一种城市洪涝灾害紧急预警处理方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种城市洪涝灾害紧急预警处理方法及系统，涉及防洪防灾技术领域，方法包括：S1：布置雨水传感器和积水传感器，采集各区域实时降水积水数据；S2：获取城市排水能力，形成动态排水数据；S3：建立数学模型，获取各区域雨水量与排水能力比；S4：判断雨水量与排水能力比是否大于预定阈值；若是则进行分流；反之执行S3；S5：若分流后仍大于预定阈值，则发出警报；反之则不发出警报；S6模拟城市防洪情况。本发明专利技术一种可视化、智能化的城市洪涝灾害紧急预警处理方法及系统，采用数学模型，对城市管网排水能力进行实时监测和评估，对易积水区域进行实时监测及分流，整体提高城区排水能力，可以及时预警，有效减小城市洪灾损失。

【技术实现步骤摘要】
一种城市洪涝灾害紧急预警处理方法及系统
本专利技术涉及防洪防灾
，尤其是，本专利技术涉及一种城市洪涝灾害紧急预警处理方法及系统。
技术介绍
建设具有数字化灾害预警能力及智能防灾能力的城市是我国基于大数据平台的智能化城市的新理念，也是未来城市发展的新趋势。近年来由于城市发展迅速，新老城区排水管网系统不均衡、区域海拔高度不同、雨量不同等原因，导致有些区域具有很强的排水能力，不会形成内涝积水，有些区域积水严重，形成内涝，严重影响到人们的工作生活，甚至造成人员伤亡，造成巨大损失。但是由于城市内地形复杂，大型改造管网时间长周期慢，所以一般在管网之间抽排水，将负载大的管网中的积水排向负载小的管网，形成多区域排洪平衡，不过这种排洪平衡存在局限性，需要时刻加以监控，若不及时进行预警，洪涝灾害控制难度将进一步增大。所以，设计一种合理有效的城市洪涝灾害紧急预警处理方法或者系统，成为我们当前急需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种城市洪涝灾害紧急预警处理方法，系统性提高城市防洪排渍能力，并在洪涝灾害处理能力接近危险值时及时发出预警信号。本方法能够可视化地实时监测各城区雨量、积水及排水情况。建立雨水量、积水量与排水能力之间的数学模型，远程控制城区某些区域的排水能力、排水顺序，在某些区域间对雨水进行分流，从而整体上提高城区的排水能力。本系统还能根据天气预报模拟各城区的排水状况，在必要时对城市排水能力提前干预，甚至提前发出警报，减少城市洪灾损失，在本系统运行过程中，可对整个城区的积水情况实时监测，可以实时或提前发出警报。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案得以实现的：一种城市洪涝灾害紧急预警处理方法，该方法包括以下步骤：S1：在城区范围内布置智能雨水传感器和积水传感器，采集各个区域的实时降雨数据和实时积水数据；S2：获取城市排水能力，形成实时动态城市排水管网排水数据；S3：建立雨水量、积水量与排水能力之间的数学模型，获取各个区域的雨水量与排水能力比；S4：判断雨水量与排水能力比是否大于预定阈值；若大于，则系统根据算法，通过远程控制，采取分流或降低相关联区域的排水能力方法，从而提高本区域的排水能力；反之则系统不进行干预，继续执行步骤S3；S5：判断雨水量是否仍大于该区域干预后的排水能力或积水量是否大于危险阈值，若是则发出警报；反之则不发出警报；S6：模拟模块可以根据历史雨量模拟城市各区域在不同雨量下的防洪抗灾能力，确定易产生灾害区域及灾害等级。并可根据天气预报提前模拟城市各区域排水状况，必要时发出预警信号，并采取相应的防灾措施。作为本专利技术的优选，执行步骤S1时，城区范围包括街道、公园、湖泊以及水库位置。作为本专利技术的优选，执行步骤S2时，在各排水主干网布置智能传感器，以单个主排水管和连接至该主排水管的所有支排水管为单位获取管网排水能力。在这里，单个管网排水能力单位情况也有很多可能，有的是湿地湖泊等无需建立排水管的自然排水区、有的是运动场大型工地面积大却仅有有限的排水管道、有的是老旧街区的旧有排水管道，还有新街区大量管网纵横交错的排水管网区域，在这里，针对多种城市地形，将城市分为多个具有自身排水能力值的区域，这个排水值有大有小，单独计算。作为本专利技术的优选，执行步骤S3时，建立雨水量、积水量与排水能力之间的数学模型，对城市管网排水能力进行评估，对城市排水系统有待改造的区域进行定位，获取该定位处雨量导致积水量数据。