[发明专利]基于雨水管网拓扑结构优化改善节点积水状况的方法

说明书

本发明涉及基于雨水管网拓扑结构优化改善节点积水状况的方法，获取检查井节点周边要素，建立整个汇水区的雨水管网模型，将模型结果读入MATLAB；模拟计算汇水区雨水管网水流过程，读取管网溢流节点，设置为排口节点，计算上游汇入流量过程；计算溢流节点下游管段理论过流能力；判断匹配度；通过优化算法不断改进变量模拟计算；输出最优解对应的变量条件；重复步骤，从上游至下游逐步解决溢流节点积水，输出最优解集。本方法从雨水管网系统之间的关联性入手，考虑了雨水管网特性、汇水面积与检查井节点设置之间的相互影响，为城市雨水排水系统分析评估提供了新思路，具有实际参考价值。

技术领域

本发明涉及一种车体表面防护附件，具体涉及一种基于雨水管网拓扑结构优化改善节点积水状况的方法。

背景技术

作为城市重要的基础设施，雨水排水系统的合理设计、正常运转都关系着城市的生产生活，但随着城市建设地面硬化率的不断增加导致透水率不断下降，其地表径流远大于开发前的地表径流量，导致洪涝灾害及积水增多的情况时有发生，为全面系统的分析城市雨水管网的运行状况，识别可能出现的内涝积水节点，然后系统的进行节点积水措施解决就显得十分必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于雨水管网拓扑结构优化改善节点积水状况的方法，结合区域内雨水管道特性与对应汇水面积，得出雨水管网各节点流量及水位变化条件，评估区域雨水管网系统的运行状况，从而精准有效的解决雨水节点积水问题。

本发明所采用的技术方案为：

基于雨水管网拓扑结构优化改善节点积水状况的方法，其特征在于：

所述方法包括以下步骤：

（1）获取检查井节点周边要素，建立整个汇水区的雨水管网模型，将模型结果读入MATLAB；

（2）模拟计算汇水区雨水管网水流过程，读取管网溢流节点；

（3）将溢流节点设置为排口节点，计算上游汇入流量过程；

（4）计算溢流节点下游管段理论过流能力；

（5）判断理论过流能力与上游汇入流量过程的匹配度，若汇入流量过程流量小于理论过流能力，则不需要改善下游管道，否则需要改善下游管道；

（6）以溢流节点不积水为目标，以总造价为优化条件，以整体管道排水状况不变差为边界条件，以节点上下游相关参数为变量，通过优化算法不断改进变量模拟计算；

（7）输出最优解对应的变量条件；

（8）重复（3）-（7），从上游至下游逐步解决溢流节点积水，直至整个汇水区无积水节点，输出最优解集；

（9）结合实际情况判断变量条件的可行性，根据解集排序选择出最优措施。

步骤（1）中，周边要素包括周边雨水口数量、接纳雨水汇水面积、检查井上下游雨水管管径和检查井下游管道坡度。

步骤（3）中，计算上游汇入流量过程时按不同下垫面类型分别计算。

步骤（5）中，改善下游管道的措施包括增大该节点下游管径、增大该节点下游管道坡度、减小该管段上游管段管径、减小该管段上游管道坡度和增加雨水口。

步骤（6）具体为：

6.1）汇入雨水口数量数量改变以不改变地面积水为边界条件，通过增加雨水口或改变雨水口汇入目标检查井实现；

6.2）改变管段坡度调整方法为每次只改变一条管段坡度，增加费用按照每米增加坡度确定；

6.3）根据实际情况计算出每米管道埋深每增加1米的费用增加，拟合埋深增加为变量，造价增加为目标函数的函数曲线；

6.4）改变优化条件，不断迭代求得最优解。

本发明具有以下优点：