[發(fā)明專利]面向城市暴雨內(nèi)澇防治的不透水地表空間布局快速優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010114935.8
• 申請(qǐng)日: 2020-02-25
• 公開（公告）號(hào): CN111275266B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙耀龍;邢漢發(fā);余華飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q50/26
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

1.面向城市暴雨內(nèi)澇防治的不透水地表空間布局快速優(yōu)化方法，其特征在于，包括下述步驟：

S1、建立面向暴雨內(nèi)澇防治的不透水地表空間布局優(yōu)化問題和多元線性規(guī)劃問題的概念映射關(guān)系，從SCS-CN模型出發(fā)構(gòu)建空間布局優(yōu)化問題與多元線性規(guī)劃問題的合理映射，再通過多元線性行規(guī)劃算法和SCS-CN模型的耦合實(shí)現(xiàn)面向暴雨內(nèi)澇防治的不透水地表空間布局優(yōu)化；

S2、構(gòu)建線性目標(biāo)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)不透水地表空間布局優(yōu)化問題向多元線性規(guī)劃問題的轉(zhuǎn)化后，通過線性關(guān)系將徑流系數(shù)最小化的目標(biāo)函數(shù)轉(zhuǎn)化為最直接的線性規(guī)劃目標(biāo)函數(shù)，函數(shù)意義為不透水密度柵格與CN值差值柵格的數(shù)量積最小化；

S3、設(shè)置線性約束條件，根據(jù)不透水地表的約束要求，將約束要求轉(zhuǎn)化為線性約束條件，同時(shí)確定規(guī)劃變量的正負(fù)性；

S4、計(jì)算優(yōu)化結(jié)果，依次設(shè)置各徑流小區(qū)對(duì)應(yīng)的約束條件，循環(huán)迭代進(jìn)行線性規(guī)劃求解，將求解后的最優(yōu)不透水地表代入SCS-CN模型中進(jìn)行結(jié)果評(píng)價(jià)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述面向城市暴雨內(nèi)澇防治的不透水地表空間布局快速優(yōu)化方法，其特征在于，步驟S1具體為：

S1.1、解讀SCS-CN模型，從地表徑流最小化的目標(biāo)出發(fā)，分析模型間的參數(shù)關(guān)系；

S1.2、提煉關(guān)鍵影響參數(shù)CN值；

S1.3、從優(yōu)化理念出發(fā)，構(gòu)建不透水地表優(yōu)化問題與多元線性規(guī)劃問題的概念映射。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述面向城市暴雨內(nèi)澇防治的不透水地表空間布局快速優(yōu)化方法，其特征在于，步驟S1.1中，

SCS-CN模型計(jì)算地標(biāo)徑流公式為：

式中：Q是直接徑流量/mm，P是降雨量/mm；S是流域潛在最大滯水量，S的計(jì)算公式為：

式中：CN_IIS是修正后徑流曲線系數(shù)；

其中修正的CN值公式如下：

CN_II＝CN+p_imp×(98-CN)

式中CN_II代表在AMCII條件下不透水地表修正后的CN值，p_imp為不透水地表密度；

再使用坡度數(shù)據(jù)修正CN值，修正公式為：

CN_III＝CN_II×exp[0.00673×(100-CN_II)]

式中：CN_IIS代表修正后的CN_II值；CN_III代表AMCIII條件下的CN值；slp代表平均坡度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述面向城市暴雨內(nèi)澇防治的不透水地表空間布局快速優(yōu)化方法，其特征在于，步驟S1.2中，

修正后的CN_II與不透水地表密度p_imp呈正線性關(guān)系，當(dāng)不透水地表對(duì)CN值的修正量p_imp×(98-CN)最小時(shí)，CN值最小，徑流系數(shù)也達(dá)到最小，即徑流系數(shù)最小化問題轉(zhuǎn)化為不透水地表對(duì)CN值的修正量p_imp×(98-CN)最小化問題，具體為：

CN_II＝CN+p_imp×(98-CN)。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述面向城市暴雨內(nèi)澇防治的不透水地表空間布局快速優(yōu)化方法，其特征在于，步驟S1.3中，所述構(gòu)建不透水地表優(yōu)化問題與多元線性規(guī)劃問題的概念映射具體為：

將面向徑流系數(shù)最小化的不透水地表空間布局優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為多元線性規(guī)劃問題，規(guī)劃目標(biāo)為不透水密度柵格與CN值差值柵格的數(shù)量積最小化；其中，不透水地表密度柵格的數(shù)量為自變量的個(gè)數(shù)，CN值差值為線性關(guān)系系數(shù)，數(shù)量積最小化為因變量，在優(yōu)化過程中對(duì)不透水地表面積的約束則轉(zhuǎn)換為多元線性規(guī)劃約束條件，分別表達(dá)為不透水地表密度之和變化不低于k和柵格單元內(nèi)部不透水密度變化范圍為m，用于調(diào)控不透水地表優(yōu)化前后的變化范圍，其中0k≤1，0m≤1。