在建立数学模型时，根据各区域经济发展程度和重要程度（如有大型医院、城市主干道、战略物资生产储备基地或关键民生工程等）设置加权影响系数从而在算法上通过系统干预各区域排水的优先权值。作为本专利技术的优选，执行步骤S4时，根据各区域以往排水能力设置该区域的预定阈值，在非重点区域某些排水关键节点处设置远程控制阀，通过系统远程控制该区域的排水量大小，甚至在必要时暂时关闭本区域内某些部位的排水能力，从而保证关键区域及重要区域的排水通畅。作为本专利技术的优选，执行步骤S4时，先判断一个区域雨水量与排水能力比小于预定阈值，则可以将其标记为最优排放区，当与最优排放区相邻的区域雨水量与排水能力比大于预定阈值时，将该区域的积水向标记的最优排放区进行分流。作为本专利技术的优选，执行步骤S5时，若发现某区域内管网排水异常，则发出故障报警，若发现某区域积水即将达到警戒水位，则发出安全警报。在雨量很大且持续时间长，在本系统采取所有调控措施后仍无法解决排水问题时，发出警报至城市各级应急部门，进行紧急排水或者协助疏散人群。作为本专利技术的优选，执行步骤S6之后，推演出城市各区域的在不同雨量下的防洪抗灾能力，生成易产生灾害区域，在即将发生特大雨情时，可根据天气预报提前预估各城区未来几天的雨量，运用该系统数学模型计算出各城区积水量，提前抽排出可能出现严重渍水的区域或相关联区域内湖泊内的相应水量，通过提前抽排量达到提高整个城市的防洪抗灾能力。另一方面，本专利技术中还提供一种城市洪涝灾害紧急预警处理系统，该系统包括：雨水感应模块；积水感应模块；排水能力建立模块；模型建立模块；第一判断模块；分流模块；第二判断模块；警报模块；模拟模块；雨水感应模块和积水感应模块布置在城区范围内，采集各个区域的实时降雨数据和积水数据，排水能力建立模块获取城市排水能力，形成实时动态城市排水管网排水数据，模型建立模块综合雨水感应模块和排水能力建立模块数据，建立雨水量与排水能力之间的数学模型，获取各个区域的雨水量与排水能力比，第一判断模块判断雨水量与排水能力比是否大于预定阈值，若大于，则系统根据算法和分流模块，通过远程控制，采取分流或降低相关联区域的排水能力方法，从而提高本区域的排水能力，第二判断模块判断降水量是否仍大于该区域排水能力或积水量是否大于危险阈值，若是则警报模块发出警报，模拟模块可以根据历史雨量模拟城市各区域在不同雨量下的防洪抗灾能力，确定易产生灾害区域及灾害等级。并可根据天气预报提前模拟城市各区域排水状况，必要时发出预警信号，并采取相应的防灾措施。作为本专利技术的优选，本专利技术一种城市洪涝灾害紧急预警处理系统中，雨水感应模块、积水感应模块和排水能力建立模块均与模型建立模块连接。作为本专利技术的优选，本专利技术一种城市洪涝灾害紧急预警处理系统中还包括：标记模块：用于在判断一个区域雨水量与排水能力比小于预定阈值时，将该区域标记为最优排放区，当第一判断模块判断与最优排放区相邻的区域雨水量与排水能力比大于预定阈值时，通知分流模块将该区域的积水向标记的最优排放区进行分流。本专利技术一种城市洪涝灾害紧急预警处理方法及系统有益效果在于：1、采用数学模型，对城市管网排水能力进行综合评估，能系统性提高城市防洪排渍能力，并在洪涝灾害处理能力接近危险值时及时发出预警信号；2、能够可视化地实时监测各城区雨量、积水及排水情况。建立雨量与排水能力和积水的数学模型，远程控制城区本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种城市洪涝灾害紧急预警处理方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：在城区范围内布置智能雨水传感器和积水传感器，采集各个区域的实时降雨数据和实时积水数据；/nS2：获取城市排水能力，形成实时动态城市排水管网排水数据；/nS3：建立雨水量、积水量与排水能力之间的数学模型，获取各个区域的雨水量与排水能力比；/nS4：判断雨水量与排水能力比是否大于预定阈值；若大于，则系统根据算法，通过远程控制，采取分流或降低相关联区域的排水能力方法，从而提高本区域的排水能力；反之则继续执行步骤S3；/nS5：判断降水量是否仍大于该区域排水能力或积水量是否大于危险阈值，若是则发出警报；反之则不发出警报；/nS6：根据历史雨量模拟城市各区域在不同雨量下的防洪抗灾能力，并根据天气预报提前模拟城市各区域排水情况。/n

