CN117933491B - 融合城市风场影响的建筑区产流预测方法、系统、装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及降水产流研究技术领域，具体为融合城市风场影响的建筑区产流预测方法、系统、装置，通过构建研究区域，在研究区域设置实验区域和对照区域并分别划分面域，构建风场模型和雨场模型，模拟在不同风速和不同降雨强度下不同直径雨滴的运动轨迹，获得各组雨滴在不同面域上的分布，从而计算实验区域的产流，这种方法为城市建筑区的水文模拟提供了更准确的方法，并为水文模拟、预警预报、防洪救灾工作等提供精准数据支持。

Description

融合城市风场影响的建筑区产流预测方法、系统、装置
技术领域
本发明涉及降水产流研究技术领域，具体为融合城市风场影响的建筑区产流预测方法、系统、装置。
背景技术
现阶段，水利学者明晰了城市流域的产汇流机制，提出准确计算产流数据，是水文模拟、预警预报、防洪救灾工作等的关键。在城市水文中，受人类活动影响，城市建筑成为影响城市流域产汇流过程的重要因素。与自然环境相比，人为因素影响下建筑区的产流更为复杂，为此，弄清城市密集建筑区的产汇流差异是准确模拟城市区域产汇流过程的重要前提。
城市水文过程中，建筑物的干扰是城市风场存在明显空间异质性的主要原因，会导致雨滴运动轨迹在风场的作用下发生不同程度的倾斜，导致原应作用于地表的倾斜降雨部分被建筑物所遮挡，影响了落地雨的空间分布，对城市地区的产汇流过程产生影响。
然而，当前大多数的城市水文模拟在计算建筑区产流时将建筑区概化为一个平面，通过不透水面占比情况来考虑建筑类型对降雨产汇流的影响，导致此类方法无法考虑到风场变换带来的落地雨强变化的精细化产流过程。
为解决上述当前城市水文模拟中存在的问题，本发明基于CFD（Computational，Fluid，Dynamics）数值模拟的方法，模拟不同风速、不同降雨强度下、不同直径雨滴的运动轨迹来推导城市建筑区产流计算方法，旨在为城市建筑区的水文模拟提供更准确的数据，为水文模拟、预警预报、防洪救灾工作等提供精准数据支持。
发明内容
为解决上述城市建筑物区水文模拟的问题，本发明提供了一种融合城市风场影响的建筑区产流预测方法、系统、装置。
本发明技术方案如下：
一种融合城市风场影响的建筑区产流预测方法，包括以下步骤：
S1、构建研究区域：定义研究区域，确定研究区域的范围和边界，在研究区域设置实验区域和对照区域，其中实验区域前设置建筑物，对照区域前不设置建筑物，并分别划分相同数量的面域；
S2、构建风场模型：在研究区域中，通过确定风场湍流运动控制方程和风场边界条件，构建区域风场模型，模拟风场运动环境；
S3、构建雨场模型：在研究区域中，通过确定雨场运动控制方程和雨场边界条件，构建区域雨场模型，模拟雨场运动环境；
S4、模拟雨滴运动轨迹：将S2和S3中得到的风场模型和雨场模型进行耦合，模拟不同风速影响下雨滴的运动轨迹，获得每个组合中雨滴在不同面域上的分布；
S5、预测实验区域产流：基于S4中不同风速影响下，每个组合中雨滴在不同面域上的分布，得到实验区域产流，为：
基于每个组合中雨滴在不同面域上的分布情况，得到每个组合中的面域累计雨滴体积；
基于每个组合中的面域累计雨滴体积，得到实验区域面域和对照区域面域的累计雨滴体积比值；
基于对照区域面域的累计雨滴体积，得到不同降雨强度和风速下的对照区域平均落地雨强；
基于累计雨滴体积比值和对照区域平均落地雨强，得到实验区域面域落地雨强；
基于实验区域面域落地雨强和实验区域平均降雨强度的比值，得到实验区域降水总量，减去地面入渗量，得到实验区域产流。
具体地，所述S3中还需要计算不同降雨强度下的雨滴直径分布，具体为：
，
其中， 为单位体积尺寸差为/>的范围内雨滴数量，/>；/>和为雨强/>的函数，D为雨滴直径。
具体地，所述S5中不同面域累计雨滴体积为：
，
其中为实验区域所在面域累计雨滴体积，i为组别；/>为对照区域所在面域累计雨滴体积，i为组别；/>为实验区域或对照区域划分面域的组别数量，/>为第i组雨滴数量，/>为第i组雨滴直径。
