一种海绵城市雨水积水预警方法

摘要

本发明公开了一种海绵城市雨水积水预警方法，涉及雨水积水预警技术领域，包括以下步骤：预先基于光纤温度传感器，获取雨水在不同海绵设施中的实时下渗速率V和产流时刻T，将获取的实时下渗速率V和产流时刻T实时反馈至数据处理平台，建立积水经验模型，并基于积水经验模型计算各个区降雨积水风险情况，获取积水预警评估结果，进行开启城市雨水调蓄设施。本发明实现利用光纤温度传感器对透水面层雨水实时下渗速率V进行监测，获取雨水产流时刻T，对当前区域内降雨情况进行判断，发出指令对下位雨水调控设施进行控制，最大化海绵绿地蓄水能力，缓解城市洪涝压力，应用范围广，适应性强。

权利要求

1.一种海绵城市雨水积水预警方法，其特征在于，包括以下步骤：预先基于光纤温度传感器，获取雨水在不同海绵设施中的实时下渗速率V和产流时刻T；

将获取的实时下渗速率V和产流时刻T实时反馈至数据处理平台，建立积水经验模型，并基于积水经验模型计算各个区降雨积水风险情况，获取积水预警评估结果；

基于积水预警评估结果，进行开启城市雨水调蓄设施，所述获取雨水在不同海绵设施中的实时下渗速率V和产流时刻T，包括以下步骤：预先铺设光纤温度传感器在海绵设施中，其中包括人工透水面层和城市绿地；

获取光纤信号、并进行信号汇集和解调器，获取雨水在不同海绵设施中的实时下渗速率V；

基于不同透水面层中下渗速率V与产流时刻T的对应关系，获取当前实时下渗速率V的实时产流时刻T，所述不同透水面层中下渗速率V与产流时刻T的对应关系，包括以下步骤：预先将材料相同地块划分为一个区域；

对单个区域取样品进行降雨模拟实验得到下渗速率V和产流时刻T；

获取下渗速率V和产流时刻T的对应关系。

2.根据权利要求1所述的海绵城市雨水积水预警方法，其特征在于，所述积水经验模型，包括获取比值δ，表示为：其中，Q为当前降雨量。

3.根据权利要求2所述的海绵城市雨水积水预警方法，其特征在于，所述积水预警评估结果，包括：当降雨重现期＜1a，比值δ≥阈值20％开启预警；

当降雨重现期＝1a～10a，比值δ≥阈值10％开启预警；

当降雨重现期＞10a，比值δ≥阈值开启预警。

说明书

一种海绵城市雨水积水预警方法

技术领域

[0001] 本发明涉及雨水积水预警技术领域，具体来说，涉及一种海绵城市雨水积水预警方法。

背景技术

[0002] 在如今海绵城市的建设中，建设了大量透水铺装、透水混凝土，在降雨时，发挥吸水、蓄水、渗水、净水的作用。在防治内涝灾害中发挥了重要作用。海绵城市中的调蓄手段主要基于雨水调节池、植海绵绿地等设施，通过下渗、溢流、地表汇集等作用吸纳水体，将雨水吸收，绿地下方设置有盲管，将雨水汇流导入城市雨水干管。

[0003] 目前，海绵城市海绵构筑物无法充分发挥降雨时蓄水作用，土壤等蓄水并未达到峰值雨水直接汇入干管，类似海绵构筑物仍有较大提升空间。

[0004] 针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

[0005] 针对相关技术中的问题，本发明提出一种海绵城市雨水积水预警方法，通过对基础海绵设施的实时状况进行监测，对城市内积水情况及时响应，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

[0006] 本发明的技术方案是这样实现的：

[0007] 一种海绵城市雨水积水预警方法，包括以下步骤：

[0008] 预先基于光纤温度传感器，获取雨水在不同海绵设施中的实时下渗速率V和产流时刻T；

[0009] 将获取的实时下渗速率V和产流时刻T实时反馈至数据处理平台，建立积水经验模型，并基于积水经验模型计算各个区降雨积水风险情况，获取积水预警评估结果；

[0010] 基于积水预警评估结果，进行开启城市雨水调蓄设施。

[0011] 进一步的，所述获取雨水在不同海绵设施中的实时下渗速率V和产流时刻T，包括以下步骤：

[0012] 预先铺设光纤温度传感器在海绵设施中，其中包括人工透水面层和城市绿地，[0013] 获取光纤信号、并进行信号汇集和解调器，获取雨水在不同海绵设施中的实时下渗速率V；

[0014] 基于不同透水面层中下渗速率V与产流时刻T的对应关系，获取当前实时下渗速率V的实时产流时刻T。

[0015] 进一步的，所述不同透水面层中下渗速率V与产流时刻T的对应关系，包括以下步骤：

[0016] 预先将材料相同地块划分为一个区域；

[0017] 对单个区域取样品进行降雨模拟实验得到下渗速率V(mm/s)和产流时刻T(min)；

[0018] 获取下渗速率V(mm/s)和产流时刻T(min)的对应关系。

[0019] 进一步的，所述积水经验模型，包括获取比值δ，表示为：

[0020]

