一种雨水调度方法技术

本发明专利技术公开了一种雨水调度方法，包括以下步骤：S1：搭建雨水净化系统，分配降雨类型；S2：基于降雨类型搭建PCSWMM雨洪模型；S3：水泵集群调度；当一场极端降雨来临时，分配的降雨类型自动嵌入PCSWMM雨洪模型中，PCSWMM雨洪模型运算雨水径流流量，开启水泵并确定水泵状态和雨水净化系统状态，基于水泵状态及雨水净化系统状态对水泵的排水流量进行调控调度。本发明专利技术利用PCSWMM雨洪模型调配雨水径流，使得城市雨水净化系统在强降雨过程中能够高效运行，同时避免污染事故。避免污染事故。避免污染事故。

【技术实现步骤摘要】
一种雨水调度方法


[0001]本专利技术涉及雨水处理
，特别是涉及一种雨水调度方法。

技术介绍

[0002]数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。
[0003]雨水径流受到时空不均，下垫面复杂多变等因素的影响，使得不同区域的雨水持续时间、总雨量、雨强等存在较大差异。相关研究表明，虽然地区不同、气候不同、尺度不同，但均反映了降雨时空特征对雨水径流过程的影响；例如，仅仅是雨峰出现时间的不同，可引起淹没范围增加3
‑
4倍。因此，当遇到极端天气时，雨水极易超过当前的城市雨水排放设计容量，从而出现污染风险。
[0004]基于此，需要设计一种雨水调度方法，解决强降雨过程中城市雨水超负荷运转带来的污染风险。
[0005]本背景部分中公开的以上信息仅被包括用于增强本公开内容的背景的理解，且因此可包含不形成对于本领域普通技术人员而言在当前已经知晓的现有技术的信息。r/>
技术实现思路
<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种雨水调度方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：搭建雨水净化系统，分配降雨类型；S2：基于降雨类型搭建PCSWMM雨洪模型，PCSWMM雨洪模型通过实时接收水泵抽水流量和雨水净化系统中的排水流量，实时模拟显示雨水净化系统的水容量，通过调度规则发布水泵运行指令，进而防止雨水净化系统溢流，有效管控污染风险扩散；S3：水泵集群调度；当一场极端降雨来临时，分配的降雨类型自动嵌入PCSWMM雨洪模型中，PCSWMM雨洪模型运算雨水径流流量，开启水泵并确定水泵状态和雨水净化系统状态，基于水泵状态及雨水净化系统状态对水泵的排水流量进行调控调度。2.根据权利要求1所述一种雨水调度方法，其特征在于，步骤S1中雨水净化系统包括依次连接的水泵和雨水净化装置，所述水泵设有用于监测水泵抽水流量的第一流量检测仪，雨水净化装置设有第二流量监测仪，用于实时监控雨水净化装置中的排水流量；信息中心通过收集气象站信息判别未来雨水情况，提前做出雨水引流准备，雨水净化系统以及水泵引流的流量监测数据在信息中心呈现，利用PCSWMM雨洪模型分析不同雨水净化系统剩余容量，PCSWMM雨洪模型通过调度规则发布水泵运行指令，利用水泵对不同雨水净化系统分配雨水径流量，从而完成雨水的高效调度处理。3.根据权利要求2所述一种雨水调度方法，其特征在于，步骤S1具体为：S11：信息中心通过气象站提取降雨事件参数，获得气象站发布的降雨事件参数相关信息后给不同雨水净化系统的水泵下达指令做好水量分配准备；降雨过程中，信息中心实时收集雨水径流流量、水泵抽水流量、雨水净化装置中的排水流量，经过信息中心的PCSWMM雨洪模型分析，给予不同地点的水泵下达流量分配任务，雨水最后达到雨水净化装置；降雨事件参数包括降雨深度、降雨历时、降雨事件间隔以及降雨过程线；S12：无量纲化降雨曲线，以消除降雨深度和降雨历时对该曲线的影响；S12：无量纲化降雨曲线，以消除降雨深度和降雨历时对该曲线的影响；式中，Ar为无量纲累积降雨深度，r为降雨事件场次，D
t
为降雨观测时间t的累积降雨深度，D
d
为总降雨深度；t为降雨观测时间，τ为降雨观测时间t的无量纲时间，d为一场降雨事件的降雨历时，单位为天；对于每场降雨事件，降雨历时被均分为k个时间间隔，ΔT＝d/k，ΔT为一定时间段的降雨历时，则Ar(i＝1,2...k)为无量纲累积时间r/k下的无量纲累积降雨深度；S13：确定降雨类型；利用K
‑
means聚类方法对无量纲降雨曲线进行聚类分析，将降雨时程分配为特定降雨类型，得到聚类结果，通过聚类结果确定降雨类型；其中，降雨类型分为四类：均匀型U、峰值延后型D、峰值中心型C和峰值靠前型A；均匀型U是指降雨强度在整场降雨事件过程中是均匀的；峰值延后型D是指大降雨强度出现在降雨事件过程的后期；峰值中心型C，强降雨出现在降雨事件的中间部分，且降雨强度从中心向两边逐渐减弱；峰值靠前型A是指强降雨出现在降雨事件的前期。4.根据权利要求1所述一种雨水调度方法，其特征在于，步骤S2具体为：S21：搭建地表的产流模块和汇流模块；产流模块基于地表的排水方向、土地利用和检
查井的分布情况，概化降雨的模拟范围，将产流模块划分为多个汇水区，汇水区依据水文特征上的差异性分为有洼蓄且不透水汇水区、无洼蓄且不透水汇水区、透水汇水区三类；S22：计算地表汇流：PCSWMM雨洪模型中的水文特征的模拟计算采用非线性水库模型，非线性水库模型为将每一个子汇水区概化为一个水深较浅的非线性水库，降雨作为水库的输入，下渗和地表径流作为水库的输出；分别对汇水区的有洼蓄且不透水汇水区、无洼蓄且不透水汇水区、透水汇水区三类分区用连续方程和曼宁方程联立求解来计算汇流模块的地表汇流；S23：建立子汇水区；以城市街道地图或卫星影像为背景，以雨水就近排放的原则进行人工划分；当降雨的模拟范围区域面积较大，人工操作工作繁琐，且缺乏有效的资料和经验时，选择泰森多边形自动划分工具，基于检查井为中心进行泰森多边形划分，结合街道地形地图、城市排水相关资料，进行人工调整，将汇水区划分为多个子汇水区，合并排向相同的河道和面积较小的子汇水区。5.根据权利要求4所述一种雨水调度方法，其特征在于，步骤S21中产流模块设计步骤如下：第一步，计算有洼蓄且不透水汇...

【专利技术属性】
技术研发人员：卜久贺，王霞，李春晖，王涛，徐恬，王雪松，邵飞燕，刘款，赵芬，
申请(专利权)人：无锡学院，
类型：发明
国别省市：