CN113762729A - 一种城市排水系统改造工程综合评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种城市排水系统改造工程综合评价方法，包括以下步骤，获取基本指标，从基本指标中选取评价指标；根据评价指标，构建城市排水系统改造工程评价指标体系；归一化处理评价指标，计算评价指标熵权值；根据评价指标归一化处理后的数据以及熵权值，对城市排水系统改造工程方案进行综合赋分。本发明针对于城市排水系统现状与改造工程实施后城市雨洪模拟结果进行综合评估，从改造效果和经济性角度进行综合赋分评价，解决了城市内涝整治工程中方案制定不合理和传统AHP赋权方法客观性不足的问题，为城市排水系统改造工程的制定提供了科学依据。
Description
技术领域
本发明涉及城市排水系统改造工程评价技术领域，具体涉及一种城市排水系统改造工程综合评价方法。
背景技术
随着国内城市的快速发展，城市规模有了较大膨胀，城市内部居民数量和各类建筑物设施数量大大增加，对应于急剧上升的用水量，城市排水量也快速上涨，按照较低标准建设的城市排水管网不能顺利完成排水任务，增加了出现溢流污染事故的风险。此外在城市建设过程中，城市大面积的透水区域被改造建设成为建筑物、混凝土地面、岩石铺装等不透水结构，使得本来可以通过入渗或截留方式消纳的降雨又流入了城市排水管网系统，进一步加大了城市排水系统的压力，即使一直处于满负荷运转也无法及时将雨污水输送出城区，溢流、内涝、洪灾等各类情况愈加频发。
目前排水系统信息化发展较快，国内外研究人员开发出了多种排水系统模型，此外LID已被世界各国普遍接受，并开发出了多种技术措施，二者均得到了广泛应用，但目前缺少一种针对城市排水系统改造方案评价方法。
发明内容
本发明提供了一种城市排水系统改造工程综合评价方法，从改造效果和经济性角度进行综合赋分评价，解决了城市内涝整治工程中方案制定不合理和传统AHP赋权方法客观性不足的问题，为城市排水系统改造工程的制定提供了科学依据。
本发明提供了一种城市排水系统改造工程综合评价方法，包括以下步骤：
获取基本指标，从基本指标中选取评价指标；
根据评价指标，构建城市排水系统改造工程评价指标体系；
归一化处理评价指标，计算评价指标熵权值；
根据评价指标归一化处理后的数据以及熵权值，对城市排水系统改造工程方案进行综合赋分。
可选的，所述基本指标通过城市雨洪模型获取。
可选的，所述城市雨洪模型的构建包括如下步骤，获取导入基础数据资料、提取下垫面、划分子集水区、设置产汇流、设置初始条件、设置边界条件、率定与验证模型参数、模拟内涝情景、输出评价指标结果。
可选的，所述评价指标包括受涝时长改善率、受涝面积改善率、涝水深度改善率、新增泵站造价、新增调蓄池造价、管网改造造价、生物滞留池造价、绿色屋顶改造造价、新增透水铺装造价。
可选的，所述归一化处理评价指标包括如下步骤，以目标为导向将评价指标分为正向指标和负向指标，对正向指标与负向指标分别进行标准化：
正向指标的标准化公式为：
负向指标的归一化公式为：
其中，Xmin为不同评价对象对应某评价指标的最小值，Xmax为不同评价对象对应某评价指标的最大值，Xij为评估对象所对应的评价指标模型计算结果，Yij为评估对象所对应评价指标归一化处理后的值，其中i为评价对象数目，j为评价指标数目。
可选的，所述评价指标的熵权值为：
其中，式中Ej为信息熵，Wj为熵权值，m为评价指标的个数。
可选的，所述综合赋分为：
其中，
Zi为最终得分，Wj为熵权值，n为评价对象的个数，Wj为熵权值。
与现有技术先比，本发明所达到的有益效果：本发明针对于城市排水系统现状与改造工程实施后城市雨洪模拟结果进行综合评估，从改造效果和经济性角度进行综合赋分评价，解决城市排水系统改造工程复杂难以评价的问题；采用基于熵权法的城市排水系统改造工程综合评价方法，解决了传统AHP赋权方法客观性不足的问题，为城市排水系统改造工程的制定提供了科学依据。
附图说明
图1为本发明提供的一种城市排水系统改造工程综合评价方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
由图1所示，本发明提供一种城市排水系统改造工程综合评价方法包括以下步骤：
步骤1：基础数据的收集，所收集资料包括评估区域的城市管网管径、管道埋深及坡度、管网连接现状及检查井分布情况、城市地形、下垫面、气象、河道水位等数据；
步骤2：构建城市排水模型，构建城市排水模型的具体步骤包括数据导入、下垫面的提取、子集水区的划分、产汇流的设置、初始条件的设置、边界条件的设置、模型参数的率定与验证、内涝情景模拟、评价指标结果输出等；
