所述数据修改包括下垫面类型细化、雨量径流系统数修改、下垫面面积修改；(6) 采用自动或手动方法在各下垫面上设计对应的雨水源头控制设施，计算并显示各设施的储蓄雨量，显示当前设计状态下控制雨量总体积、实际设计降雨量、实际控制率及所需增设的雨量控制体积；(7) 对雨水源头控制设施进行添加、删除、修改操作，使当前设计状态下控制雨量总体积对应的实际设计降雨量≥设计降雨量，完成海绵城市设计；(8) 存储设计数据。

【技术特征摘要】
1.一种基于雨水总量控制的海绵城市设计方法，包括以下步骤：(1)提供雨水源头控制设施数据库，所述数据库中包括有雨水源头控制设施的剖面结构、结构层类型、结构层深度和结构层折减系数；(2)获取待设计城市的背景信息，所述背景信息包括城市名称、年径流总量控制率；根据背景信息确定设计降雨量；(3)显示待设计城市的地图，用户在地图上框选基地范围；(4)系统自动识别基地范围内的下垫面类型，所述下垫面类型包括屋面、道路、绿地、水面，并分别提供各种下垫面类型对应的雨量径流系数；(5)对显示的各下垫面进行数据修改、确认，并显示当前状态下的占地总面积与雨量综合径流系数；其中，所述数据修改包括下垫面类型细化、雨量径流系统数修改、下垫面面积修改；(6)采用自动或手动方法在各下垫面上设计对应的雨水源头控制设施，计算并显示各设施的储蓄雨量，显示当前设计状态下控制雨量总体积、实际设计降雨量、实际控制率及所需增设的雨量控制体积；(7)对雨水源头控制设施进行添加、删除、修改操作，使当前设计状态下控制雨量总体积对应的实际设计降雨量≥设计降雨量，完成海绵城市设计；(8)存储设计数据。2.根据权利要求1所述的基于雨水总量控制的海绵城市设计方法，其特征在于：所述雨水源头控制设施包括透水铺装、绿色屋顶、植草沟、雨水花园、生物滞留池，每一种雨水源头控制设施每10m2面积的储蓄雨量V如下：式中，N为该种雨水源头控制设施具有的结构层数，Hi为第i结构层的深度，ti为第i结构层的折减系数。3.根据权利要求2所述的基于雨水总量控制的海绵城市设计方法，其特征在于：折减系数ti根据结构层的类型和材料设定，0＜ti＜1。4.根据权利要求3所述的基于雨水总量控制的海绵城市设计方法，其特征在于：折减系数ti的取值如下：蓄水层为0.5，梯形断面为0.6，换土层为0.2，碎石层为0.3。5.根据权利要求1所述的基于雨水总量控制的海绵城市设计方法，其特征在于：步骤(5)中，所述下垫面类型细化中的下垫面类型包括硬质屋面、绿化屋面、混凝土地面、块石地面、碎石路面、绿地、水面。6.一种基于雨水总量控制的海绵城市设计系统，采用APP实现，...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟俊，李文超，吴斌，王越，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32