[發明專利]城市時變增益降雨-徑流過程模擬計算方法

有效

• 申請號: 202010965499.5
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN112084671B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 夏軍;胡辰;佘敦先;張印
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/11;G06Q50/26
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 許美紅

1.一種城市時變增益降雨-徑流過程模擬計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、基礎數據集準備：獲取城市數字地面高程數據、城市下墊面類型空間分布數據、城市降雨觀測數據、城市行政規劃、城市主要管網數據；

S2、計算單元劃分：根據城市下墊面類型空間分布數據，將整個計算區域劃分為三大類計算單元類型，包括濕地、自然湖泊、匯水片區；

S3、各計算單元產流量計算：以實測降雨序列為各個計算單元的輸入數據，分別計算各個計算單元的產流量；

第一類濕地類型中，每個濕度單元分為上、下兩層，降雨降至上層后，以一定下滲速率下滲至下層，剩余水量則儲存在上層中，當上層水量超過最大蓄水量后，多余的水量作為上層的產流量；

第二類湖泊的產流量的計算方式為當湖泊的蓄水量超過一定的閾值時，根據湖泊的閘壩信息，采用最大抽排流量進行抽排，這部分抽排的水量即作為湖泊的產流量，進入其連接的江河或管道中；

第三類匯水片區類型中，每個匯水片區計算單元的產流量為該匯水片區計算單元下不同下墊面類型的產流量總和；

S4、計算區域匯流過程，包括地表匯流過程以及管網匯流過程，其中，各個計算單元的地表匯流部分采用曼寧公式計算，通過由S3計算得到的各個計算單元的產流量，計算得到各個單元的地表匯流流量；隨后根據計算區域內的管網匯水節點的空間分布，決定各個計算單元的地表匯流的流向，及各個匯水節點對應的計算單元，由此各個匯水節點的入流量為該節點對應的所有計算單元的地表匯流量的總和。

2.根據權利要求1中所述的城市時變增益降雨-徑流過程模擬計算方法，其特征在于：步驟S2中的各種城市下墊面類型中，濕地計算單元的特征為面積大于計算區域總面積的1％，自然湖泊計算單元的特征為湖泊面積大于計算區域總面積的5％，匯水片區劃分的主要原則為每一個匯水片區至少有一個主要出口連接至城市主管網，以城市管網分布和下墊面分布為主要參考，以城市管網的匯水點和交接點為主要劃分點，再根據城市行政規劃和城市數字地面高程數據進行調整。

3.根據權利要求1所述的城市時變增益降雨-徑流過程模擬計算方法，其特征在于：城市下墊面類型空間分布數據中下墊面類型包含但不僅限于洼地、透水面、不透水面、道路、湖泊、低影響開發措施、綠地、人工濕地，降雨觀測數據的時間間隔不超過24小時，城市主要管網數據主要為城市區域主要管網的分布。

4.根據權利要求1所述的城市時變增益降雨-徑流過程模擬計算方法，其特征在于：每個匯水片區內包含以下六種下墊面類型：洼蓄，透水面，不透水面，透水道路，小型湖泊塘堰，低影響開發措施；其中低影響開發措施包含雨水花園、透水鋪磚、植草溝、綠色屋頂、雨水桶和生物滯留池。

5.根據權利要求1所述的城市時變增益降雨-徑流過程模擬計算方法，其特征在于：第一類濕地類型中，下層產流量的計算則采用非線性產流計算公式，具體如式(1)所示：

其中，g₁、g₂為產流參數，W為下層含水量，W_m為下層最大持水量，I_f為下滲量，R_sd為濕地單元下層的產流量。