[发明专利]一种自适应雨水管网监测方法及系统

权利要求书

1.一种自适应雨水管网监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

利用液位计采集雨水管网的关键节点处的实测液位值，并利用雨量计采集降雨量；

将所述液位计采集到的实测液位值以及所述雨量计采集到的降雨量输入雨水水动力模型，得出所述关键节点处的计算液位值，其中，所述雨水水动力模型根据降雨强度公式、产流模型公式、汇流公式和雨水管道输移公式进行建立；

将所述实测液位值与所述计算液位值进行比较，当所述实测液位值与所述计算液位值不一致时，修正所述雨水水动力模型中的参数，直至所述实测液位值与所述计算液位值相一致为止；

采用修正后的雨水水动力模型得出所述雨水管网中任意节点的液位值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述关键节点包括：所述雨水管网中的各个排水分支、管线交叉的位置、出水口位置、明渠以及河流处，所述雨量计布设于所述雨水管网的中间区域或者楼顶处。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

利用基于地理信息系统的三维展示平台对采用修正后的雨水水动力模型得出的所述雨水管网中任意节点的液位值进行展示。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述降雨强度公式通过以下步骤进行建立：

统计待监测的雨水管网所在区域的历史降雨资料，其中雨样的选取采用年超大值法；

采用指数分布法统计该区域的降雨频率分布曲线；

根据所述历史降雨资料和所述降雨频率分布曲线得出该区域各个季节的降雨强度公式。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述产流模型公式用于计算产流量R，R＝P-S-F，其中，P为理论降雨量，S为初损量，F为入渗量；

理论降雨量P通过所述雨量计采集得到的降雨量结合所述降雨强度公式得出；

初损量S通过以下公式进行计算：

S＝S_z+S_j+S_w

其中，S_z为相应季节该区域的雨水蒸发量，S_j为植物截留损失量，S_w为地表填洼损失量；

入渗量F根据土壤饱和导水率、有效土壤吸力、初始入渗率和稳定入渗率来确定。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述汇流公式用于确定地表净流量，所述地表净流量通过以下两个公式联立得到：

其中，V为地表集水量，h为水深，t为时间，A为地表面积，i为净雨强度，Q为流量，W为流域宽度，n为地表粗糙系数，h_p为地面蓄水深，S₀为流域坡度。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述雨水管道输移公式包括以下两个公式：

其中，Q为流量，A_s为过水断面面积，v为流速，h为水深，t为时间，x为距离，S_f为摩阻坡度，S₀为流域坡度，q_t为单位长度旁侧入流量，g为重力加速度；

当所述实测液位值与所述计算液位值不一致时，通过修改摩阻坡度S_f来修正所述雨水水动力模型，直至所述实测液位值与所述计算液位值相一致为止。

8.一种执行如权利要求1所述的方法的自适应雨水管网监测系统，其特征在于，包括：

多个液位计，分别设置在雨水管网的关键节点处，用于采集所述关键节点处的实测液位值；

雨量计，用于采集降雨量；

雨水水动力模型分析模块，用于将所述液位计采集到的实测液位值以及所述雨量计采集到的降雨量输入雨水水动力模型，得出所述关键节点处的计算液位值，并将所述实测液位值与所述计算液位值进行比较，当所述实测液位值与所述计算液位值不一致时，修正所述雨水水动力模型中的参数，直至所述实测液位值与所述计算液位值相一致为止。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，该系统还包括基于地理信息系统的三维展示平台，所述三维展示平台用于展示采用修正后的雨水水动力模型得出的所述雨水管网中任意节点的液位值。