一种海绵城市管网设施部署评估方法技术

本发明专利技术公开的一种海绵城市管网设施部署评估方法，包括设城市内涝积水处于相对静止状态，选用城市局部区域，建立城市内涝预测区域模型；收集待评估城市的管网设施基础数据以及降雨数据，结合城市内涝预测区域模型，建立实际设施部署抽象模型；通过内涝点完成内涝覆盖区域的管网初步评估；通过sign(x)的节点覆盖算法，计算海绵城市管网设施节点的覆盖率，完成评估。本发明专利技术评估方法结合海绵城市内涝预测区域模型和实际设施部署抽象模型，采用并行化节点覆盖算法计算相应区域内涝点分布、内涝等级以及管网设施节点覆盖率，分析本区域的管网设施部署是否合理；解决了现有城市排水管网设施分布不合理，易造成城市内涝的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种海绵城市管网设施部署评估方法
本专利技术属于城市雨水处理方法
，具体涉及一种海绵城市管网设施部署评估方法。
技术介绍
随着城镇化率的逐年增加以及大量农村人口向城市集聚等因素，出现了严重的城市问题—城市内涝，主要原因在于：1)地面原有的植被和土壤被高速发展的高层建筑和硬质路面所代替，逐渐形成的硬化“钢铁城市”，遮盖了雨水的下渗，使雨水只能从雨水管网设施排出；2)我国大部分城市雨水管网设施设计标准较低、管网设施布设不健全以及内涝积水多以“快速排出”和“末端集中”控制的理念等因素也是导致城市内涝的主要因素。为了应对日益扩大的城市规模，解决日益恶化的城市问题，改变传统城市建设模式，“海绵城市”建设逐渐兴起。国外对海绵城市暴雨雨水的防治、利用等方面已积累了大量的实践经验，同时正在大力推进新的水生态城市，其中包括海绵城市基础设施的智慧化建设、后期运维、暴雨雨水防涝建设等。现有的城市雨水管理系统中，有通过自动开启溢流阀实现雨水错峰排入市政管网，有通过对硬质地面采用海绵化综合处理方式，增强了城区地表水的循环过程，增大降本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海绵城市管网设施部署评估方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，设城市内涝积水处于相对静止状态，选用城市局部区域，建立城市内涝预测区域模型；/n步骤2，收集待评估城市的管网设施基础数据以及降雨数据，结合步骤1中的所述城市内涝预测区域模型，建立实际设施部署抽象模型；/n步骤3，针对步骤2中的所述实际设施部署抽象模型，通过内涝点完成内涝覆盖区域的管网初步评估；/n步骤4，基于步骤3的管网初步评估方法，通过sign(x)的节点覆盖算法，计算海绵城市管网设施节点的覆盖率，完成评估。/n

【技术特征摘要】
1.一种海绵城市管网设施部署评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，设城市内涝积水处于相对静止状态，选用城市局部区域，建立城市内涝预测区域模型；
步骤2，收集待评估城市的管网设施基础数据以及降雨数据，结合步骤1中的所述城市内涝预测区域模型，建立实际设施部署抽象模型；
步骤3，针对步骤2中的所述实际设施部署抽象模型，通过内涝点完成内涝覆盖区域的管网初步评估；
步骤4，基于步骤3的管网初步评估方法，通过sign(x)的节点覆盖算法，计算海绵城市管网设施节点的覆盖率，完成评估。


2.根据权利要求1所述的一种海绵城市管网设施部署评估方法，其特征在于，所述步骤1具体操作如下：设将城市局部区域划分为若干粗单元，每个粗单元内的定时积水量是由历时降雨总量、各个粗单元之间的平滑合并、下渗减少量参数、粗单元的积水深度共同组成；
计算任意某时段任一粗单元历时降雨总量Qt_r，如公式(1)，



公式(1)中，参数Rij为栅格单元的历时降雨量值，参数Xij为划分的栅格单元的累加权值，参数Cij为栅格单元，参数A为粗单元，参数n为粗单元位于区域的行数，参数m为粗单元位于区域的列数；
计算每个粗单元的土壤下渗量Qi_r，如公式(2)，



公式(2)中，参数Xk为土壤累加权值，参数Sk为k类型土壤单位面积历时t的下渗累积总量，参数Yij为粗单元累加权值，参数Aij为栅格单元面积，参数c代表相应城市拥有c种土壤类型；
计算每个粗单元的积水深度，如公式(3)，
Qc_r＝Qt_r-Qi_r(3)。


3.根据权利要求1所述的一种海绵城市管网设施部署评估方法，其特征在于，所述步骤2中的实际设施部署抽象模型具体为：
步骤2.1，以图论为基础，设置参数：
设G＝(Q,E)是一个有向加权图，<qi,qj>表示一条有向边，其中参数qi表示该有向边的起点，参数qj表示该有向边的终点；
设有向加权图G中任意一个顶点q的入边条数为q的入度，记为任意一个顶点q的出边条数称为q的出度，记为任意一个顶点q的入边条数和出边条数之和，即入度与出度之和为q的度，记为deg(q)；
设任意一个顶点q的入度为0，即时，记顶点q为源；设任意一个顶点q的出度为0，即时，记顶点q为汇；设任意一个顶点q的入度和出度均不等于0，即且时，称顶点q为转点；
步骤2.2，将步骤2.1中参数模拟至排水管网的抽象模型中，即有以下参数：
管网源点：即仅有管段接出，没有管段接入的节点，也是整个排水管网的排水入口；在步骤2.1中为入度为0，出度不等于0的节点；
管网汇点：即仅有管段接入，没有管段接出的节点，也是整个排水管网的排水出口；在步骤2.1中为入度不等于0，出度为0的节点；
管网转点：即除源点和汇点以外的节点，该节点既有管段接入，也有管段接出；在步骤2.1中为入度不等于0，出度不等于0的节点；
步骤2.3，通过步骤2.2中参数建立设施部署抽象模型：
设雨水管网为有向加权图G＝(Q,E)，参数E为图G的边集，主要包括干管和支管，参数Q为图G的顶点集，主要包括雨水篦、检查井和出水口；
设X为Q的一个子集，若X中的每个顶点xi均为图G中边的起点，则X为G的源集；设Z为顶点集Q的一个子集，且X∩Z＝φ，若Z中的每个顶点zi都为图G中边的终点，则Z为G的汇集；设Y也为顶点集Q的一个子集，且X∩Y＝...

【专利技术属性】
技术研发人员：王怀军，侯精明，马越，李军怀，邓朝显，曹霆，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61