进一步地，所述S5中实验区域面域和对照区域面域的累计雨滴体积比值计算公式为：
，
其中为实验区域面域累计雨滴体积，/>为对照区域面域累计雨滴体积，i为组别。
进一步地，所述S5中对照区域平均落地雨强计算公式为：
，
其中为初始风速，/>为第j个代表性风速，/>为初始风速下的初始雨强，/>为对照区域面域累计雨滴体积，i为组别，/>为实验区域或对照区域划分面域的组别数量。
进一步地， 所述S5中实验区域面域落地雨强计算公式为：
，
其中为第/>个代表性雨强第j个代表性风速下累计雨滴体积比值，/>为第j个代表性风速，/>为第/>个代表性雨强，/>为对照区域平均落地雨强。
进一步地，所述S5中实验区域产流Q计算公式为：
，
其中为第i组面域降雨强度跟实验区域平均降雨强度/>的比值，i为组别，/>为实验区域或对照区域划分面域的组别数量，/>为地面入渗速率，/>为第i组面域面积；为第j个代表性风速，/>为第/>个代表性雨强，/>为代表性风速个数，/>为代表性雨强个数。
本发明还提供了一种融合城市风场影响的建筑区产流预测系统，包括：
研究区域构建模块：负责定义研究区域，确定研究区域的范围和边界，在研究区域设置实验区域和对照区域，其中实验区域前设置建筑物，对照区域前不设置建筑物，并分别划分相同数量的面域；
风场模型构建模块：负责在研究区域中，通过确定风场湍流运动控制方程和风场边界条件，构建区域风场模型，模拟风场运动环境；
雨场模型构建模块：负责在研究区域中，通过确定雨场运动控制方程和雨场边界条件，构建区域雨场模型，模拟雨场运动环境；
雨滴运动轨迹模拟模块：负责将得到的风场模型和雨场模型进行耦合，模拟不同风速影响下雨滴的运动轨迹，获得每个组合中雨滴在不同面域上的分布；
实验区域产流计算模块：负责基于不同风速影响下，各组雨滴在不同面域上的分布，得到实验区域产流，为：
基于每个组合中雨滴在不同面域上的分布情况，得到每个组合中的面域累计雨滴体积；
基于每个组合中的面域累计雨滴体积，得到实验区域面域和对照区域面域的累计雨滴体积比值；
基于对照区域面域的累计雨滴体积，得到不同降雨强度和风速下的对照区域平均落地雨强；
基于累计雨滴体积比值和对照区域平均落地雨强，得到实验区域面域落地雨强；
基于实验区域面域落地雨强和实验区域平均降雨强度的比值，得到实验区域降水总量，减去地面入渗量，得到实验区域产流。
另外，本发明提供了一种融合城市风场影响的建筑区产流预测装置，包括处理器和存储器，其中，所述处理器执行所述存储器中保存的计算机程序时实现如上所述的融合城市风场影响的建筑区产流预测方法。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，存有计算机程序，该程序被处理器执行时可实现如上所述的融合城市风场影响的建筑区产流预测方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的融合城市风场影响的建筑区产流预测方法的步骤。
本发明的有益效果在于：
1、考虑城市风场对雨滴下落带来的降雨再分配的现象，引入CFD数值数值模拟技术，模拟了不同风速和降雨强度下的雨滴运动轨迹，由落地雨滴的分布推导降雨强度，得出了更为精确的产流计算方法，提高了城市降雨模拟精度。2、考虑降雨过程当中风场的作用效果，在传统的将地面雨强概化为一致强度进行产流计算的方法中注入新的物理过程分析，有效提高区域产流的计算精度，具有普遍适用性，可推广应用，为水文研究和暴雨预警预报提供精准数据支持。
附图说明
在附图中：
图1为实施例中融合城市风场影响的建筑区产流预测方法流程示意图；
图2 为实施例中实验区域和对照区域的面域划分示意图；
图3为实施例中雨滴运动轨迹示意图。
具体实施方式
下面将结合附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。
实施例 本实施例提供了一种融合城市风场影响的建筑区产流预测方法，参见图1，包括以下步骤：
步骤一：构建研究区域：定义研究区域，确定研究区域的范围和边界，在研究区域设置实验区域和对照区域，其中实验区域前设置建筑物，对照区域前不设置建筑物，并分别划分相同数量的面域。
