一种平原河网地区洪水淹没风险模拟评估方法、系统、处理设备及存储介质与流程

    专利查询2026-01-01  14


    本发明涉及防灾减灾,特别是关于一种平原河网地区洪水淹没风险模拟评估方法、系统、处理设备及存储介质。


    背景技术:

    1、太湖流域是中国著名的平原河网地区,地处长三角城市群核心区域,行政区划主要涉及江苏、浙江、上海两省一市。太湖流域河网如织、湖泊棋布,地形呈周边高、中间低的碟状,地势低平、比降较缓。受独特的地理条件影响,遭遇强降雨时,河湖水位易涨难消、极易致灾。为缓解平原低洼地区洪涝灾害,当地人民结合地形和水系联通特点,将大片平原低洼地区分割成大小不同的地块,在各地块四周圈圩筑堤抵御外部洪水,建设节制闸和泵站外排圩内区域涝水,形成太湖流域独特的圩区治理模式。洪涝灾害具有来势迅猛、波及面广和防范困难的特征,平原河网地区的洪水淹没风险提前预警始终是掌握防汛排涝主动权和抢占应急救援先机的热点和难点。

    2、目前,现有技术公开了一种基于集成学习的洪水敏感性风险评估方法,该方法通过收集到的历史淹没特征数据,对集成学习模型进行训练,利用训练好的模型对整个流域进行洪水风险敏感性计算,生成流域洪水风险映射图。现有技术还公开了一种暴雨高水位高潮位极端环境下的洪水风险模拟方法,该方法采用hohy2模型构建目标区域一维洪水风险模拟模型,开展目标区域淹没水深数值模拟,确定洪水灾害高风险区。

    3、然而,上述研究分别从大数据分析、水动力学等角度构建模型,能够实现淹没风险划分模拟和预警,但是未考虑平原河网地区圩区利用、区域外排等洪水水量运动对淹没过程的影响;建模过程也较为复杂繁琐,需要大量高精资料支撑,计算速度不够及时高效;风险区域划分较粗,一般为静态风险图,很难满足太湖流域防汛抢险“厘米级”精度要求。


    技术实现思路

    1、针对上述问题,本发明的目的是提供一种考虑洪水水量运动对淹没过程的影响、计算速度高效且精度高的平原河网地区洪水淹没风险模拟评估方法、系统、处理设备及存储介质。

    2、为实现上述目的,本发明采取以下技术方案:第一方面,提供一种平原河网地区洪水淹没风险模拟评估方法,包括:

    3、将待评估区域划分为若干个水利分片,构建待评估区域的数字模拟评估底板;

    4、确定待评估区域中每一水利分片的日净雨产流量;

    5、根据待评估区域中每一水利分片的日净雨产流量和待评估区域的数字模拟评估底板,确定待评估区域中每一水利分片的淹没水量;

    6、根据待评估区域中每一水利分片每日的淹没水量,确定待评估区域中每一水利分片的淹没水深,完成待评估区域的淹没风险模拟评估。

    7、进一步地,还包括:

    8、将待评估区域中每一水利分片的淹没水深与建立的数字模拟评估底板相匹配,结合时间序列,进行淹没面积时空分布动态展示。

    9、进一步地,所述将待评估区域划分为若干个水利分片,构建待评估区域的数字模拟评估底板,包括:

    10、采用arcgis工具,在待评估区域的数字水系图上,叠加高程矢量、河道水位代表站、雨量代表站和圩区分布,根据区域水系和圩区联通特点,将待评估区域划分为若干个水利分片;

    11、根据待评估区域的数字水系图的比例,将每一水利分片均划分为若干个同比例尺度的正方形网格单元,每一正方形网格单元均匹配一个地面高程,构建待评估区域的数字模拟评估底板。

    12、进一步地,所述确定待评估区域中每一水利分片的日净雨产流量,包括:

    13、确定待评估区域中每一水利分片的产水系数曲线簇;

    14、根据待评估区域中每一水利分片的产水系数曲线簇,计算待评估区域中每一水利分片的日净雨产流量。

    15、进一步地,所述根据待评估区域中每一水利分片的日净雨产流量和待评估区域的数字模拟评估底板,确定待评估区域中每一水利分片的淹没水量,包括:

    16、基于待评估区域的数字模拟评估底板,构建曲线;

    17、根据待评估区域中每一水利分片的日净雨产流量,确定待评估区域中每一水利分片的淹没水量。

    18、进一步地,所述根据待评估区域中每一水利分片的日净雨产流量,确定待评估区域中每一水利分片的淹没水量,包括:

    19、根据待评估区域中每一水利分片的日净雨产流量,判断待评估区域中每一水利分片的圩区闸泵运用情况和开始全力运用时间;

    20、根据待评估区域中每一水利分片的日净雨产流量以及待评估区域中每一水利分片的圩区闸泵运用情况和开始全力运用时间,判断待评估区域的圩内区域淹没情况和圩内区域开始淹没时间;

    21、根据待评估区域中每一水利分片的日净雨产流量、待评估区域中每一水利分片的圩区闸泵运用情况和开始全力运用时间,以及待评估区域的圩内区域淹没情况和圩内区域开始淹没时间,判断待评估区域中每一水利分片的圩外区域淹没情况和圩外区域开始淹没时间,进而确定待评估区域中每一水利分片的淹没水量。

    22、进一步地,所述根据待评估区域中每一水利分片每日的淹没水量,确定待评估区域中每一水利分片的淹没水深,包括:

