海绵城市设施评价模型与城市雨洪模型的耦合方法技术

一种海绵城市设施评价模型与城市雨洪模型的耦合方法。本发明专利技术步骤如下：A、获取城市雨洪模型和海绵城市设施评价模型的基础数据；B、建立海绵设施的空间组织及与城市雨洪模型要素的拓扑关系；C、确立城市雨洪模型中网格积水被海绵设施处理的比例；D、t时刻城市雨洪模型计算；E、t时刻的网格积水分配至海绵设施；F、t时刻海绵设施评价计算，计算结果反馈至城市雨洪模型；G、令t＝t+dt，判断是否满足计算结束的条件，当t＜计算总时间T，返回步骤D再计算，当t≥计算总时间T，计算结束，进入步骤H；H、输出模型计算结果。其有益效果是，通过水量交换关系，形成两类模型的耦合方法，解决两类不同空间尺度模型的同步模拟问题。

【技术实现步骤摘要】
海绵城市设施评价模型与城市雨洪模型的耦合方法
本专利技术涉及一种海绵城市设施的规划设计模型，尤其是涉及一种海绵城市设施评价模型与城市雨洪模型的耦合方法，涉及防洪减灾、环境建设与保护

技术介绍
海绵城市是指通过城市规划、建设的管控，从“源头减排、过程控制、系统治理”着手，综合采用“渗、滞、蓄、净、用、排”等技术措施，统筹协调绿色与灰色等多方关系，有效控制城市降雨径流，最大限度地减少城市建设行为对原有自然水文特征和水生态环境造成的破坏，使城市能够像“海绵”一样，在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方式，有利于达到修复城市水生态、涵养城市水资源、改善城市水环境、保障城市水安全、复兴城市水文化的多重目标。2018年发布的《海绵城市建设评价标准》(GBT51345-2018)中，要求采用模型模拟法对海绵城市建设的低影响开发雨水系统设施(以下简称“海绵设施”)进行评价，尤其是针对“路面积水控制与内涝防治”，要求模型应具有下垫面产汇流、管道汇流、地面漫流、河湖水系等综合模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海绵城市设施评价模型与城市雨洪模型的耦合方法，其步骤如下：/nA、获取城市雨洪模型和海绵城市设施评价模型的基础数据；/nB、建立海绵设施的空间组织及与城市雨洪模型要素的拓扑关系；/nC、确立城市雨洪模型中网格积水被海绵设施处理的比例；/nD、t时刻城市雨洪模型计算；/nE、t时刻的网格积水分配至海绵设施；/nF、t时刻海绵设施评价计算，计算结果反馈至城市雨洪模型；/nG、令t＝t+dt，dt为时间步长，判断是否满足计算结束的条件，/n当t＜计算总时间T，返回步骤D再计算，/n当t≥计算总时间T，计算结束，进入步骤H；/nH、输出模型计算结果，模拟完毕。/n

【技术特征摘要】
1.一种海绵城市设施评价模型与城市雨洪模型的耦合方法，其步骤如下：
A、获取城市雨洪模型和海绵城市设施评价模型的基础数据；
B、建立海绵设施的空间组织及与城市雨洪模型要素的拓扑关系；
C、确立城市雨洪模型中网格积水被海绵设施处理的比例；
D、t时刻城市雨洪模型计算；
E、t时刻的网格积水分配至海绵设施；
F、t时刻海绵设施评价计算，计算结果反馈至城市雨洪模型；
G、令t＝t+dt，dt为时间步长，判断是否满足计算结束的条件，
当t＜计算总时间T，返回步骤D再计算，
当t≥计算总时间T，计算结束，进入步骤H；
H、输出模型计算结果，模拟完毕。


2.根据权利要求1所述海绵城市设施评价模型与城市雨洪模型的耦合方法，其特征是：所述步骤A中，
所述城市雨洪模型的基础数据包括：二维模型数据、一维管网模型数据，以及模型的运算控制参数；
所述海绵城市设施评价模型的基础数据包括：海绵设施的类型，空间分布，特征尺寸，结构分层、材料，排水特性。


3.根据权利要求2所述海绵城市设施评价模型与城市雨洪模型的耦合方法，其特征是：所述步骤B中，
B1、海绵设施与城市雨洪模型网格的位置关系，
根据海绵设施的空间分布和尺寸特征，将单个海绵设施与网格进行平面叠加，判断海绵设施与网格的位置关系，
B1-1、交叉型：单个海绵设施与2个或2个以上的网格相交，
B1-2、被包含型：单个网格包含1个或多个海绵设施；
B2、海绵设施的空间组织，
针对海绵设施，根据其平面位置和空间结构，将其概化为二维平面中的点、线或面；
以单个海绵设施作为一个评价整体，该评价整体称为“海绵单元”；
一个海绵单元与网格交叉，以网格边为边界将海绵单元划分为多个“海绵子单元”；
B3、海绵设施与城市雨洪模型要素的拓扑关系，
B3-1、海绵设施与网格的拓扑关系，
当海绵设施与网格的空间关系为交叉型时，以网格编号和海绵单元编号、海绵子单元编号为关联建立关系，用于指定网格与海绵子单元之间的水量交换；
当海绵设施与网格的空间关系为被包含型时，网格包含单个或多个海绵单元，即网格中有单个或多个海绵单元；以网格编号和海绵单元编号为关联建立关系，用于指定网格与海绵单元之间的水量交换；
B3-2、海绵设施与排水管网中管道结点的拓扑关系，
指定海绵设施与排水管网中管道结点的关联关系，用于确定雨洪经海绵设施处理后排至某条管道。


4.根据权利要求3所述海绵城市设施评价模型与城市雨洪模型的耦合方法，其特征是：所述步骤C中，
C1、当海绵设施与网格的位置关系为交叉型时，海绵单元被网格划分为多个海绵子单元，假设海绵设施对雨洪的处理能力按面积或长度分配，则；
C1-1、按面积分配时，海绵子单元对雨洪的处理能力按公式1计算：
Qsunit1＝Qunit×Asunit/Aunit公式1
式中，
Qsunit1为按面积计算时海绵子单元对雨洪的处理能力，
Qunit为海绵单元对雨洪的处理能力，
Asunit为海绵子单元的面积，
Aunit为海绵单元的总面积；
C1-2、按长度分配时，海绵子单元对雨洪的处理能力按公式2计算：
Qsunit2＝Qunit×Lsunit/Lunit公式2
式中，
Qsunit2为按长度计算时海绵子单元对雨洪的处理能力，
Qunit为海绵单元对雨洪的处理能力，
Lsunit为海绵子单元的长度，
Lunit为海绵单元的总长度；
C1-3、若每个海绵子单元仅处理所属网格中的雨洪，网格分配给所属海绵子单元处理的雨洪比例按公式3计算：



式中，

指分配给第i1个海绵子单元处理的所在网格中的雨洪比例，
m1为网格中所包含的海绵子单元的个数，

为第i1个海绵子单元对雨洪的处理能力，由公式1或公式2计算获得；
C2、当海绵设施与网格的位置关系为被包含型时，分配给每个海绵单元处理的所在网格中的水量比例...

【专利技术属性】
技术研发人员：张念强，李娜，王静，俞茜，王杉，王艳艳，丁志雄，韩松，徐卫红，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11