[发明专利]基于LID措施的城市雨水径流调控方法

权利要求书

1.一种基于LID措施的城市雨水径流调控方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：使用拉格朗日插值法获取开发前径流系数

首先利用暴雨管理模型(以下简称SWMM)中LID控制编辑模块，获取LID措施参数取值范围，再根据设计需要调整表面层、路面层、土壤层、蓄水层和暗渠的参数；

然后利用SWMM接收降雨数据，模拟水流在地表的运动，模拟水流和污染物的传输迁移过程；

步骤2：划分子汇水区域

按照待模拟的城市实际汇流情况将研究区域划分为若干子汇水区域，形成以具有实际汇水能力的主干河流为中心的一级汇水区域；在一级汇水区内，将影响汇流途径的因子信息融入进数字高程模型图(以下简称DEM图)，再根据细化的DEM图进行二级汇水区划分，从而形成二级汇水区；在二级汇水区内，根据排水设施空间的分布情况，利用Voronoi图进行三级划分，从而形成三级汇水区；

使用DEM图作为输入数据，通过空间分析组件根据DEM中栅格的水流方向，确定下游栅格中汇流的积累量来模拟水流在重力作用下汇集产生径流的过程来完成对汇水区域的划分；

步骤3：执行水文过程模拟

地表径流采用非线性水库法和曼宁公式联立，在水量平衡原则下计算径流流量：

式中，W为子汇水区域宽度；n为子汇水区域的曼宁系数；S为子汇水区域的坡度，m/m；d为水深；d_s为最大洼地蓄水深度；

利用格林-安普特方程计算径流下渗值；当净降水量小于土壤饱和含水量时没有下渗水量产生；大于土壤含水量并且小于土壤饱和含水量时，有下渗水量产生，计算方程如下式所示：

式中，Q为下渗水量，单位为m³；a₀为土壤平均吸附力；K_s为饱和土壤导水率；Q_m为最大下渗水量，单位为m³；

当净降雨量大于土壤饱和含水量时，稳定下渗率如下式所示：

式中，f_t为稳定下渗率；

步骤4：执行水力过程模拟

运动波法模拟计算采用连续方程和运动方程，模拟管段水流过程随时间和空间的变化，模型假定水面坡度和管段坡度一致；管段可输送水量用曼宁公式计算，其计算公式如下：

S_f＝S₀

其中，A为水流断面面积，m²；Q为断面流量，m³/s；q_L为网格单元或河道的单宽流量，m³/s；n为曼宁粗糙系数；R为水力半径；S₀为网格单元地表坡降或河道的纵向坡降；S_f为摩擦坡降。