    23、根据待评估区域中每一水利分片每日的淹没水量,查询构建的对应水利分片的曲线,确定待评估区域中每一水利分片受淹区域逐日淹没水位;

    24、根据待评估区域中每一水利分片受淹区域逐日淹没水位和待评估区域的数字模拟评估底板,确定待评估区域中每一水利分片的淹没水深。

    25、第二方面,提供一种平原河网地区洪水淹没风险模拟评估系统,包括:

    26、数字模拟评估底板构建模块,用于将待评估区域划分为若干个水利分片,构建待评估区域的数字模拟评估底板;

    27、日净雨产流量确定模块,用于确定待评估区域中每一水利分片的日净雨产流量;

    28、淹没水量确定模块,用于根据待评估区域中每一水利分片的日净雨产流量和待评估区域的数字模拟评估底板,确定待评估区域中每一水利分片的淹没水量;

    29、淹没水深确定模块,用于根据待评估区域中每一水利分片每日的淹没水量,确定待评估区域中每一水利分片的淹没水深,完成待评估区域的淹没风险模拟评估。

    30、第三方面,提供一种处理设备,包括计算机程序指令,其中,所述计算机程序指令被处理设备执行时用于实现上述平原河网地区洪水淹没风险模拟评估方法对应的步骤。

    31、第四方面,提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令,其中,所述计算机程序指令被处理器执行时用于实现上述平原河网地区洪水淹没风险模拟评估方法对应的步骤。

    32、本发明由于采取以上技术方案,其具有以下优点:

    33、1、本发明通过构建产水系数曲线簇,结合构建的待评估区域的数字模拟评估底板,构建淹没水量与淹没水位关系曲线(曲线),概化了下垫面条件、人类活动等复杂因素对产流的影响,解决了小尺度区域淹没水位推求难题,避免了下垫面、人类活动等复杂高精资料的收集整理,计算速度更加迅速高效。

    34、2、本发明从防洪工程运用实际出发,综合考虑圩区利用、区域外排等洪水水量运动特点,总结提炼圩区水量运动判断规律,分别计算圩内区域、圩外区域淹没水量,模拟评估人类活动对区域洪水淹没的影响,建模原理清晰简明,符合防洪工程应用实际。

    35、3、本发明以小尺度的正方形网格单元为研究区域,由水利分片淹没水量先推求水利分片的淹没水位,然后推求各正方形网格单元的淹没水深,再推求水利分片的淹没面积,实现了“流域-分片-网格”由大到小的淹没过程统一推求。

    36、4、本发明结合地理信息技术实现正方形网格单元多日连续淹没过程量化模拟和动态可视化渲染,淹没水深计算精度更高,风险区域划分更细,防汛救灾指导性更强。

    37、综上所述,本发明可以广泛应用于防灾减灾技术领域中。


    技术特征:

    1.一种平原河网地区洪水淹没风险模拟评估方法,其特征在于,包括:

    2.如权利要求1所述的一种平原河网地区洪水淹没风险模拟评估方法,其特征在于,还包括:

    3.如权利要求1所述的一种平原河网地区洪水淹没风险模拟评估方法,其特征在于,所述将待评估区域划分为若干个水利分片,构建待评估区域的数字模拟评估底板,包括:

    4.如权利要求1所述的一种平原河网地区洪水淹没风险模拟评估方法,其特征在于,所述确定待评估区域中每一水利分片的日净雨产流量,包括:

    5.如权利要求1所述的一种平原河网地区洪水淹没风险模拟评估方法,其特征在于,所述根据待评估区域中每一水利分片的日净雨产流量和待评估区域的数字模拟评估底板,确定待评估区域中每一水利分片的淹没水量,包括:

    6.如权利要求5所述的一种平原河网地区洪水淹没风险模拟评估方法,其特征在于,所述根据待评估区域中每一水利分片的日净雨产流量,确定待评估区域中每一水利分片的淹没水量,包括:

    7.如权利要求5所述的一种平原河网地区洪水淹没风险模拟评估方法,其特征在于,所述根据待评估区域中每一水利分片每日的淹没水量,确定待评估区域中每一水利分片的淹没水深,包括:

    8.一种平原河网地区洪水淹没风险模拟评估系统,其特征在于,包括:

    9.一种处理设备,其特征在于,包括计算机程序指令,其中,所述计算机程序指令被处理设备执行时用于实现权利要求1-7中任一项所述的平原河网地区洪水淹没风险模拟评估方法对应的步骤。

    10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令,其中,所述计算机程序指令被处理器执行时用于实现权利要求1-7中任一项所述的平原河网地区洪水淹没风险模拟评估方法对应的步骤。


    技术总结
    本发明涉及一种平原河网地区洪水淹没风险模拟评估方法、系统、处理设备及存储介质,其特征在于,该方法包括:将待评估区域划分为若干个水利分片,构建待评估区域的数字模拟评估底板;确定待评估区域中每一水利分片的日净雨产流量;根据待评估区域中每一水利分片的日净雨产流量和待评估区域的数字模拟评估底板,确定待评估区域中每一水利分片的淹没水量;根据待评估区域中每一水利分片每日的淹没水量,确定待评估区域中每一水利分片的淹没水深,完成待评估区域的淹没风险模拟评估,本发明可以广泛应用于防灾减灾技术领域中。

    技术研发人员:吴娟,薛涛,刘敏,季海萍,钱傲然,姜桂花,姜悦美,高学超,龚小聪
    受保护的技术使用者:太湖流域管理局水文局(信息中心)
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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