基于CFD数值模拟，构建研究区域并定义研究区域的范围和边界，在研究区域中设置试验区域和对照区域，在实验室区域前，构建体积为L×B×H的简易建筑物的几何模型，以模拟现实环境中建筑物对降雨的遮挡，对照区域前不设置建筑物，模拟无建筑物影响情况下的降雨过程，两个区域的其他条件设置相同；实验区域和对照区域间隔20m，防止两个区域的风场相互干扰。
设置完实验区域和对照区域后，使用CFD软件进行网格划分。参见图2，根据建筑物的75°，60°，45°，30°正投影线将实验区域划分为4个面域，分别为：，，/>，/>，其中/>为实验区域四个面域的面积，L为建筑物底面边长，H为建筑物的高；对照区域参照实验区域划分为同等的四个面域，分别为/>，/>，/>，/>。
步骤二：构建风场模型：在研究区域中，通过确定风场湍流运动控制方程和风场边界条件，构建区域风场模型，模拟风场运动环境。
其中，风场湍流运动控制方程由雷诺平均纳维-斯托克斯模型（RANS 模型）和Realizable k-ε湍流模型确定。
风场边界条件包括：风口入口边界、出口边界、侧面边界和地面边界。
具体地，通过确定风场湍流的运动控制方程和边界条件，构建研究区域风场，其中风场湍流运动控制方程由雷诺平均纳维-斯托克斯模型（RANS 模型）和Realizable k-ε湍流模型确定，具体为：
雷诺平均纳维-斯托克斯模型：
连续性方程：
，
动量方程：
，
Realizable k-ε湍流模型：
，
其中代表笛卡尔直角坐标下的三个坐标分量，/>也代表笛卡尔直角坐标下的三个坐标分量，与/>方向不同；/>为空气密度，t为时间，P为压力的平均量，/>为气流的动力粘性系数；/>表示笛卡尔直角坐标系下瞬时速度的三个分量的平均量，/>也表示笛卡尔直角坐标系下瞬时速度的三个分量的平均量，与/>方向不同；/>为雷诺应力，由湍流模型求解；/>为平均速度梯度引起的湍动能k的产生，/>为用于浮力影响引起的湍动能产生；，/>是常数，/>=1.9；/>为运动粘度系数，/>为可压速湍流脉动膨胀对总的耗散率的影响，此处忽略不计；/>为速度梯度张量，/>、ε分别为湍流动能和湍流耗散率，σk，σε分别是湍动能及其耗散率的湍流普朗特数，/>，/>；/>为空气密度、湍流动能及湍流耗散率的相关函数，具体为/>，/>为应变力的数学约束。
确定风场边界条件包括确定：风口入口边界、出口边界、侧面边界和地面边界。
（1）入口边界条件采用速度入口，平均风速沿建筑物高度（z）方向采用指数率风剖面，表达式为/>，其中V0为基准高度z0处的风速（m/s），z0取10m，/>为地面粗糙度指数取0.22。
入口湍流特征由湍动能(z)和耗散率(z)输入，表达式为：
，
其中为湍流强度，Re为雷诺数；/>为大气边界层摩擦速度，/>=0.69；为vonkarman（卡门）常数。
（2）出口边界采用压力出口，为标准大气压。
（3）侧面边界采用非滑移壁面。
（4）地面边界设置为静止粗糙面，用标准壁函数表示。
（5）建筑物设置静止光滑面，用标准壁函数表示。
风场模型构建完成，可以运行模型验证风场模型的收敛情况，继续下一步雨场模型的构建。
步骤三：构建雨场模型：在研究区域中，通过确定雨场运动控制方程和雨场边界条件，构建区域雨场模型，模拟雨场运动环境。
其中，雨场运动控制方程由数值计算得到，雨场边界条件的确定包括：雨场入口边界、顶部边界、出口边界、底面边界和侧面边界。
在雨场模型的构建中，首先依据以马歇尔-帕尔默指数分布（M-P谱）分布的规律，确定不同降雨强度下的雨滴直径组合，确定雨场的运动控制方程和边界条件，构建不同直径雨滴组合的雨场模型。
1、确定四种降雨强度下的不同雨滴直径的组合。使用以M-P谱为基础进行修正的λ分布函数，以1h为时间步长计算，计算不同降雨强度下雨滴直径概率分布，计算公式如下：
，
其中， 为单位体积尺寸差为/>的范围内雨滴数量，/>=2.93；和/>为雨强/>的函数，D为雨滴直径。
根据雨滴直径的不同，对具有代表性的雨滴直径进行分组，赋予组别编号，如表1所示。
