一种基于降雨预测合流制溢流水力学行为的方法及其应用与流程

技术特征：

1.一种基于降雨预测合流制溢流水力学行为的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤①：采集N场降雨的降雨数据，并观测降雨时溢流是否发生，所述降雨数据包括降雨量、最大降雨强度和降雨持续时间；

步骤②：获取溢流口的溢流阈值，利用所述步骤①中采集的N场降雨的降雨数据和降雨时溢流的发生情况，以降雨量为横坐标，最大降雨强度为纵坐标，区别标注发生溢流和未发生溢流的降雨事件，标注后，发生溢流的降雨事件和未发生溢流的降雨事件之间有一条水平界限，该界限对应的最大降雨强度就是溢流发生所需的临界最大降雨强度，即为溢流口的溢流阈值；

步骤③：基于所述步骤②中的溢流阈值以及当前降雨数据，预测溢流口的溢流响应时间，持续时间和溢流量；根据降雨记录，以时间为横坐标，降雨强度为纵坐标作图，图中同时标注溢流阈值；从降雨开始至达到溢流阈值的时间即为溢流响应时间T_A，溢流持续时间T_B为所有超过溢流阈值的降雨持续时间的累积，溢流量V为超过溢流阈值部分的降雨量乘以径流系数；

步骤④：基于所述步骤②中的溢流阈值以及当前降雨数据，预测溢流次数；如果将有n场降雨发生，其中有m场降雨的最大降雨强度大于溢流口的溢流阈值，则预测该溢流口将发生m次溢流；

步骤⑤：重复所述步骤①-④，预测其他集水区溢流口的溢流行为。

2.如权利要求1所述的一种基于降雨预测合流制溢流水力学行为的方法，其特征在于，所述步骤③中，溢流响应时间的计算公式为：

T_A＝t_f-t_r，

其中：t_f为降雨强度第一次超过溢流阈值的时间，t_r为降雨开始的时间；

溢流持续时间的计算公式为：

T_B＝t₁+t₂+t₃+......t_n，

其中：t₁，t₂，t₃......t_n为降雨历时过程中每次降雨强度超过溢流阈值的持续时间；

溢流量的计算公式为：

其中：I_i为超过溢流阈值的降雨强度，I_c为溢流阈值，t_i为降雨强度超过溢流阈值的持续时间，为径流系数。

3.如权利要求1所述的一种基于降雨预测合流制溢流水力学行为的方法，其特征在于，所述步骤①中最大降雨强度的采集方法如下：记录每K分钟的降雨量，其中K为60的约数并且K×i_k＝60，从第1个K分钟到第i_k个K分钟累积的雨量记为一个小时的降雨强度，第2个K分钟到第i_k+1个K分钟的累积雨量也是一个小时的降雨强度；以此类推，计算出多个一小时降雨强度，其中最大值即为最大降雨强度。

4.如权利要求3所述的一种基于降雨预测合流制溢流水力学行为的方法，其特征在于，所述步骤①中最大降雨强度的采集方法如下：记录每10分钟的降雨量，从第1个10分钟到第6个10分钟累积的雨量记为一个小时降雨强度，第2个10分钟到第7个10分钟的累积雨量也是一个小时降雨强度；以此类推并计算出多个一小时降雨强度，其中最大值即为最大降雨强度。

5.如权利要求1所述的一种基于降雨预测合流制溢流水力学行为的方法，其特征在于，所述步骤①中溢流口的溢流发生与否可以通过监测或者模拟获得。

6.如权利要求1所述的一种基于降雨预测合流制溢流水力学行为的方法，其特征在于，所述步骤①中的N场降雨，划分单个降雨事件的标准为不降雨的时间连续超过4小时。

7.如权利要求1所述的一种基于降雨预测合流制溢流水力学行为的方法，其特征在于，所述步骤①中的N场降雨，单个降雨事件是指24小时内的降雨。

8.如权利要求1所述的一种基于降雨预测合流制溢流水力学行为的方法在市政排水管网改造优化中的应用，其特征在于，获取两个溢流口的溢流阈值，分别为I_c1，I_c2，如果I_c1＜I_c2，则在控制溢流时，首先对溢流阈值为I_c1的溢流口的溢流区域进行管网改造优化。