[发明专利]一种城市排水管网雨水汇入量与溢流量的定量方法

说明书

一种城市排水管网雨水汇入量与溢流量的定量方法，它属于环境工程领域。本发明解决了目前无法根据不同的降雨情况，获得城市排水管网入河排放口的溢流量的问题。本发明根据城市排水管网的数据信息构建城市排水管网的模型，然后根据排水系统的实际运行情况添加截留管线、截留泵站和调蓄水池等截留构筑物，通过模拟多种不同降雨场景，最后分析降雨量与入河排放口溢流量的关系，拟合得出降雨量‑入河排放口溢流量函数，最终确定入河排放口的最小临界降雨量以及任意降雨量下的入河排放口溢流量，从而为城市内河管理以及排水管网的升级优化提供理论参考依据。本发明可以应用于市政工程、环境工程以及计算机数值仿真模拟技术交叉领域。

技术领域

本发明属于环境工程领域，具体涉及一种多模型融合的城市排水管网雨水汇入量与溢流量的定量方法。

背景技术

城市内河是城市重要组成部分，作为城市的血液命脉，其承担着生活供水、农业灌溉、河道运输、泄洪防涝、稀释污水以及调节气候等重要作用，是城市的名片和一道靓丽的风景线。近些年来，随着城市化进程的加快，人口增长和生产力的发展加剧了人与自然的冲突，城市内河的生态保护被人们忽视，雨污废水随意排放现象经常发生，导致河流水质污染、黑臭现象等频出，人类生命和财产受到威胁。造成河流水体恶化黑臭的原因众多，其中合流制排水系统溢流污染是重要的原因之一。

我国在早期建设中较多地采用直排式合流制排水系统，收集污水后直排进入河流水体，对河流水体产生严重的污染。随着城市的发展，直流式合流制排水系统逐渐升级改造为截留式合流制排水系统，即临河建造截流干管，同时在合流干管与截流干管相交前或相交处设置溢流井，截流干管连接污水处理厂，当混合污水的流量超过截流干管的输水能力后，部分污水经溢流井溢出，直接排入河流水体。针对排水系统的研究，目前国内外大部分学者主要着眼于利用管网模型解决排水系统的管线优化、截留泵站调度优化等方面问题，而忽视一个城市排水管网的运行基本问题，即针对不同降雨情况，入河排放口的溢流量是多大？此方面的研究多集中在历史资料的总结与统计，在模型解决思路方面仍是空白，故目前缺少一种利用计算机模拟的城市管网系统降雨量与入河排放口溢流量的定量关系探究方法，因此，目前还无法根据不同的降雨情况，获得城市排水管网入河排放口的溢流量。

发明内容

本发明的目的是为解决目前无法根据不同的降雨情况，获得城市排水管网入河排放口的溢流量的问题。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：一种城市排水管网雨水汇入量与溢流量的定量方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、根据城市排水管网的数据信息进行汇水区、管网和检查井节点的建模，搭建城市排水管网模型；

步骤二、在步骤一搭建的城市排水管网模型中进行截留设施建模，并设置截留设施的运行参数，获得包含截留设施的城市排水管网模型；

步骤三、向步骤二的包含截留设施的城市排水管网模型中输入N组相同降雨时长、不同降雨强度下的气象数据进行模拟运行，分别得出每组降雨数据对应的入河排放口溢流量数据；

步骤四、利用Matlab对步骤三获得的数据进行高次非线性多项式拟合，获得降雨量-入河排放口溢流量的关系曲线，利用每组降雨数据对应的实际入河排放口溢流量监测数据对曲线进行校核，获得校核好的降雨量-入河排放口溢流量的关系曲线；

对校核好的降雨量-入河排放口溢流量的关系曲线进行分析，得到入河排放口溢流的最小临界降雨量；

步骤五、将天气预报的降雨数据代入步骤四校核好的降雨量-入河排放口溢流量关系曲线，预测当前降雨数据下的各个入河排放口的溢流量。