表1 雨滴直径分组
。
2、确定不同直径雨滴的末速度。雨滴颗粒的初始末速度由受力平衡推倒得出，雨滴颗粒所受到的力有重力、浮力和阻力，浮力对于雨滴的作用力很小可以忽略不计，在垂直方向上当重力与阻力达到平衡时达到最大速度与雨滴的末速度相等，在水平方向上，假定风和雨之间受力平衡，雨滴的水平速度分量即为水平方向风速。
在标准大气压下，不同直径雨滴的末速度公式如下：
，
其中，D为雨滴直径。
降落高度为20m时，所有雨滴都可以达到的最终末速度，为保证在10m标准高度处所有雨滴都已经达到末速度，设置雨滴释放高度为30m。
3、雨场的运动控制方程为忽略湍流扩散的雨滴的运动轨迹方程，表达式如下：
，
其中，，/>为空气和水的密度，/>为空气黏度，/>为x，y，z方向的风速，m为雨滴质量，/>为雨滴相对风场的雷诺数，/>为空气阻力，/>表示粒径为D的雨滴体积分数，/>和/>分别为主相和混合相的动力粘度，可以用雨相体积分数表示，表达式如下：
4、雨场边界条件的确定包括：雨场入口边界、顶部边界、出口边界、底面边界和侧面边界。
（1）其中雨场入口边界和顶部边界采用采用相体积分数和速度，其中相体积分数，/>为雨滴末速度，Rh表示雨强，/>表示雨滴直径为D的雨滴数量，X、Y方向上雨滴速度分量等于相应方向风速分量，Z方向上雨滴速度分量采用雨滴末速度/>。
（2）雨场出口边界、底面边界和侧面边界设置为自由出流。
至此，雨场模型和风场模型已经构建完成。
步骤四：模拟雨滴运动轨迹：将步骤二和步骤三中得到的风场模型和雨场模型进行耦合，模拟不同风速影响下雨滴的运动轨迹，参见图3，为：
（1）基于自然降雨范围对降雨强度进行分组，如表2所示，并定义每组的代表性降雨强度。在本技术方案中，定义四种代表性降雨强度=20mm/h，/>=40mm/h，/>=80mm/h，/>=160mm/h。
表2降雨强度分组
。
（2）基于自然风速范围对风速分进行分组，如表3所示，并定义每组的代表性风速。在本技术方案中，定义六种代表性风速，/>，/>，，/>，/>。
表3风速分组
。
（3）将各组降雨强度和各组风速进行组合，得到全部种类组合情况。对上述（1）和（2）中不同降雨强度和风速进行组合，共计24种情况。
（4）基于雨场运动控制方程进行数值计算，模拟降雨过程，获得各组雨滴在不同面域上的分布。获得各组雨滴在不同面域上的分布，为统计不同面域上落下的雨滴数量。
步骤五：预测实验区域产流：基于步骤四中不同风速影响下，每个组合中雨滴在不同面域上的分布，计算得到实验区域产流。
（1）基于每个组合中雨滴在不同面域上的分布情况，得到每个组合中的面域累计雨滴体积。研究区域的面域包括实验组的四个面域和对照组/>的四个面域，共8个面域，不同面域累计雨滴体积为：
，
其中为实验区域所在面域累计雨滴体积，i为组别；/>为对照区域所在面域累计雨滴体积，i为组别；/>为实验区域或对照区域划分面域的组别数量，/>为第i组雨滴数量，/>为第i组雨滴直径。
（2）基于每个组合中的不同面域累计雨滴体积，得到实验区域面域和对照区域面域的累计雨滴体积比值，累计雨滴体积比值计算公式为：
，
其中为实验区域面域累计雨滴体积，/>为对照区域面域累计雨滴体积，i为组别。
以风速，降雨强度/>=20mm/h情况下第四面域为例，
（3）基于对照区域面域的累计雨滴体积，得到不同降雨强度和风速下的对照区域平均落地雨强，对照区域平均落地雨强计算公式为：
，
其中为初始风速，/>为第j个代表性风速，在本实施例中设置有六个代表性风速，/>，/>，/>，/>，/>，，/>为初始风速下的初始雨强，/>为对照区域面域累计雨滴体积，i为组别，/>为实验区域或对照区域划分面域的组别数量。
（4）基于累计雨滴体积比值和对照区域平均落地雨强，得到实验区域面域落地雨强，实验区域面域落地雨强计算公式为：
，
其中为第/>个代表性雨强第j个代表性风速下累计雨滴体积比值，为第j个代表性风速（/>，/>，/>，，/>，/>），/>为第/>个代表性雨强（/>=20mm/h，/>=40mm/h，/>=80mm/h，/>=160mm/h），/>为对照区域平均落地雨强。
