水位驱动的污水管网模拟方法、装置、设备及存储介质与流程

本技术涉及污水管网管理，尤其涉及一种水位驱动的污水管网模拟方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、城市污水系统是城市水污染防治骨干工程，担负着收集城市生活和工业生产等污水的任务，污水工程设施的建设直接影响着城市的发展格局、景观和环境卫生等。在污水管网的设计阶段，污水量的预测通过《给水排水设计手册》，基于管径与坡度确定。在实际运行中，污水管网的流量是时刻变化的，但至今缺少有效的方法予以确定。

2、雨洪模拟软件(storm water management model，swmm)主要应用于雨水管网设计及径流水质分析等，考虑到污水管网与雨水管网的相似性，目前已有人将其应用于市政污水管网设计。而在模拟污水管网水动力的实际变化过程中，如何获取市政污水排放量是一大难点。目前常根据城镇人口和城区面积估算污水排放量，估算值与实际情况存在一定误差；另一种方法是在污水支管处安装测量仪器，但是目前获取流量数据的手段均存在测量成本高、测量误差大等缺点。

3、基于此，流量条件作为输入边界在管网水动力预测中成本较高、精度较差，是本发明亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本技术提供一种水位驱动的污水管网模拟方法、装置、设备及存储介质，用以解决流量条件作为输入边界在管网水动力预测中成本较高、精度较差的问题。

2、第一方面，本技术提供一种水位驱动的污水管网模拟方法，该方法包括：

3、获取预测时间段内污水管网的水位信息；其中，预测时间段包括多个单位时间段，污水管网包括多个入流节点，则水位信息用于指示每个单位时间段内每个入流节点的入流水位；

4、根据水位信息，得到预测时间段内污水管网的流量信息；其中，流量信息用于指示每个单位时间段内每个入流节点的入流流量；

5、根据流量信息，通过预存的应用于污水管网模拟的雨洪模拟模型，进行污水管网的水动力预测。

6、在一种可能的设计中，每个入流节点均与至少一个污水管段相邻，则根据水位信息，得到预测时间段内污水管网的流量信息，包括：

7、根据预存的污水管网的管网初始数据，得到每个污水管段的管段流量；

8、根据每个单位时间段内每个入流节点的入流水位，以及每个污水管段的管段流量，得到每个单位时间段内每个入流节点的入流流量。

9、在一种可能的设计中，每个污水管段均与两个目标节点相邻；雨洪模拟模型写入了流量算法，流量算法用于根据入流水位反算入流流量；

10、根据预存的污水管网的管网初始数据，得到每个污水管段的管段流量，包括：

11、根据预存的污水管网的管网初始数据，得到每个污水管段的管道参数，以及每个目标节点的节点水位；

12、根据每个污水管段的管道参数，以及每个目标节点的节点水位，通过流量算法，得到每个污水管段的管段流量。

13、在一种可能的设计中，与每个污水管段相邻的两个目标节点，均包括：位于对应的污水管段上游的上游节点，以及位于对应的污水管段下游的下游节点；

14、根据每个污水管段的管道参数，以及每个目标节点的节点水位，通过流量算法，得到每个污水管段的管段流量，包括：

15、根据每个污水管段的管道参数，以及每个污水管段对应的上游节点和下游节点各自的节点水位，通过流量算法，得到每个污水管段的管段流量。

16、在一种可能的设计中，管道参数包括：管段平均流速、管段断面平均过流面积、管段断面过流面积、管段上下游节点处的管段断面面积、管段长度和管段水力半径；

17、则根据每个污水管段的管道参数，以及每个污水管段对应的上游节点和下游节点各自的节点水位，通过流量算法，得到每个污水管段的管段流量，包括：

18、根据流量公式，计算每个污水管段的管段流量；流量公式为：

19、

20、其中，qt和qt+δt分别为t时刻和t+δt时刻的管段流量；为管段平均流速；为管段断面平均过流面积；at为t时刻的管段断面过流面积；a1和a2分别为管段上下游节点处的管段断面面积；h1和h2分别为管段上游节点和下游节点各自的节点水位；l为管段长度；r为管段水力半径。

21、在一种可能的设计中，根据水位信息，得到预测时间段内污水管网的流量信息之后，该方法还包括：

22、获取预测时间段内污水管网的实测流量信息；其中，实测流量信息用于指示每个单位时间段内每个入流节点的实测节点流量；

23、根据实测流量信息，验证流量信息是否准确。

24、在一种可能的设计中，根据实测流量信息，验证流量信息是否准确，包括：

25、根据每个单位时间段内每个入流节点的实测节点流量，得到对应的单位时间段内对应的入流节点的节点误差；

26、根据每个单位时间段内每个入流节点的节点误差，得到流量信息的相对误差；

27、在相对误差小于预设的误差阈值时，确定流量信息准确。

28、第二方面，本技术提供一种水位驱动的污水管网模拟装置，该装置包括：

29、获取模块，用于获取预测时间段内污水管网的水位信息；其中，预测时间段包括多个单位时间段，污水管网包括多个入流节点，则水位信息用于指示每个单位时间段内每个入流节点的入流水位；

30、反算模块，用于根据水位信息，得到预测时间段内污水管网的流量信息；其中，流量信息用于指示每个单位时间段内每个入流节点的入流流量；

31、模拟模块，用于根据流量信息，通过预存的应用于污水管网模拟的雨洪模拟模型，进行污水管网的水动力预测。

32、第三方面，本技术提供一种电子设备，包括：处理器，以及与处理器通信连接的存储器；

33、存储器存储计算机执行指令；

34、处理器执行存储器存储的计算机执行指令时，用于实现第一方面技术实现要素：的一种水位驱动的污水管网模拟方法。

35、第四方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，计算机执行指令被处理器执行时，用于实现第一方面发明内容的一种水位驱动的污水管网模拟方法。

36、第五方面，本技术提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序被处理器执行时，用于实现第一方面发明内容的一种水位驱动的污水管网模拟方法。

37、本技术提供的一种水位驱动的污水管网模拟方法、装置、设备及存储介质，获取预测时间段内污水管网的水位信息；其中，预测时间段包括多个单位时间段，污水管网包括多个入流节点，则水位信息用于指示每个单位时间段内每个入流节点的入流水位；根据水位信息，得到预测时间段内污水管网的流量信息；其中，流量信息用于指示每个单位时间段内每个入流节点的入流流量；根据流量信息，通过预存的应用于污水管网模拟的雨洪模拟模型，进行污水管网的水动力预测。实现了如下技术效果：通过根据水位信息，得到预测时间段内污水管网的流量信息，根据流量信息，通过预存的应用于污水管网模拟的雨洪模拟模型，进行污水管网的水动力预测，解决了流量条件作为输入边界在管网水动力预测中成本较高、精度较差的问题。