步骤3：构建评价指标体系，本实施例所选取的评价指标包括淹没时长改善率X1、淹没范围改善率X2、淹没深度改善率X3、绿色屋顶改造造价X4、透水铺装改造造价X5、生物滞留池改造造价X6、管网改造造价X7、泵站改造造价X8、调蓄池改造造价X9；
步骤4：评价指标的分类，本实施例综合评价的目标导向在降低城市内涝风险的同时还以减少经济投入为目标，按照正向指标越大越好，负向指标越小越好的原则，淹没时长改善率X1、淹没范围改善率X2、淹没深度改善率X3为正向指标，绿色屋顶改造造价X4、透水铺装改造造价X5、生物滞留池改造造价X6、管网改造造价X7、泵站改造造价X8、调蓄池改造造价X9为负向指标；本实施例按照城市排水系统的改造思路进行分步评价，分别为源头改造评价、过程改造评价和末端改造评价；源头改造的具体措施为LID改造，包括绿色屋顶改造q1、透水铺装改造q2、生物滞留池改造q3，首先对不同源头改造措施进行评价，遴选最优排水系统源头改造方案；
表1源头改造措施指标原始数据
步骤5：评价指标的归一化，对评价指标数值标准化处理，
正向指标的标准化公式为：
负向指标的标准化公式为：
其中，Xmin为不同评价对象对应某评价指标的最小值，Xmax为不同评价对象对应某评价指标的最大值，Xij为评估对象所对应的评价指标模型计算结果，Yij为评估对象所对应评价指标归一化处理后的值，其中i为评价对象数目，j为评价指标数目；
表2源头改造措施指标原始数据标准化处理结果
步骤6：各评价指标信息熵及熵权值的计算，具体计算公式如下：
信息熵Ej，熵权值Wj计算结果如下：
表3源头改造措施评价指标信息熵与熵权值计算结果
步骤7，所述的综合评分Zi的计算公式如下：
表4源头改造措施评价指标综合评分
方案2＞方案3＞方案1＞方案5＞方案5＞方案4，Zi越大则代表该方案越好，由评分可知方案2为最优方案；
以源头改造的最优方案作为过程和末端改造的前置条件；
表5过程和末端改造措施指标原始数据
步骤8，原始指标值标准化处理；
表6过程和末端改造措施指标原始数据标准化处理结果
步骤9，各评价指标信息熵及熵权值的计算,信息熵Ej，熵权值Wj结果如下：
表7过程和末端改造措施指标信息熵与熵权值计算结果
步骤10，所述的综合评分Zi的如下：
表8过程和末端改造措施评价指标综合评分
方案9＞方案6＞方案11＞方案8＞方案7＞方案10，Zi越大则代表该方案越好，由评分可知方案9为最优方案；采用熵权法所得到的指标权重更符合实际工程应用的需求，避免因客观权重失衡而导致的评估结果不合理的问题。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种城市排水系统改造工程综合评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取基本指标，从基本指标中选取评价指标；
根据评价指标，构建城市排水系统改造工程评价指标体系；
归一化处理评价指标，计算评价指标熵权值；
根据评价指标归一化处理后的数据以及熵权值，对城市排水系统改造工程方案进行综合赋分。
2.根据权利要求1所述的城市排水系统改造工程综合评价方法，其特征在于，
所述基本指标通过城市雨洪模型获取。
3.根据权利要求2所述的城市排水系统改造工程综合评价方法，其特征在于，
所述城市雨洪模型的构建包括如下步骤，获取导入基础数据资料、提取下垫面、划分子集水区、设置产汇流、设置初始条件、设置边界条件、率定与验证模型参数、模拟内涝情景、输出评价指标结果。
4.根据权利要求1所述的城市排水系统改造工程综合评价方法，其特征在于，
所述评价指标包括受涝时长改善率、受涝面积改善率、涝水深度改善率、新增泵站造价、新增调蓄池造价、管网改造造价、生物滞留池造价、绿色屋顶改造造价、新增透水铺装造价。
5.根据权利要求1所述的城市排水系统改造工程综合评价方法，其特征在于，
所述归一化处理评价指标包括如下步骤，以目标为导向将评价指标分为正向指标和负向指标，对正向指标与负向指标分别进行标准化：
正向指标的标准化公式为：
负向指标的归一化公式为：
其中，Xmin为不同评价对象对应某评价指标的最小值，Xmax为不同评价对象对应某评价指标的最大值，Xij为评估对象所对应的评价指标模型计算结果，Yij为评估对象所对应评价指标归一化处理后的值，其中i为评价对象数目，j为评价指标数目。
6.根据权利要求1所述的城市排水系统改造工程综合评价方法，其特征在于，
所述评价指标的熵权值为：
其中，式中Ej为信息熵，Wj为熵权值，m为评价指标的个数。
7.根据权利要求1所述的城市排水系统改造工程综合评价方法，其特征在于，
所述综合赋分为：
其中，
Zi为最终得分，Wj为熵权值，n为评价对象的个数，Wj为熵权值。
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