[发明专利]一种基于排涝模型的城市积水预测与安全预警系统

权利要求书

1.一种基于排涝模型的城市积水预测与安全预警系统，其特征在于：包括排洪内涝模型建模和排洪模型在线预测与安全预警系统。

2.根据权利要求1所述的一种基于排涝模型的城市积水预测与安全预警系统，其特征在于：所述排洪内涝模型建模，是通过构建排洪内涝模型，生成模型构建区域内现状管网评估报告，对现有管网易溢和易涝部位进行汇总，分析管网结构瓶颈；分析结果对未来管网规划改造提供技术建议，并给根据规划方案进行内涝结果仿真模拟，形成多情景降雨库；所述的排洪内涝模型在线预测与安全预警系统是根据安装在现场的液位计和自动雨量计进行雨情监测，并根据实时监测量的变化情况进行在线计算，分别预测致灾时间、消灾时间，以便调度人员参考；同时，系统根据传感设备采集的状态数据，自动预测未来某时间段的积水内涝情况或根据气象局提供的专业天气预报进行未来时间段积水分布预测。

3.根据权利要求1所述的一种基于排涝模型的城市积水预测与安全预警系统，其特征在于：所述的排洪内涝模型的构建是在区域管网模型的基础上，通过与地表二维模型耦合，模拟超标降雨情况下的地表内涝积水状况；通过模拟积水变化的整个过程，从而可以分析计算得到内涝积水的影响范围、积水的深度和时间。

4.根据权利要求1所述的一种基于排涝模型的城市积水预测与安全预警系统，其特征在于：排洪内涝模型采用数学方法集中描述城市地表降雨径流排除和超标降雨地表积水漫流的整个过程的模型体系；基于实际物理过程，内涝模型分为五个部分，分别为区域降雨过程、形成净雨的产流过程、净雨的地表径流过程、管网的汇流过程和溢流水量的地表漫流过程。

5.据权利要求4所述的一种基于排涝模型的城市积水预测与安全预警系统，其特征在于：.所述的区域降雨过程的降雨模型构建：依据项目区降雨基础资料及模型评估目标，构建多种设计降雨情景，作为后期模型评估计算的基础输入条件；降雨基础资料主要包括区域暴雨强度公式以及长短历时设计降雨雨型。

6.根据权利要求4所述的一种基于排涝模型的城市积水预测与安全预警系统，其特征在于：所述的形成净雨的产流过程的产汇流模型构建：基于地表不同用地属性分布，概化构建雨水流域的产汇流数字模型，该模型是后续管网评估模拟的基础；获取地表不同用地属性分布通常需根据实际或规划地块属性，基于地块属性分别采用不同的水文参数概化其降雨产汇流特性。

7.根据权利要求4所述的一种基于排涝模型的城市积水预测与安全预警系统，其特征在于：所述的管网的汇流过程的管网模型构建：以管网测绘数据为基础，构建出区域现状管网系统数字化模型，管网数字模型包括实际管网系统中的雨水口、检查井、管渠以及其他各种水力构筑物，包括水泵、集水池、出水口、阀门、堰、闸门、拍门和孔口。

8.根据权利要求1所述的一种基于排涝模型的城市积水预测与安全预警系统，其特征在于：所述的内涝模型构建中的城市内涝模型需先构建规则网格的地形数字高程模型（DEM），通过管网模型和地形数字高程的耦合计算，模拟超标降雨情景下，地表水流的非恒定运动变化过程，从而获取区域内涝的致灾指标，包括影响范围、积水深度、积水量和积水时间。

9.根据权利要求2所述的一种基于排涝模型的城市积水预测与安全预警系统，其特征在于：所述的多情景降雨库需模拟不同历时下，不同重现期的多种降雨情境的积水内涝风险，评估各种降雨条件下内涝积水的影响范围、积水深度、积水量以及积水时间。

10.根据权利要求1所述的一种基于排涝模型的城市积水预测与安全预警系统，其特征在于：所述的排洪模型在线预测与安全预警系统，其在线调用主要有两块功能，一是根据现场采集状态参数，包括降雨量，准确合理的调用多情景降雨库模拟数据，对当前雨情下未来一段时间内可能的积水内涝情况进行预测和模型计算结果进行动态展示；二是根据现场降雨量和积水情况，利用数据挖掘算法，在线计算致灾时间和消灾时间。