以风速，降雨强度/>=20mm/h情况下为例：
（5）基于实验区域面域落地雨强和实验区域平均降雨强度的比值，得到试验区域降水总量，减去地面入渗量，得到实验区域产流，实验区域产流Q计算公式为：
，
其中为第i组面域降雨强度跟实验区域平均降雨强度/>的比值，i为组别，为实验区域或对照区域划分面域的组别数量，/>为地面入渗速率，/>为第i组面域面积；/>为第j个代表性风速，/>为第/>个代表性雨强，/>为代表性风速个数，/>为代表性雨强个数。
以面域为例：/>。
本发明还提供了一种融合城市风场影响的建筑区产流预测系统，包括：
研究区域构建模块：负责定义研究区域，确定研究区域的范围和边界，在研究区域设置实验区域和对照区域，其中实验区域前设置建筑物，对照区域前不设置建筑物，并分别划分相同数量的面域；
风场模型构建模块：负责在研究区域中，通过确定风场湍流运动控制方程和风场边界条件，构建区域风场模型，模拟风场运动环境；
雨场模型构建模块：负责在研究区域中，通过确定雨场运动控制方程和雨场边界条件，构建区域雨场模型，模拟雨场运动环境；
雨滴运动轨迹模拟模块：负责将得到的风场模型和雨场模型进行耦合，模拟不同风速影响下雨滴的运动轨迹，获得每个组合中雨滴在不同面域上的分布；
实验区域产流计算模块：负责基于不同风速影响下，每个组合中雨滴在不同面域上的分布，得到实验区域产流，为：
基于每个组合中雨滴在不同面域上的分布情况，得到每个组合中的面域累计雨滴体积；
基于每个组合中的面域累计雨滴体积，得到实验区域面域和对照区域面域的累计雨滴体积比值；
基于对照区域面域的累计雨滴体积，得到不同降雨强度和风速下的对照区域平均落地雨强；
基于累计雨滴体积比值和对照区域平均落地雨强，得到实验区域面域落地雨强；
基于实验区域面域落地雨强和实验区域平均降雨强度的比值，得到实验区域降水总量，减去地面入渗量，得到实验区域产流。
此外，本发明还提供了一种融合城市风场影响的建筑区产流预测装置，包括处理器和存储器，其中，所述处理器执行所述存储器中保存的计算机程序时实现如上所述的融合城市风场影响的建筑区产流预测方法。
最后，本发明提供了一种计算机可读存储介质，存有计算机程序，该程序被处理器执行时可实现如上所述的融合城市风场影响的建筑区产流预测方法。
一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的融合城市风场影响的建筑区产流预测方法。

Claims (7)

1.融合城市风场影响的建筑区产流预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、构建研究区域：定义研究区域，确定研究区域的范围和边界，在研究区域设置实验区域和对照区域，其中实验区域前设置建筑物，对照区域前不设置建筑物，并分别划分相同数量的面域；
S2、构建风场模型：在研究区域中，通过确定风场湍流运动控制方程和风场边界条件，构建区域风场模型，模拟风场运动环境，
其中，风场湍流运动控制方程由雷诺平均纳维-斯托克斯模型和Realizable k-ε湍流模型确定，
确定风场边界条件包括确定：风口入口边界、出口边界、侧面边界和地面边界；
S3、构建雨场模型：在研究区域中，通过确定雨场运动控制方程和雨场边界条件，构建区域雨场模型，模拟雨场运动环境，
其中，雨场的运动控制方程为忽略湍流扩散的雨滴的运动轨迹方程，表达式如下：
，
其中，，/>为空气和水的密度，/>为空气黏度，/>为x，y，z方向的风速，m为雨滴质量，/>为雨滴相对风场的雷诺数，/>为空气阻力，/>表示粒径为D的雨滴体积分数，/>和/>分别为主相和混合相的动力粘度，可以用雨相体积分数表示，表达式如下：
,
雨场边界条件的确定包括：雨场入口边界、顶部边界、出口边界、底面边界和侧面边界；
S4、模拟雨滴运动轨迹：将S2和S3中得到的风场模型和雨场模型进行耦合，模拟不同风速影响下雨滴的运动轨迹，获得每个组合中雨滴在不同面域上的分布；
S5、预测实验区域产流：基于S4中不同风速影响下，每个组合中雨滴在不同面域上的分布，得到实验区域产流，为：
