[发明专利]一种城市内涝排除系统的设计分析方法

说明书

本发明涉及一种城市内涝排除系统的设计分析方法，包括：确定计算域和控制方程；基础文件及相关参数设置；内涝积水点分析；设计排水源项；设计方案的内涝计算；排水源项优化；优化方案的内涝计算；判断；确定排涝方案。本发明将内涝排除系统的设计优化，简化为排水源项大小和位置的优化，依据排水源项确定雨水口、水泵的布置，实现以需定供，这是对之前的制定排涝方案后，再进行排涝安全分析和优化的一个很大改进，为排涝系统的设计、分析和优化提供技术指导和解决方案，保证城市道路行涝安全。

技术领域

本发明涉及一种城市内涝排除系统的设计分析方法，是一种水文计算方法，是一种城市的排水系统进行分析计算的方法。

背景技术

随着全球气候的变化，极端气候增多，城市暴雨的频率增加，强度增大。另一方面，城市化的发展致使路面硬化，建筑增多，绿地和透水面积减少，因此，城市涵蓄降雨的能力减弱，产流历时缩短、强度增大。因此，强降雨过程和低排涝能力引起的城市内涝问题也就越来越明显，易造成城市交通堵塞、短时间社会混乱，甚至会引起公共卫生安全问题，因此，城市排涝是城市建设发展过程中需要认真对待和解决的问题。

城市排涝的关键因素是排水系统的设计，包括雨水口位置、雨水口的形式以及雨水口的箅数等。计算城市排涝主要是有水文学和水力学两种方法。水文学方法是依据水量平衡原理，模拟分析不同下垫面因素对降雨产流过程的影响，这种方法计算较为简单，主要是从宏观角度进行分析，无法获得计算域内的水力特性。水力学方法是通过求解计算流体动力学基本方程，获得计算节点或面域内的水流运动过程，在此基础上，可细化为一维水动力学方法和二维水动力学方法。一维水动力学方法难以反映地表起伏变化的影响，不能计算坡面流；二维模型可较为真实地分析地面产流与地面积水。传统的方法是将地下排水管网与二维模型耦合进行计算，但建模过程和计算程序较为复杂，系统调整和优化的工作量大、效率低。因此，传统方法一般用于已有规划方案的特性分析及布置优化，很少用于指导前期的设计工作。

发明内容

为了克服现有技术的问题，本发明提出了一种城市内涝排除系统的设计分析方法。所述方法用于快速分析计算域的产汇流和积水过程，为排涝系统的设计、分析和优化提供技术指导和解决方案，保证行涝安全。

本发明的目的是这样实现的：一种城市内涝排除系统的设计分析方法，其特征在于，所述方法的步骤如下：

确定计算域及控制方程的步骤：根据实际需要划定研究区域，根据研究区域的平面规划及基础地形数据，确定内涝的计算域，

建立计算模型的控制方程，包括：连续性方程和动量方程，

连续性方程为：

动量方程为：