[0021] 其中，Q为当前降雨量。

[0022] 进一步的，所述积水预警评估结果，包括：

[0023] 当降雨重现期＜1a，比值δ≥阈值20％开启预警；

[0024] 当降雨重现期＝1a～10a，比值δ≥阈值10％开启预警；

[0025] 当降雨重现期＞10a，比值δ≥阈值开启预警。

[0026] 本发明的有益效果：

[0027] 本发明海绵城市雨水积水预警方法，通过预先基于光纤温度传感器，获取雨水在不同海绵设施中的实时下渗速率V和产流时刻T，将获取的实时下渗速率V和产流时刻T实时反馈至数据处理平台，建立积水经验模型，并基于积水经验模型计算各个区降雨积水风险情况，获取积水预警评估结果，进行开启城市雨水调蓄设施，实现利用光纤温度传感器对透水面层雨水实时下渗速率V进行监测，获取雨水产流时刻T，对当前区域内降雨情况进行判断，发出指令对下位雨水调控设施进行控制，最大化海绵绿地蓄水能力，缓解城市洪涝压力，应用范围广，适应性强。

附图说明

[0028] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0029] 图1是根据本发明实施例的一种海绵城市雨水积水预警方法的流程示意图。

具体实施方式

[0030] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0031] 根据本发明的实施例，提供了一种海绵城市雨水积水预警方法。

[0032] 如图1所示，根据本发明实施例的海绵城市雨水积水预警方法，包括以下步骤：

[0033] 预先基于光纤温度传感器，获取雨水在不同海绵设施中的实时下渗速率V和产流时刻T；

[0034] 将获取的实时下渗速率V和产流时刻T实时反馈至数据处理平台，建立积水经验模型，并基于积水经验模型计算各个区降雨积水风险情况，获取积水预警评估结果；

[0035] 基于积水预警评估结果，进行开启城市雨水调蓄设施。

[0036] 其中，所述获取雨水在不同海绵设施中的实时下渗速率V和产流时刻T，包括以下步骤：

[0037] 预先铺设光纤温度传感器在海绵设施中，其中包括人工透水面层和城市绿地，[0038] 获取光纤信号、并进行信号汇集和解调器，获取雨水在不同海绵设施中的实时下渗速率V；

[0039] 基于不同透水面层中下渗速率V与产流时刻T的对应关系，获取当前实时下渗速率V的实时产流时刻T。

[0040] 其中，所述不同透水面层中下渗速率V与产流时刻T的对应关系，包括以下步骤：

[0041] 预先将材料相同地块划分为一个区域；

[0042] 对单个区域取样品进行降雨模拟实验得到下渗速率V(mm/s)和产流时刻T(min)；

[0043] 获取下渗速率V(mm/s)和产流时刻T(min)的对应关系。

[0044] 其中，所述积水经验模型，包括获取比值δ，表示为：

[0045]

[0046] 其中，Q为当前降雨量。

[0047] 其中，所述积水预警评估结果，包括：

[0048] 当降雨重现期＜1a，比值δ≥阈值20％开启预警；

[0049] 当降雨重现期＝1a～10a，比值δ≥阈值10％开启预警；

[0050] 当降雨重现期＞10a，比值δ≥阈值开启预警。

[0051] 借助于上述技术方案，通过预先基于光纤温度传感器，获取雨水在不同海绵设施中的实时下渗速率V和产流时刻T，将获取的实时下渗速率V和产流时刻T实时反馈至数据处理平台，建立积水经验模型，并基于积水经验模型计算各个区降雨积水风险情况，获取积水预警评估结果，进行开启城市雨水调蓄设施，实现利用光纤温度传感器对透水面层雨水实时下渗速率V进行监测，获取雨水产流时刻T，对当前区域内降雨情况进行判断，发出指令对下位雨水调控设施进行控制，最大化海绵绿地蓄水能力，缓解城市洪涝压力，应用范围广，适应性强

[0052] 另外，具体的，对于上述获取雨水在不同海绵设施中的实时下渗速率V和产流时刻T，在应用时，其将光纤温度传感器布置于人工透水面层及城市绿地，由光纤温度传感器，温度变化的时间差Δt结合传感器间的距离计算得到实时下渗速率V，并基于实时下渗速率V和产流时刻T的对应关系得到当前实时产流时刻T。

[0053] 此外，在应用时，其在透水铺装等透水面层中铺设光纤传感器时，设置其预警阈值为0.4；其在在包括黑土、漠土等类似的土壤中铺设光纤传感器时，设置预警阈值为0.8。

[0054] 此外，在应用时，正常海绵绿地下方汇水盲管处于关闭状态，当土壤等天然海绵体达到预警，数据处理平台发出指令，开启汇水盲管阀门，雨水开始汇入城市雨水干管，以保证城市内水量动态平衡。

[0055] 综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过预先基于光纤温度传感器，获取雨水在不同海绵设施中的实时下渗速率V和产流时刻T，将获取的实时下渗速率V和产流时刻T实时反馈至数据处理平台，建立积水经验模型，并基于积水经验模型计算各个区降雨积水风险情况，获取积水预警评估结果，进行开启城市雨水调蓄设施，实现利用光纤温度传感器对透水面层雨水实时下渗速率V进行监测，获取雨水产流时刻T，对当前区域内降雨情况进行判断，发出指令对下位雨水调控设施进行控制，最大化海绵绿地蓄水能力，缓解城市洪涝压力，应用范围广，适应性强

[0056] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。