【技术特征摘要】
1.一种城市洪涝灾害紧急预警处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在城区范围内布置智能雨水传感器和积水传感器，采集各个区域的实时降雨数据和实时积水数据；
S2：获取城市排水能力，形成实时动态城市排水管网排水数据；
S3：建立雨水量、积水量与排水能力之间的数学模型，获取各个区域的雨水量与排水能力比；
S4：判断雨水量与排水能力比是否大于预定阈值；若大于，则系统根据算法，通过远程控制，采取分流或降低相关联区域的排水能力方法，从而提高本区域的排水能力；反之则继续执行步骤S3；
S5：判断降水量是否仍大于该区域排水能力或积水量是否大于危险阈值，若是则发出警报；反之则不发出警报；
S6：根据历史雨量模拟城市各区域在不同雨量下的防洪抗灾能力，并根据天气预报提前模拟城市各区域排水情况。


2.根据权利要求1所述的一种城市洪涝灾害紧急预警处理方法，其特征在于：
执行步骤S1时，城区范围包括街道、公园、湖泊以及水库位置。


3.根据权利要求1所述的一种城市洪涝灾害紧急预警处理方法，其特征在于：
执行步骤S2时，以单个主排水管和连接至该主排水管的所有支排水管为单位获取管网排水能力。


4.根据权利要求1所述的一种城市洪涝灾害紧急预警处理方法，其特征在于：
执行步骤S3时，在各排水主干网布置智能传感器，以单个主排水管和连接至该主排水管的所有支排水管为单位获取管网排水能力，在获取管网排水能力时，单个管网排水能力单位情况包括草地湖泊无需建立排水管的自然排水区、运动场大型工地面积大却仅有有限的排水管道、老旧街区的旧有排水管道以及新街区大量管网纵横交错的排水管网区域，针对多种城市地形，将城市分为多个具有自身排水能力值的区域，所以排水能力有大有小，单独计算。


5.根据权利要求1所述的一种城市洪涝灾害紧急预警处理方法，其特征在于：
执行步骤S4时，根据各区域以往排水能力设置该区域的预定阈值。


6.根据权利要求5所述的一种城市洪涝灾害紧急预警处理方法，其特征在于：
执行步骤S4时，先判断一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海波，李泽诚，
申请(专利权)人：李海波，
类型：发明
国别省市：湖北;42