基于每个组合中雨滴在不同面域上的分布情况，得到每个组合中的面域累计雨滴体积，具体为：
计算不同降雨强度下的雨滴直径分布：
，
其中， 为单位体积尺寸差为/>的范围内雨滴数量，/>；/>和/>为雨强/>的函数，D为雨滴直径；
得到不同面域累计雨滴体积为：
，
其中为实验区域所在面域累计雨滴体积，i为组别；/>为对照区域所在面域累计雨滴体积，i为组别；/>为实验区域或对照区域划分面域的组别数量，/>为第i组雨滴数量，为第i组雨滴直径；
基于每个组合中的面域累计雨滴体积，得到实验区域面域和对照区域面域的累计雨滴体积比值；
基于对照区域面域的累计雨滴体积，得到不同降雨强度和风速下的对照区域平均落地雨强，为：
，
其中为初始风速，/>为第j个代表性风速，/>为初始风速下的初始雨强，/>为对照区域面域累计雨滴体积，i为组别，/>为实验区域或对照区域划分面域的组别数量；
基于累计雨滴体积比值和对照区域平均落地雨强，得到实验区域面域落地雨强；
基于实验区域面域落地雨强和实验区域平均降雨强度的比值，得到实验区域降水总量，减去地面入渗量，得到实验区域产流。
2.根据权利要求1所述的融合城市风场影响的建筑区产流预测方法，其特征在于，所述S5中实验区域面域和对照区域面域的累计雨滴体积比值计算公式为：
，
其中为实验区域面域累计雨滴体积，/>为对照区域面域累计雨滴体积，i为组别。
3.根据权利要求1所述的融合城市风场影响的建筑区产流预测方法，其特征在于，所述S5中对照区域平均落地雨强计算公式为：
，
其中为初始风速，/>为第j个代表性风速，/>为初始风速下的初始雨强，/>为对照区域面域累计雨滴体积，i为组别，/>为实验区域或对照区域划分面域的组别数量。
4.根据权利要求1所述的融合城市风场影响的建筑区产流预测方法，其特征在于，所述S5中实验区域产流Q计算公式为：
，
其中为第i组面域降雨强度跟实验区域平均降雨强度/>的比值，i为组别，/>为实验区域或对照区域划分面域的组别数量，/>为地面入渗速率，/>为第i组面域面积；/>为第j个代表性风速，/>为第/>个代表性雨强，/>为代表性风速个数，/>为代表性雨强个数。
5.一种使用权利要求1中所述融合城市风场影响的建筑区产流预测方法的融合城市风场影响的建筑区产流预测系统，其特征在于，包括
研究区域构建模块：负责定义研究区域，确定研究区域的范围和边界，在研究区域设置实验区域和对照区域，其中实验区域前设置建筑物，对照区域前不设置建筑物，并分别划分相同数量的面域；
风场模型构建模块：负责在研究区域中，通过确定风场湍流运动控制方程和风场边界条件，构建区域风场模型，模拟风场运动环境；
雨场模型构建模块：负责在研究区域中，通过确定雨场运动控制方程和雨场边界条件，构建区域雨场模型，模拟雨场运动环境；
雨滴运动轨迹模拟模块：负责将得到的风场模型和雨场模型进行耦合，模拟不同风速影响下雨滴的运动轨迹，获得每个组合中雨滴在不同面域上的分布；
实验区域产流计算模块：负责基于不同风速影响下，每个组合中雨滴在不同面域上的分布，得到实验区域产流，为：
基于每个组合中雨滴在不同面域上的分布情况，得到每个组合中的面域累计雨滴体积；
基于每个组合中的面域累计雨滴体积，得到实验区域面域和对照区域面域的累计雨滴体积比值；
基于对照区域面域的累计雨滴体积，得到不同降雨强度和风速下的对照区域平均落地雨强；
基于累计雨滴体积比值和对照区域平均落地雨强，得到实验区域面域落地雨强；
基于实验区域面域落地雨强和实验区域平均降雨强度的比值，得到实验区域降水总量，减去地面入渗量，得到实验区域产流。
6.融合城市风场影响的建筑区产流预测装置，其特征在于，包括处理器和存储器，其中，所述处理器执行所述存储器中保存的计算机程序时实现如权利要求1-4中任一项所述的融合城市风场影响的建筑区产流预测方法。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一项所述的融合城市风场影响的建筑区产流预测方法。
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