[发明专利]城市地下排水管网改造及改造评价方法

摘要

本发明公开了了一种城市地下排水管网改造及改造评价方法，包括：步骤1，根据排水管网数据构建排水管网系统模型；步骤2，基于SWMM识别排水管网系统模型中的瓶颈管道；步骤3，基于迭代法对瓶颈管道进行改造，实现排水管网系统排水能力的优化；步骤4，依据排水管网系统的排水能力与降雨重现期的关联性，评价改造前后排水管网系统的排水能力。本发明通过分析排水管网数据的几何拓扑关系，利用数学模型等科学方法，定量的分析出瓶颈管道，为实地排查提供经验知识；本发明基于瓶颈管道，利用迭代法对管网进行改造及改造评价，实现了管网排水能力的优化；经评价，改造后管网排水能力得到了提升。

主权项

城市地下排水管网改造方法，其特征是，包括：步骤1，根据排水管网数据构建排水管网系统模型，具体为：将排水管网的节点、管道、城市汇水区分别概化为点、线、面，构建排水管网系统模型；所构建的排水管网系统模型中，每个城市汇水区内有一个出水口，所有的出水口连接在节点和排水管道所组成的排水网络中；步骤2，识别排水管网系统模型中的瓶颈管道，具体为：采用芝加哥雨型设计降雨，将降雨施加到排水管网系统模型，利用暴雨洪水管理模型模拟排水管网系统模型的水文水动力过程；统计降雨过程中达到满流状态的管道，即瓶颈管道；步骤3，基于迭代法对瓶颈管道进行改造，本步骤进一步包括：3.1采用步骤2所述的方法识别当前排水管网系统模型中的瓶颈管道，若无瓶颈管道，则改造结束，当前排水管网系统模型采用步骤1所构建的排水管网系统模型初始化；否则，将当前排水管网系统模型中满流时间最长的一条瓶颈管道记为Qm，m的初始值取为1；3.2对Qm进行循环改造，本步骤进一步包括：3.2a第一次改造，即将Qm改造至非瓶颈状态，将改造后的Qm记为C1；3.2b基于C1、C2…Ck‑1的状态进行第k次改造，k的初始值取2，具体为：①采用步骤2所述的方法识别上一次改造后的排水管网系统模型中的瓶颈管道，若无瓶颈管道，结束本次循环改造，以当前C1的状态作为Qm的状态，然后执行步骤3.3；否则，将满流时间最长的一条瓶颈管道改造为非瓶颈状态，将该改造为非瓶颈状态的瓶颈管道记为Ck，然后，执行步骤②；②采用步骤2所述的方法识别已改造的管道此时是否为瓶颈管道，将其中的瓶颈管道均改造至非瓶颈状态，然后执行步骤③；若所有管道均识别为非瓶颈管道，执行步骤④；③采用步骤2所述的方法识别Ck此时是否为瓶颈管道，若是，再次将Ck改造至非瓶颈状态，然后，执行步骤②；否则，执行步骤④；④判断当前的k值是否达到1+d*a％值，若达到，结束本次循环改造，以当前C1的状态作为Qm的状态，然后执行步骤3.3；若未达到，令k＝k+1，重复执行步骤3.2b；3.3当Qm的循环改造结束后，执行如下：3.3a采用步骤2所述的方法识别已改造的Q1、Q2、.....Qm‑1此时是否存在瓶颈管道，若不存在，取出当前Qm作为当前待改造的瓶颈管道的改造结果，执行步骤3.4；若存在，执行步骤3.3b；3.3b将Q1、Q2、......Qm‑1中的瓶颈管道改造至非瓶颈状态，然后执行步骤3.3c；3.3c识别Qm此时是否为瓶颈管道，若为瓶颈管道，将Qm改造为非瓶颈状态，重复执行步骤3.3a；否则，取出当前Qm作为当前待改造的瓶颈管道的改造结果，执行步骤3.4；3.4判断m值是否达到n，若达到，改造结束；否则，令m＝m+1，重复执行步骤3.1；n为要求改造的瓶颈管道数，人为设定。