[发明专利]基于水箱模型的城市道路及低洼地区积水预报方法

说明书

技术领域

本发明涉及城市水文预报技术领域，尤其是城区道路及低洼地区积水深度预报模型的建立及实现自动预报预警。

背景技术

城市化的发展，直接或间接地改变着原先地域的地形地貌和天然排水系统。城市排水系统已由原来的地表沟渠、河流湖泊变为复杂的地下管网。排水管网能力不足将导致路面和低洼区域积水，对交通、生产、生活等影响甚大，再加上城市中心地区人口密集，建筑集中，工商业和交通发达，遭遇暴雨的损失相当严重。

通过分析城区历年雨量、道路水位监测数据、水文年鉴等历史资料，我们发现城区降雨与道路积水有紧密的因果关系，并且遵循起涨消退的规律。降雨后道路积水的速度非常快，且积水过程与降雨强度、暴雨分布、人工排涝有较大关系。

常规预报模型有产流和汇流的过程，这些产汇流模型一般适用于流域型预报。不适用于几乎可以忽略汇流过程的城区道路与低洼地区积水预报。如比较著名的预报城市内涝的暴雨水文预报模型SWMM，但针对区域与城市实际的实用模型仍然非常缺乏。

发明内容

本发明提供一种基于水箱模型的城市道路及低洼地区积水预报方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于水箱模型的城市道路及低洼地区积水预报方法，包括如下步骤：

1)确定城市水文预报边界：预报边界线是根据城市河道和地下排水管网的布局来划分确定预报区域，并量取预报区域的总面积S₀；

2)计算预报区域内下垫面不透水面积百分比η₀：根据城市内的实测现状地形图或卫星遥感图以及城市土地使用功能规划图，将下垫面根据类型划分为多个地块，并分别量取其面积S₁、S₂···S_n，通过查表得到不同性质地块的不透水面积百分比η₁、η₂···η_n，预报区域内下垫面不透水面积百分比η₀的计算公式如下，

η0=S1×η1+S2×η2+···+Sn×ηnS0;]]>

所述预报区域内下垫面不透水面积百分比η₀需要根据遥感图、规划容积率及绿地指标，并结合土壤含水量、地下水埋深和雨强进行调整修正。采集预报区域内道路断面水文站的水位，绘制时段内的水位过程线，结合该水位过程线的涨落趋势对预报结果进行修正。所述地块包括楼房区、高校区、工厂区、平房区、仓库区、河道、湖泊以及绿地区。

3)雨量采集：使用遥测雨量数据，单站降水量采集完毕后，用算术平均法或泰森多边形法求预报区域雨量；

4)确定预报时段：根据面积大小将预报区域至少划分出三个预报时段。所述预报时段的选取参照以下标准：预报区域面积≤10km₂，预报时段长取10分钟；10km₂＜预报区域面积≤20km₂，预报时段长取20分钟；20km₂＜预报区域面积≤80km₂，预报时段长取30分钟；80km₂＜预报区域面积≤150km₂，预报时段长取60分钟。

5)利用水箱模型进行积水预报，具体包括如下步骤：

51)确定预报站点；