[发明专利]基于管网和道路双系统SWMM对城市涝积水深模拟方法

摘要

本发明公开了一种基于管网和道路双系统SWMM对城市涝积水深模拟方法：基础数据的收集；基础数据的拓扑结构处理；基础数据的属性添加；管网和道路双系统的构建；模型构建及模拟；积水深度结果输出。本发明在SWMM模型的基础上，将管网和道路结合起来构成双系统，能够模拟溢流水量在道路的漫流，从而计算出二维的路面洪涝积水深度，弥补了SWMM模型常规模水力模拟无法计算出积水深度的缺陷。

主权项

1.一种基于管网和道路双系统SWMM对城市涝积水深模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，基础数据的收集：对研究区域内的地形数据(包括道路、高程点)、用地类型数据、管网节点数据、水力构筑物数据、降雨数据进行收集和整理；步骤二，基础数据的拓扑结构处理：利用ArcGIS处理各种CAD格式的基础数据，得到shp格式的矢量数据，对研究区域高程点进行空间插值得到研究区域的DEM数据，利用DEM数据进一步对研究区域进行汇水区的大致划分，得到较大汇水区，然后按照街道和管线的流向进一步对汇水区进行细化，得到建模的子汇水区；步骤三，基础数据的属性添加：①节点：节点主要包括集水井和排放口，每一个集水井要有唯一的名称、井底标高、井深属性，每一个排放口至少要有排放口的名称和底标高属性；②管线：管线要有管线的名称、上下游的节点名称、上下游节点的偏移量、管长、管径、曼宁系数属性；③子汇水区：每一个子汇水区均要有一个汇水节点(集水井)、名称、面积、特征宽度、不透水率、坡度属性；步骤四，管网和道路双系统的构建：在处理好SWMM常规水力建模所需的数据之后，复制一套管线数据，将管线的名称统一替换掉，得到的这套管线称之为道路系统；保持道路系统的上下游节点名称不变，上下游节点的偏移量改变，道路系统的管径改变，所有的圆管均改为明渠；利用ArcGIS将管线和道路系统的数据合并即得到了管网和道路双系统；步骤五，模型构建及模拟：利用inpPINS插件将处理好的节点、管网和道路双系统、子汇水区这些矢量数据转换成SWMM能直接识别的inp格式的文件，直接用SWMM打开该文件，添加雨量计，并输入相应的降雨数据，设置好SWMM常规水力模拟所需设置的参数，包括模拟时间；步骤六，积水深度结果输出：待模拟完成之后，通过模拟结果中的节点深度来获取各个节点的最大深度，用这个最大深度减去相应节点的井深，得到的即为该节点处的最大积水深度；模拟结果还输出各节点水深随时间变化的数据，即得到各节点处积水深度随时间的变化情况。