[发明专利]一种变电站内涝预警方法及预警系统

权利要求书

1.一种变电站内涝预警方法，其特征在于，

计算变电站内部空间离地不同空间高度上未被固定物占用的空置面积，建立变电站积水量与该空置面积、空间高度的关系函数；

根据变电站内排水管道物理参数评估变电站下水管网最大排水能力；

根据预测雨量、变电站下水管网最大排水能力和应急排水设施排水能力，结合建立的变电站积水量与该空置面积、空间高度的关系函数，计算变电站单位时间内累积的积水量和水位；

根据计算所得的变电站积水量和水位对变电站内涝进行预警；

变电站下水管网最大排水能力以下水管道的水量达到满流时进行计算；

采用曼宁方程计算下水管道的排水能力Q，根据下水管道的排水能力Q评估变电站下水管网最大排水能力Qmax，

式中，D为下水管道直径，c为下水管道的管壁粗糙率，S为下水管道的管底坡度；

采用下式计算变电站单位时间内累积的积水量和水位：

式中，V_k为变电站积水量，A_sh为空间高度h处变电站围墙内的水平面积；A_hi为变电站内第i座固定物在空间高度h时的水平面积，n为变电站内固定物的总数量，V_Rain为预测雨量，Qmax为变电站下水管网最大排水能力，E为应急排水设施排水能力；

此时计算得到的空间高度h即水位。

2.根据权利要求1所述的变电站内涝预警方法，其特征在于：根据变电站三维模型数据计算变电站内部空间不同高度上未被固定物占用的空置面积。

3.根据权利要求2所述的变电站内涝预警方法，其特征在于：变电站三维模型数据包括变电站及站内建筑物、电气设备和附属物的三维空间数据。

4.根据权利要求1所述的变电站内涝预警方法，其特征在于：离地面的空间高度为h的空置面积A_kh计算公式如下：

其中，A_sh为空间高度h时变电站围墙内的水平面积；A_hi为变电站内第i座固定物在空间高度h时的水平面积，n为变电站内固定物的总数量。

5.根据权利要求1所述的变电站内涝预警方法，其特征在于：变电站积水量与空置面积、空间高度的关系函数为：

式中，V_k为变电站积水量，A_kh为离地面的空间高度为h的空置面积,A_sh为空间高度h处变电站围墙内的水平面积；A_hi为变电站内第i座固定物在空间高度h时的水平面积，n为变电站内固定物的总数量。

6.根据权利要求1所述的变电站内涝预警方法，其特征在于：根据计算的下水管道的排水能力结合出水口水位差评估下水管网最大排水能力。

7.根据权利要求1所述的变电站内涝预警方法，其特征在于：

当变电站积水量V_k小于0，且其绝对值大于应急排水设施排水能力E时，下水管网最大排水能力Qmax满足需求；

当变电站积水量V_k小于0，且其绝对值不大于应急排水设施排水能力E时，采用应急排水设施辅助排水，此时发布变电站积水预警；

当变电站积水量V_k大于0时，变电站最大排水能力不满足需求，此时发布变电站内涝预警及预测水位信息。

8.一种变电站内涝预警系统，其特征在于，包括

建模模块：计算变电站内部空间离地不同空间高度上未被固定物占用的空置面积，建立变电站积水量与该空置面积、空间高度的关系函数模型；

管网排水量评估模块：根据变电站内排水管道物理参数评估变电站下水管网最大排水能力；

积水量及水位预测模块：根据预测雨量、管网排水量评估模块评估的变电站下水管网最大排水能力和应急排水设施排水能力，通过变电站积水量关系函数模型计算变电站单位时间内累积的积水量和水位；

预警模块：根据预测的积水量和水位对变电站内涝进行预警。