一种城市排水系统中监测点位置确定方法与流程

本发明涉及城市排水监测，尤其涉及一种城市排水系统中监测点位置确定方法。

背景技术：

1、城市排水系统通常以排水分区为单位运行，一个排水分区内包含检查井、管道、泵站、水闸等排水设施，并在运行中面临内涝积水、管道高水位运行、管道水质浓度偏低、外水入渗等不同的运行问题。为感知排水系统的运行状态，需要在管网的关键位置布设水位、水量、水质等监测设备，监测点位置选取的准确性既关系到能否获取到具有代表性的运行数据，也关系到监测设施建设的投入。

2、现有排水管网监测点位置确定方式，或依赖人员的主观经验，或依赖实测监测数据，或依赖预先建立的水力模型，排水系统的内涝、高水位、外水入渗、水质浓度偏低等运行问题，在现有选点方式中通常作为彼此独立的因素分别考虑并简单叠加。而上述运行问题之间存在关联，例如外水入渗在使管段水量增加的同时会稀释污水而使其浓度降低，水量升高与浓度偏低实际由同一外水成因引起。若将彼此关联的运行问题作为相互独立的因素分别计入，会使同一成因被重复计入，影响选点结果对管网运行问题的反映。

技术实现思路

1、基于此，本发明有必要提供一种城市排水系统中监测点位置确定方法，以解决至少一个上述技术问题。

2、为实现上述目的，一种城市排水系统中监测点位置确定方法，包括以下步骤：

3、步骤s1：梳理排水管网的连接拓扑，得到由管道与检查井连接的有向管网，并基于管径将各管道划分管道等级；

4、步骤s2：沿水流方向，将下游管道等级高于各上游管道最高等级的检查井标记为汇流候选点，将流出管道多于一条的检查井标记为分流候选点，汇流候选点与分流候选点构成结构候选点；

5、步骤s3：对各结构候选点，沿水流逆方向回溯至相邻的在先结构候选点、管网源头或分区边界，以回溯路径覆盖的管段数目为结构候选点的上游控制数，并赋予结构层级；

6、步骤s4：将预获取的运行风险区域叠加至有向管网得到预风险候选点，并在各结构候选点处检测水质及结构候选点的上游责任段与汇入关系确定附加风险候选点，将预风险候选点与附加风险候选点共同作为风险候选点；

7、步骤s5：将结构候选点与风险候选点重合处合并为监测候选点，统计各监测候选点具备的不同类别布点理由的数目作为重合度，按重合度由高到低选取监测点，重合度相同者依次取结构层级、上游控制数较高者，并在相邻监测点路由间距超过所在管段对应上限处补点。

8、本发明依据排水管网的连接拓扑与管道管径这两项在设计建设阶段即已具备的基础资料，即可确定监测点位置，无需实测流量、水质数据，也无需预先建立并标定水力模型。管道等级原本仅用于描述管道规格，本方法发现其沿水流方向的升高可指示水流的显著汇集，据此识别出汇流候选点；又以相邻结构候选点为界，将管网划分为互不重叠的上游责任段，以责任段所含管段数目作为上游控制数，从而仅凭拓扑即可衡量各结构候选点所代表的上游范围大小。在此基础上，将上游控制数与下游管道等级比对，还能识别出名义汇水范围大而实际过流规模偏小的位置，使一部分运行异常位置无需实测即可从管网数据自身发现。

9、本发明将各布点理由按成因归并为相互独立的类别后再计数，使汇流与分流、外水入渗与水质浓度偏低这类由同一成因引起的理由不被重复计入。相比将各运行问题作为独立因素简单叠加，重合度反映的是位置上互不重复的成因数目，避免单一成因的位置被高估，使被多种互不相同的理由共同指向的位置优先被选取。由此，本发明确定的监测点位置具有客观、可复现的特点，对同一管网不依赖人员经验即可得到一致的结果；并通过按管道等级设定间距上限、补点时优先选取已有的高重合度候选点，使监测点的布设密度随管网结构变化、在补足覆盖的同时减少点位的浪费。

1.一种城市排水系统中监测点位置确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的城市排水系统中监测点位置确定方法，其特征在于，步骤s1中基于管径划分管道等级包括：

3.根据权利要求2所述的城市排水系统中监测点位置确定方法，其特征在于，步骤s2包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的城市排水系统中监测点位置确定方法，其特征在于，步骤s2还包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的城市排水系统中监测点位置确定方法，其特征在于，步骤s3包括：

6.根据权利要求5所述的城市排水系统中监测点位置确定方法，其特征在于，步骤s3还包括：

7.根据权利要求6所述的城市排水系统中监测点位置确定方法，其特征在于，步骤s4包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的城市排水系统中监测点位置确定方法，其特征在于，步骤s44中确定附加风险候选点的位置具体为：

9.根据权利要求8所述的城市排水系统中监测点位置确定方法，其特征在于，步骤s5包括以下步骤：

10.根据权利要求8所述的城市排水系统中监测点位置确定方法，其特征在于，步骤s5还包括以下步骤：