[发明专利]一种基于调蓄设施的下游雨水管道过流量的调控方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于调蓄设施的下游雨水管道过流量的调控方法及系统。其方法包括根据降雨过程中调蓄设施拟设点上游管道参数、下游管道参数计算调蓄设施的有效容积；根据所述有效容积调控设置在调蓄设置拟设点的调蓄设施，以调控下游管道过流量。本发明基于水量平衡、管道水力特性和过流过程分析，通过调蓄设施拟设点上游管道参数、下游管道参数精确计算出调蓄设施的有效容积，有效避免了下游管道壅水向上游传导并对上游排水设施形成妨碍，增强雨水管网对超标雨水的应对能力，有效解决了雨水管网设计排水能力不足的问题，既能存储降雨期间超过管道承载能力的雨水并错峰排放，又可以提高城市的排水标准，具有良好的可行性。

技术领域

本发明涉及雨水调蓄技术领域，尤其涉及一种基于调蓄设施的下游雨水管道过流量的调控方法及系统。

背景技术

当一定范围内的强降雨或连续性降雨超过其雨水设施消纳能力时，地面将产生积水、发生内涝。随着城市化进程的推进，下垫面硬化严重，导致降雨下渗受阻、地表径流产量增加；江河湖泊萎缩、淤积严重，导致天然湿地的调蓄及行泄功能难以充分发挥。再加之城市雨水排放管道设计标准偏低、排水能力不足，在面对强降雨或连续性降雨天气时城市内涝现象频发，对居民的生活生产乃至生命财产安全都造成了极大的威胁，如：北京2012年7月21日特大暴雨导致79人遇难，武汉2016年7月6日强降雨导致全城交通瘫痪、铁路枢纽武汉火车站也因被淹而暂停运营。然而，市政道路下的城市地下空间极其紧张，各种电力电信、给水排水、燃气热力管线以及交通设施、商业设施密集排布、错综复杂，因此通过扩大雨水管道过水断面解决城市内涝的方案实施难度非常大。在雨水排水系统中增设合理容积的调蓄设施存储降雨期间超过管道承载能力的雨水并错峰排放，既能够避免挤占城市地下空间，又可以提高城市的排水标准，具有良好的可行性。调蓄容积的科学计算则是调蓄工程的关键，不仅关系着工程效果，还深刻影响着工程投资。

目前，雨水调蓄设施的有效容积的计算方法主要有推理公式法和数学模型法两种，推理公式法衍生于雨水管渠设计中采用的恒定均匀流推理公式，数学模型法则是基于管道进、出水流量过程线。当汇水面积小于2km²时，可采用推理公式法简单估算调蓄设施的有效容积，但是此时不能粗略的估算，控制精度无法保证；当汇水面积大于2km²时，降雨、地表产流的时空不均匀性以及地表产流、管网汇流的过程性对管道流量过程线的影响会比较明显，也无法精确计算出雨水调蓄设施的有效容积。

显然，上述两种现有方式都不能很精确的计算出调蓄设施的有效容积，进而导致无法根据调蓄设施的有效容积精确管控下游雨水管道过流量，从而无法实现有效存储降雨期间超过管道承载能力的雨水并错峰排放。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于调蓄设施的下游雨水管道过流量的调控方法及系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于调蓄设施的下游雨水管道过流量的调控方法，包括如下步骤：

根据降雨过程中调蓄设施拟设点上游管道参数、下游管道参数计算调蓄设施的有效容积；

根据所述有效容积调控设置在调蓄设置拟设点的调蓄设施，以调控下游管道过流量。

本发明的有益效果是：本发明的基于调蓄设施的下游雨水管道过流量的调控方法，基于水量平衡、管道水力特性和过流过程分析，通过调蓄设施拟设点上下游用于表征管道过流能力的上游管道参数、下游管道参数精确计算出调蓄设施的有效容积，有效避免了下游管道壅水向上游传导并对上游排水设施形成妨碍，增强雨水管网对超标雨水的应对能力，有效解决了雨水管网设计排水能力不足的问题，既能存储降雨期间超过管道承载能力的雨水并错峰排放，又可以提高城市的排水标准，具有良好的可行性。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步：根据降雨过程中调蓄设施拟设点上游管道实时流量、下游管道设计流量计算调蓄设施的有效容积的具体计算公式为：