[发明专利]一种无管网资料城区的管网排水过程概化计算方法

权利要求书

1.一种无管网资料城区的管网排水过程概化计算方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

步骤1，通过实际踏勘测量出所研究区域的街区数K、每个街区的雨水井个数、雨水井的分布位置、雨水井的周长l_I；

步骤2，采用基于全水动力法的洪涝过程数值方法计算整体研究区域的地表水深；

步骤3，基于步骤2所得的地表水深，通过堰流公式初步计算从地表进入单个雨水井的水量，即单个雨水井的排出水量q_I；

步骤4，计算同一街区所属雨水井的总排出水量Q_m；

步骤5，根据排水管道的管径和坡度，对步骤4计算所得的同一街区的总排出水量进行限制修正，得到修正后单个雨水井排出水量；

步骤6，重复步骤4～5，直至将步骤1确定的所研究区域的K个街区的所有雨水井排出水量均计算完为止；

步骤7，在雨水井位置处的地表单元上，计算单个雨水井的净雨速率R_n。

2.根据权利要求1所述的一种无管网资料城区的管网排水过程概化计算方法，其特征在于：所述步骤2的具体过程为：通过求解如下二维浅水方程组计算地表水深h：

其中，t为时间，单位s；R为净雨速率；q为变量矢量包括水深h，两个方向上的单宽流量q_x和q_y；u、v为x、y方向上的流速；f、g为x、y方向上的通量矢量；S为源项矢量，包括降雨或下渗源项i、底坡源项及摩阻力源项；z_b为河床底面高程，m；C_f为谢才系数，C_f＝gn²/h^1/3，其中n为曼宁系数，其中R＝i-f，i为降雨雨强，f下渗强度。

3.根据权利要求2所述的一种无管网资料城区的管网排水过程概化计算方法，其特征在于：所述步骤3的具体过程为：通过如下公式(2)计算从地表进入单个雨水井的水量，即单个雨水井的排水量q_I，单位为m³/s：

其中，为堰流系数；l_I为雨水井周长，单位m，h为地表水深，单位m。

4.根据权利要求3所述的一种无管网资料城区的管网排水过程概化计算方法，其特征在于：所述步骤4的具体过程为：通过如下公式(3)计算同一街区所属雨水井的总排水量Q_m：

其中，m为管网的ID，N为该街区的雨水井数量，j为该街区的雨水井ID。

5.根据权利要求4所述的一种无管网资料城区的管网排水过程概化计算方法，其特征在于：所述步骤5的具体过程为：

步骤5.1，确定排水管道管径d_p、坡度i_pipe，根据排水管道材料确定管道糙率n_p；

步骤5.2，通过如下公式(4)计算排水管道满管时的最大管道流量Q_Pmax：

步骤5.3，将步骤5.2所得的最大管道流量和步骤4所得的总排出水量Q_m进行比较，具体为：

若Q_m＜Q_Pmaxm，则不需要对该管网的雨水口地表入流进行修正，可直接进行步骤6；

若Q_m＞Q_Pmaxm，则需要对该管网的雨水口入流进行修正，需实施步骤5.4；

步骤5.4，根据步骤3中通过堰流公式初步计算出的单个雨水井排出水量，按照最大管道流量和管道初步排出水量比值进行削减，具体通过如下公式(5)进行修正：

其中q_Inlet为修正后的雨水井排出量。

6.根据权利要求5所述的一种无管网资料城区的管网排水过程概化计算方法，其特征在于：所述步骤7的具体过程为：通过如下公式(6)计算单个雨水井的净雨速率R_n：

其中，A_s为雨水井所在的单元面积，n为雨水井编号。