一种城市内涝数值实验方法技术

本发明专利技术公开了一种城市内涝数值实验方法，包括以下步骤：获取城市下垫面原始数据；对城市内涝建模数据进行批量处理；对城市内涝数值实验模型进行批量运行；对城市内涝数值实验结果进行批量处理；将批量处理后的城市内涝数值实验结果进行展示和分析。本发明专利技术构建了数值实验流程，能够实现城市内涝数值模拟过程的不限次数重复实验，同时对数据前处理、模型运行和数据后处理过程实现批量运行，具有高效、便捷、可靠、低成本的优点。低成本的优点。低成本的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种城市内涝数值实验方法


[0001]本专利技术涉及数值模拟
，特别是涉及一种城市内涝数值实验方法。

技术介绍

[0002][0003]目前，开展城市内涝机理和演变特性研究的主要方法包括数值模拟、实验研究和现场监测等，实验研究的主要局限在于投入较大、周期较长且实验尺度较小，难以进行无限次重复实验。现场监测数据成本高、数据获取难度大，需要投入较多人力物力，且监测设备易受复杂环境影响。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的一种城市内涝数值实验方法解决了目前实验研究方法存在投入较大、周期较长且实验尺度较小，难以进行无限次重复实验，以及现场监测方法数据成本高、数据获取难度大，需要投入较多人力物力，且监测设备易受复杂环境影响的问题。
[0005]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种城市内涝数值实验方法，包括以下步骤：
[0006]S1：获取城市下垫面原始数据；
[0007]S2：基于城市下垫面原始数据，对城市内涝建模数据进行批量处理；<br/>[0008]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种城市内涝数值实验方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1：获取城市下垫面原始数据；S2：基于城市下垫面原始数据，对城市内涝建模数据进行批量处理；S3：根据批量处理后的数据对城市内涝数值实验模型进行批量运行；S4：根据批量运行后的结果对城市内涝数值实验结果进行批量处理；S5：将批量处理后的城市内涝数值实验结果进行展示和分析。2.根据权利要求1所述的城市内涝数值实验方法，其特征在于，所述S1中城市下垫面原始数据包括城市建筑数据、城市道路数据、城市绿化数据和城市河流水系数据。3.根据权利要求1所述的城市内涝数值实验方法，其特征在于，所述S2中建模采用TELEMAC
‑
2D模型。4.根据权利要求3所述的城市内涝数值实验方法，其特征在于，所述TELEMAC
‑
2D模型采用非守恒形式的二维浅水动力方程，将水深和流速作为变量，采用基于特征线方法的分步算法，包括以下分步骤：A1：在第一个时间步，对二维浅水动力方程相关的对流项进行线性化处理，并采用有限元法进行离散求解；A2：在第二个时间步，对二维浅水动力方程的传播项、扩散项和源项进行线性化处理，并采用有限元法进行离散求解。5.根据权利要求4所述的城市内涝数值实验方法，其特征在于，所述二维浅水动力方程包括以下公式：其中，Sce为源项，u和v分别为x和y方向的流速，t为时间，h为水深，为求偏导；为求偏导；其中，Z为自由水面高程，g为重力加速度，F
x
和F
y
分别为x和y方向的阻力分量，v
e
为有效粘滞性系数，div为散度计算符号，为梯度运算符号。6.根据权利要求5所述的城市内涝数值实验方法，其特征在于，所述TELEMAC
‑
2D模型中下渗部分模块采取SCS
‑
CN方法并通过CN值反应下渗能力，所述SCS
‑
CN方法中SCS模型式如下：下：其中，Q为径流量，P为降雨量，I
a
为初损值，S为土壤最大蓄水量，S的取值通过CN值表示，CN值为一个0～100区间的值。7.根据权利要求6所述的城市内涝数值实验方法，其特征在于，所述S2中包括以下分步
骤：S2
‑
1：将城市下垫面数据转换为矩阵形式文件，包括高程数据、土地利用数据、曼宁系数和研究区域边界数据；S2
‑
2：利用Python程序对矩阵形式文件进行批量数据处理；S2
‑
3：读取带有高程数据、土地利用数据、曼宁系数和研究区域边界数据参数属性的坐标文件，并以研究区域边界...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅超，石虹远，刘家宏，王浩，高希超，王佳，宋天旭，
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：