[發明專利]山嶺鐵路隧道涌水徑流水文災害風險評估系統

有效

• 申請號: 202111164434.1
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113807740B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 曾賽星;楊旭;李琦;姜言;張靜曉;李玉龍;陳宏權;高鑫
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;哈爾濱師范大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/26;G06F30/13;G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 劉強

1.山嶺鐵路隧道涌水徑流水文災害風險評估系統，其特征在于包括徑流影響因子獲取子系統、徑流排放模擬子系統和水文災害風險等級判斷子系統；

所述徑流影響因子獲取子系統用于采集并校正徑流排放過程的影響因子；

所述徑流排放模擬子系統用于根據徑流影響因子獲取子系統處理后的影響因子模擬涌水徑流的排放過程，得到徑流排放模擬結果；

所述水文災害風險等級判斷子系統根據徑流排放模擬結果對隧道涌水徑流的水文災害風險進行評估；

所述徑流排放模擬子系統，包括徑流影響因子融合模塊、水文模型建立模塊和徑流水力模擬模塊，

所述徑流影響因子融合模塊用于對處理后的徑流影響因子進行融合與識別，具體步驟為：

首先，利用Arcgis軟件中的洼地填充計算隧道涌水徑流流向，再利用Arcgis軟件中的徑流累計計算來模擬徑流河網，然后在Arcgis軟件中根據高程因子、坡度因子和坡向因子提取徑流河網并生成徑流河道，之后利用空間分析法在水量監測點處或在徑流拐點處對徑流河道進行分割，使得至少有一個分割橫斷面包含水量監測數據，并將水量監測站點的水量監測數據賦值在徑流橫斷面上，最終，得到徑流線；

所述水文模型建立模塊基于1：1000地形圖，利用HEC-HMS地表徑流模型建立徑流線的水文模型，

所述徑流水力模擬模塊根據徑流線的水文模型進行水量演進運算，最終得到涌水徑流排放的模擬結果，并提取涌水徑流排放的模擬結果中的徑流線的風險敏感因子的模擬結果，所述徑流線的風險敏感因子的模擬結果包含徑流水面高程變化量、徑流流速、徑流流動面積、徑流水面寬度和徑流水力增速。

2.根據權利要求1所述的山嶺鐵路隧道涌水徑流水文災害風險評估系統，其特征在于所述影響因子包括高程因子、坡度因子和坡向因子。

3.根據權利要求2所述的山嶺鐵路隧道涌水徑流水文災害風險評估系統，其特征在于所述徑流影響因子獲取子系統包括徑流基礎數據獲取模塊和徑流基礎數據處理模塊；

所述徑流基礎數據獲取模塊用于獲取隧道涌水徑流排放的基礎數據，所述基礎數據包括隧址區遙感影像、隧址區內涌水徑流的屬性數據以及水量監測數據，

具體步驟為：

首先利用哨兵二號衛星采集隧址區DEM高程遙感影像，遙感影像的空間分辨率為5米，云量覆蓋率小于10％，

然后利用數字航攝儀DMC采集隧址區內涌水排放徑流的圖像，并根據采集到的隧址區內涌水排放徑流圖像提取隧址區內涌水排放徑流屬性數據，所述涌水排放徑流的屬性數據包括徑流橫斷面間距、徑流中心線距兩岸的距離以及上下游橫斷面間的左岸、中心線和右岸的間距，所述隧址區內涌水排放徑流的圖像的空間分辨率為120光學線對/mm、光譜分辨率為48bit、云量覆蓋率小于1％；

最后利用水量監測點獲取水量監測數據，所述水量監測數據包括流量、流速和水位數據，

所述徑流基礎數據處理模塊用于隧道涌水徑流排放的基礎數據進行校正與處理，具體步驟為：

利用柵格計算器對哨兵二號衛星采集到的隧址區DEM高程遙感影像進行解譯，然后對解譯后的圖像進行輻射定標，即將解譯后圖像的DN值轉化為輻射亮度值，然后經過大氣校正，把隧址區的高程、坡度和坡向數據的反射信息從大氣中提取出來，最后，根據校正后的圖像中隧址區的高程、坡度和坡向數據的反射信息并根據區位特征進行圖像裁剪，得到隧址區高程、坡度和坡向數據，即高程因子、坡度因子和坡向因子。

4.根據權利要求3所述的山嶺鐵路隧道涌水徑流水文災害風險評估系統，其特征在于所述隧址區內涌水徑流的屬性數據包括徑流橫斷面間距、徑流中心線距兩岸的距離。

5.根據權利要求1所述的山嶺鐵路隧道涌水徑流水文災害風險評估系統，其特征在于所述HEC-HMS地表徑流模型包括地表流模型和河道水流模型。