一种基于响应面函数的排水系统内涝风险快速预警方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于响应面函数的排水系统内涝风险快速预警方法。该方法首先从历史降雨中提取降雨事件特征参数，然后对城市排水系统进行建模和运算，计算评估不同历史降雨下城市内涝灾害程度，同时进行相关分析以确定对内涝影响最大的降雨事件的特征参数。再后对这些降雨特征参数及其对应的降雨造成的城市内涝灾害程度进行响应面函数建模，构建出特定降雨特征参数与城市内涝灾害程度的对应模型。最后，可以依靠气象学手段得到的预计降雨的特征参数，通过响应面模型快速得出预计的城市内涝灾害程度。本发明专利技术可以用于快速、准确地评估集水区特定降雨条件下的城市内涝灾害程度，以帮助克服智能化排水系统建立时的实时性和准确性两大难题。

A rapid early warning method of waterlogging risk in drainage system based on response surface function

【技术实现步骤摘要】
一种基于响应面函数的排水系统内涝风险快速预警方法
本专利技术涉及雨水排水系统及设计方案的性能评估
，特别涉及一种基于响应面函数的排水系统内涝风险快速预警方法。
技术介绍
城市雨水排水系统承担着排放雨水径流并防止城市内涝发生的作用。排水系统的设计计算一般是根据不同重现期的降雨来设计的，设计计算默认为汇流时间内的均匀降雨，这与实际的随机降雨有很大的不同。实际降雨的复杂性导致排水系统失效的发生条件比较复杂，往往需要依靠复杂的计算机模型进行水力模拟运算得出内涝灾害风险和程度，较为耗时耗力，难以做到内涝灾害的快速响应和预报。因此，在预测排水系统失效风险和灾害程度时，对如何更好的考虑真实降雨随机且不均匀的实际情况下，利用气象预报手段得到的降雨参数来快速且准确地得到城市内涝灾害风险，对优化城市防洪调度、预防和降低城市内涝造成的灾害程度以及加快相关部门对排水系统失效的应对速度具有重要意义。目前，为了评估现有或正在规划的城市区域的内涝风险，可以使用长期历史降雨记录直接作为排水系统及其集水区计算机模型的输入，进行连续模拟以评估排水系统的性能。由于使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于响应面函数的排水系统内涝风险快速预警方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)从待预警区域的历史降雨数据中选取可能导致排水系统内涝的降雨事件数据；/n(2)从所述的降雨事件数据中提取降雨事件特征参数对应的数据序列，所述的降雨事件特征参数包括传统降雨事件参数和反映降雨不均匀性对排水系统的影响的降雨事件参数；/n(3)利用提取到的数据序列，分析步骤(2)中的降雨事件特征参数与待评估的排水系统内涝风险之间的敏感性，从降雨事件特征参数中选取与排水系统发生内涝最敏感的降雨相关参数组合；/n(4)以步骤(3)中选取的降雨相关参数组合中的所有参数为自变量，以排水系统内涝风险为因变量，采用响应面方...

【技术特征摘要】
1.一种基于响应面函数的排水系统内涝风险快速预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)从待预警区域的历史降雨数据中选取可能导致排水系统内涝的降雨事件数据；
(2)从所述的降雨事件数据中提取降雨事件特征参数对应的数据序列，所述的降雨事件特征参数包括传统降雨事件参数和反映降雨不均匀性对排水系统的影响的降雨事件参数；
(3)利用提取到的数据序列，分析步骤(2)中的降雨事件特征参数与待评估的排水系统内涝风险之间的敏感性，从降雨事件特征参数中选取与排水系统发生内涝最敏感的降雨相关参数组合；
(4)以步骤(3)中选取的降雨相关参数组合中的所有参数为自变量，以排水系统内涝风险为因变量，采用响应面方法建立降雨相关参数与内涝风险之间的响应面函数模型；并利用历史数据对所述响应面函数模型进行参数拟合；
(5)根据步骤(4)中拟合得到的响应面函数模型，利用气象预报方法得到的模型中各自变量的预测值，输入响应面函数模型并输出排水系统内涝风险，从而实现快速预测。


2.如权利要求1所述的基于响应面函数的排水系统内涝风险快速预警方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的传统降雨事件参数为：平均雨强、降雨历时和降雨量。


3.如权利要求1所述的基于响应面函数的排水系统内涝风险快速预警方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的反映降雨不均匀性对排水系统的影响的降雨事件参数为：降雨间隔时间、峰前雨量、5min～30min峰值雨强。


4.如权利要求1所述的基于响应面函数的排水系统内涝风险快速预警方法，其特征在于，步骤(3)中排水系统内涝风险的计算公式为：



其中，Sf是排水系统内涝风险，代表了内涝的严重程度；n是待预警区域的排水系统发生溢流的人孔的数量，由计算机排水管网水力模型基于所述降雨事件数据进行模拟运算得...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈大利，周永潮，张仪萍，张土乔，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33