[發明專利]一種計算城市匯水區域暴雨溢流風險的方法

在審

• 申請號: 202110801336.8
• 申請日: 2021-07-15
• 公開（公告）號: CN113506000A
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 劉興坡;劉昱勛
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/26
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 徐雯瓊;張雙紅

本發明涉及一種計算城市匯水區域暴雨溢流風險的方法，包括以下步驟1、根據雨水管道設計的暴雨強度公式，計算匯水區域發生溢流時的暴雨強度閾值；2、根據多年自記雨量記錄，劃分降雨事件；3、根據暴雨強度閾值，獲得降雨事件中的溢流過程；4、計算溢流事件的溢流歷時、平均溢流強度和溢流深度；5、溢流深度的年最大值法取樣；6、計算溢流深度極值及其經驗頻率；7、根據各個溢流深度極值及其經驗頻率的乘積，計算溢流風險，并確定溢流風險最大值。本方法可以針對城市匯水區域下游不同的雨水管道設計重現期標準，獲得城市匯水區域的最大溢流風險。

技術領域

本發明涉及城市匯水區域暴雨溢流風險值的計算，具體涉及一種計算城市匯水區域暴雨溢流風險的方法。

背景技術

城市內澇風險計算是城市排水防澇工程規劃設計以及運行管理需要解決的關鍵問題，是防災減災工程措施以及災害管理對策制定的重要依據。當前，國內外城市內澇災害風險的評估(或計算)方法可歸納為3類：

(1)基于歷史災情數據的內澇風險評估方法。該方法無需詳細的地理背景資料，通過對內澇災害歷史資料的統計分析，建立內澇災害風險模型，對歷史內澇災害數據進行分析及提煉，研究內澇災害發展與演化規律，以達到預測、評估未來災害風險大小的目的。

(2)基于指標體系的內澇風險評估方法。該方法是從內澇災害系統出發，根據研究者的經驗創建風險評價的指標體系，然后通過一系列數學方法對原始指標進行處理，最終獲得區域內澇災害風險的過程。一般地，以指標體系為核心的內澇風險評估方法，側重于內澇風險指標的選擇、優化以及各指標權重的計算。

(3)基于情景動態模擬的內澇風險評估方法。即通過計算機模型(或軟件)和地理信息系統(GIS)系統相結合的方法，動態模擬內澇災害發展與演化過程，最終形成對內澇災害風險的空間可視化表達。

對于第1種內澇災害風險評估方法，需要多年的歷史內澇災情數據作為基礎，而我國大多數城市比較缺乏這方面的數據，該方法不太適合我國現階段內澇災害風險評估；對于第2種內澇災害風險評估方法，由于指標體系選取、指標權重的確定的主觀性強，風險評估結果受評價者主觀性影響較大；第3種方法是當前城市內澇災害風險評估研究常用的方向，但該方法在單場降雨事件的風險損失評估方面具有優勢，但在內澇風險概率計算方面存在不足。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種計算城市匯水區域的暴雨溢流風險方法具體包含以下步驟：

S1：計算匯水區域的暴雨強度閾值i_critical；

S2：根據該匯水區域的雨量記錄，按照一定的時間間隔進行降雨事件劃分；

S3：挑選出降雨事件中降雨強度大于暴雨強度閾值i_critical的所有時段，及計算超出暴雨強度閾值的值，形成不同的溢流事件；

S4：計算溢流事件的統計參數包括溢流歷時t_flood、平均溢流強度i_flood和溢流深度h_flood；

S5：選擇每年的溢流事件中的最大溢流深度h_floodmax，構建溢流深度年最大值樣本序列，該年最大值樣本序列表示該年份按照最大溢流深度h_floodmax的值由大到小排列；

S6：計算溢流深度極值的經驗頻率，根據Weibull經驗頻率公式計算各個最大溢流深度所對應的經驗頻率值F，其中，m為對應最大溢流深度的樣本的序號，n為年最大溢流深度的樣本數量，F為經驗頻率；

S7：計算最大溢流風險，根據溢流風險計算公式R＝F×h_floodmax，計算各個平均溢流深度極值對應的溢流風險R，從中選擇最大的溢流風險值R_max。