[發(fā)明專利]基于雨洪模擬耦合模型的城市內澇快速預測方法及系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111369059B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發(fā)明（設計）人: 趙然杭;伍謀;李洪濤;劉桂香;王好芳;周璐;張初穎;王興菊;齊真;張晴晴
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G08B21/10
• 分類號: G08B21/10;G08B31/00;G06F30/28;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 董雪

本發(fā)明公開了一種基于內澇快速模擬耦合模型的城市內澇預測方法及系統(tǒng)，包括：采集研究區(qū)域的管網數據和水文數據；構建二維地形模型，對二維地形模型分別進行建筑區(qū)域高程處理和道路分布區(qū)域高程處理；基于處理后的二維地形模型，搭建二維水動力模型；分別構建管網的水動力模型和管網的水文模型，連接上述兩個模型得到排水管網模型；將二維水動力模型與排水管網模型進行耦合，得到城市內澇模擬耦合模型，通過城市內澇快速模擬耦合模型對城市內澇積水點分布及積水深度進行預測。本發(fā)明具有操作簡單、數值模擬速度快、需求數據量小、精度較高的特點，可應用于應急性的城市內澇快速模擬。

技術領域

本發(fā)明涉及城市內澇模擬技術領域，尤其涉及一種基于內澇快速模擬耦合模型的城市內澇預測方法及系統(tǒng)。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

隨著城市化進程的加快與全球氣候的變化，城市區(qū)域的產匯流規(guī)律以及下墊面情況發(fā)生了巨大的變化。降雨作為城市內澇的主要致災因子之一，汛期強降雨發(fā)生的頻率也逐年增加。

在汛期暴雨頻發(fā)時期，城市區(qū)域淹沒水深及范圍的模擬與預測，對于洪水風險管理以及政府部門決策是至關重要的。相比自然流域地形，城市區(qū)域由于道路縱橫交錯，高樓林立，下墊面類型復雜，形成了特殊的地形與產匯流特征。發(fā)明人發(fā)現，傳統(tǒng)的城市內澇模擬模型建立過程中需要大量的數據，如地表高程、河道斷面、城市建筑分布、管網等數據，地表高程數據和管網數據需從不同的部門獲取，地表高程數據需從國土規(guī)劃部門獲取，管網數據需從水務或排水管理部門獲取。不同的數據來源，會由于測量時的規(guī)范和存儲格式不同，需對獲取的原始數據進行數據格式統(tǒng)一與規(guī)范化處理，工作量巨大，難以實現城市內澇應急性的快速模擬、預測與預警、為城市防洪決策提供技術支持的目標。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明提出了一種基于內澇快速模擬耦合模型的城市內澇預測方法及系統(tǒng)，針對大部分城市目前道路行洪的特點，通過對城市下墊面數據的處理，構建城市區(qū)域的基礎地形文件，并以此建立二維水動力模型與管網模型的耦合內澇快速模擬模型，此耦合模型的建立方法具有操作簡單、數值模擬速度快、數據需求量小、精度較高的特點，可應用于應急性的城市內澇快速模擬、預測與預警。

在一些實施方式中，采用如下技術方案：

基于內澇快速模擬耦合模型的城市內澇預測方法，包括：

采集研究區(qū)域的管網數據和水文數據；

構建二維地形模型，對二維地形模型分別進行建筑區(qū)域高程處理和道路分布區(qū)域高程處理；

基于處理后的二維地形模型，設置干濕水深，搭建二維水動力模型；

分別構建管網的水動力模型和水文模型，耦合上述兩個模型得到排水管網模型；

將二維水動力模型與排水管網模型進行耦合，得到城市內澇模擬耦合模型；

利用所述城市內澇模擬耦合模型，輸入設定的降水條件，對城市內澇積水點分布及積水深度進行預測。

在另一些實施方式中，采用如下技術方案：

基于內澇快速模擬耦合模型的城市內澇預測系統(tǒng)，包括：

用于采集研究區(qū)域的管網數據和水文數據的裝置；

用于構建二維地形模型，對二維地形模型分別進行建筑區(qū)域高程處理和道路分布區(qū)域高程處理的裝置；

用于基于處理后的二維地形模型，通過設置干濕水深，搭建二維水動力模型的裝置；

用于分別構建管網的水動力模型和管網的水文模型，并得到排水管網模型的裝置；

用于將二維水動力模型與排水管網模型進行耦合，得到城市內澇模擬耦合模型的裝置。