1.一种城市排水系统性能评估方法,其特征在于:该方法集成系统弹性评估和可持续性评估,对城市排水系统性能进行综合评定,具体包括如下步骤:步骤一、确定系统弹性评估指标和可持续性评估指标,以及衡量每个指标的因子;衡量系统弹性的指标为:{系统弹性},衡量指标{系统弹性}的因子为:{弹性};衡量系统可持续性的指标为:{社会,经济,环境},衡量指标{社会}的因子为:{系统内涝体积};衡量指标{经济}的因子为:{系统造价,系统运行维护费用};衡量指标{环境}的因子为:{污染控制率,雨水利用量};
步骤二、利用城市排水系统模型,计算上述因子值,并计算得到相应的评估指标值;所述系统弹性评估的具体步骤如下:(1)从水力性能角度出发,利用城市排水系统模型,模拟极端降雨情况或系统构件故障情况,获得相应的参数值:内涝体积,内涝历时,进入系统的径流总体积,总模拟历时;
(2)计算衡量因子{弹性},其计算公式如下所示:
上式中,R0为{弹性}因子,范围为[0,1],对于某一特定的情景,0表示弹性很低,1表示弹性很高;F为系统总内涝体积,为所有节点内涝体积的总和;D为系统中所有内涝节点平均内涝历时;Vti为进入系统的径流总体积;tn为系统总模拟历时;
(3)计算衡量指标{系统弹性},其计算公式为:
上式中,R为{系统弹性}指标,R越大,表示排水系统的弹性越好,在特定威胁中的适应能力越强,恢复得越快;i为系统损坏的构件数量;n为系统总的构件数量;R0,i为当i个构件损坏时对应的{弹性}因子值,由公式(a)计算;Pi为当i个构件损坏时对应的损坏分数,由某特定类型构件损坏数除以某特定类型构件总数计算得到;
所述系统可持续性评估的步骤如下:
(1)利用城市排水系统模型,模拟不同威胁情况下的降雨,获得到相应的参数值:内涝体积,年径流总量控制率,单个污染指标或污染组合指标,雨水下渗量,雨水储存量;
(2)结合待评估的排水系统实际情况,设置可持续性评估指标评价因子的最大值和最小值,对评价因子作归一化处理,选用Min-max标准化方法,公式如下:式中,实际值为某参数的数值,由模型模拟获得或通过计算所得;最小值取零或取多个方案的实际值下限取值;最大值,内涝体积取值,参考不设置低影响开发设施情景下的系统总内涝体积取值;污染控制率最大值设置为0.9,其他参数的最大值参考实际值设置;
(3)计算衡量指标{社会},其计算公式为:
ISo=1-IF (d);
式中,ISo为{社会}指标,ISo越大,表明系统的社会效果越好;IF为归一化的内涝体积,由模型模拟和归一化公式(c)计算获得;
(4)计算衡量指标{经济},其计算公式如下:
IEc=[(1-Ic1)(1-Ic2)]1/2 (e);
式中,IEc为{经济}指标,IEc越大,表明系统的经济效果越好;IC1为归一化的系统造价,IC2为归一化的系统维护运行费用;
(5)计算衡量指标{环境},其计算公式如下:
IEn=(IK·IS)1/2 (f);
式中,IEn为{环境}指标,IEn越大,表明系统对环境的效果越好;IK为归一化的污染控制率,可由年径流总量控制率表示,或以单个污染指标或污染组合指标表示;IS为归一化的雨水利用量,通过雨水下渗量和雨水储存量计算,雨水下渗量和雨水储存量由模型模拟和归一化公式(c)计算获得;
(6)计算衡量指标{可持续性},其计算公式如下:
S=(ISo·IEc·IEn)1/3 (g);
式中,S为{可持续性}指标,S越大,表示排水系统的可持续性越好;ISo为{社会}指标,由公式(d)计算;IEc为{经济}指标,由公式(e)计算;IEn为{环境}指标由公式(f)计算;
步骤三、通过集成公式,计算得到排水系统的性能指数;所述排水系统性能指数的计算公式为:PI=(R·S)1/2 (h);
式中,PI为系统性能指数,PI越大,表示排水系统的性能越好;R为{系统弹性}指标,由公式(b)计算;S为{可持续性}指标,由公式(g)计算。
2.根据权利要求1所述一种城市排水系统性能评估方法,其特征在于:当排水系统规划设计中存在多个方案时,公式(c)中的参数最大值参考多个方案中的参数实际值上限取值;
当仅有单个方案时,参数最大值直接参考实际值上限取值,并控制在实际值上限取值的2倍以下。