[发明专利]流域水系和城市管网耦合的平原河网城市洪水模拟方法

说明书

本发明公开了一种流域水系和城市管网耦合的平原河网城市洪水模拟方法。它包括以下步骤：S1：构建流域径流模型；S2：构建城市雨水管网模型；S3：将流域径流模型与城市雨水管网模型耦合；S4：城市洪水模拟与预测。本发明建立了流域水系和城市边界之间的网络分析，将流域和城市不同尺度的径流模型链接起来，提高了模拟精度，具有较高的区域适用性。

技术领域

本发明涉及城市洪水模拟技术领域，尤其涉及一种流域水系和城市管网耦合的平原河网城市洪水模拟方法。

背景技术

现有的洪水预测方法主要针对流域地表流量，无法准确对城市地区的水文径流进行描述。主要模型方法有：

1、降雨径流法；

2、马斯京根法(Muskingum)；

3、神经网络模型(ANN)；

4、流域水文模型；

5、城市雨洪模型。

现有的预测洪水流量方法具有以下缺陷：

(1)传统经验公式、水文模型在考虑下垫面空间分布方面存在局限性。

(2)对于城市地区，降雨产汇流受复杂的下垫面与城市排水管网规划影响，大多数的水文模型无法加入排水管网的模拟。

(3)只考虑流域或者城市单一尺度下的水文循环，未考虑流域径流量对城市地区水量的影响。

(4)缺乏城市所处水环境所依存的自然空间水文过程的理解和预测。

目前对于城市地区洪水流量预测多集中于城市排水管网的模拟研究，缺乏对城市水环境所依存的自然空间水文过程的理解和预测，忽略了流域径流量与城市水量的交互过程，城市洪水水量模拟精度大大降低。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供了一种流域水系和城市管网耦合的平原河网城市洪水模拟方法，其建立了流域水系和城市边界之间的网络分析，将流域和城市不同尺度的径流模型链接起来，提高了模拟精度，具有较高的区域适用性。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明的流域水系和城市管网耦合的平原河网城市洪水模拟方法，包括以下步骤：

S1：构建流域径流模型；

S2：构建城市雨水管网模型；

S3：将流域径流模型与城市雨水管网模型耦合；

S4：城市洪水模拟与预测。

作为优选，所述步骤S1包括以下步骤：

S101：流域水系提取：基于DEM数字高程模型，利用ARCGIS软件进行水文分析，提取自然河流水系，结合高分遥感影像对基于DEM数字高程模型提取的自然河流水系进一步校正，最终提取能够准确描述流域实际情况的流域水系；

S102：水系区域子流域和水文响应单元划分：基于DEM数字高程模型以及提取的流域水系数据划分出若干个水系区域子流域；根据土地利用数据、土壤数据、坡度数据和流域水系数据，将每个水系区域子流域划分为若干个具有相同的水文行为的水文响应单元；

S103：流域径流量模拟：利用水文模型通过气象数据、已经划分好的水文响应单元和提取的流域水系对流域径流量进行模拟，得到不同水系区域子流域的产流量和每段河流的出流量。

作为优选，所述步骤S2包括以下步骤：