[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

山嶺鐵路隧道涌水徑流水文地質災害風險評估系統，涉及地質災害風險評估技術領域，針對現有技術中徑流排放模擬技術計算出的模擬結果僅為表格形式，分析結果準確度低，進而影響施工進度，威脅施工人員的安全，還會對地表、地下水系產生擾動的問題，本申請可以系統的分析涌水從隧道口涌出后的走勢，高精度還原涌水排放流徑，從而全方位真實推演涌水排放場景。此外，本申請還通過構建星型層次結構—水文模型模擬結果疊加分析函數確定水文地質災害風險等級評判方法，并以徑流水文地質災害風險等級渲染圖的形式直觀展示隧道涌水徑流排放事件導致的隧址區水文地質災害風險的范圍和程度。

技術領域

本發明涉及水文災害風險評估技術領域，具體為山嶺鐵路隧道涌水徑流水文災害風險評估系統。

背景技術

在中國，山嶺鐵路是連接各地區必要的交通基礎設施。山嶺鐵路不僅要穿越高山峽谷，還要不斷穿越深大活動斷裂帶和縱橫交錯的地下水系，這就給山嶺鐵路隧道的施工帶來了極大的突涌水風險。突涌水不僅會影響隧道工程施工、威脅施工人員的安全，尤其是涌水從隧道口涌出后還會對地表水系和附近地物造成很大影響，涌水徑流會導致隧址區面臨泥石流、山體滑坡等災害風險。因此，山嶺鐵路隧道的涌水徑流排放模擬及其導致的水文災害風險評估問題亟待解決，急需對涌水徑流的排放過程進行模擬，并對徑流所導致的水文災害風險進行評判，從而有效量化涌水徑流排放對周邊環境產生的風險。

通常傳統技術都是對隧道內掌子面的涌水事件進行涌水量預測、預警以及防控，很少關注涌水徑流的排放過程及其對隧址區水文造成的風險大小。針對涌水從隧道口涌出后形成地表徑流這一事件，對涌水徑流的排放過程進行模擬并對其造成的水文災害風險進行評判。

由于隧道掌子面開挖時涌水的連續性和不同施工階段涌水的間斷性導致隧道口出流數據難以獲取且難以應用于水文科學研究中；并且，巨大山體會產生山體效應，致使山體上的隧道存在巖爆、巖溶、高低熱等風險，這些災害會直接導致山嶺鐵路隧道在施工過程中涌出高溫水和巖溶水，這不僅會影響施工進度，威脅施工人員的安全，還會對地表、地下水系產生擾動，而且涌水從隧道口涌出后對隧址區的水文狀況也會造成很大影響。

發明內容

本發明的目的是：針對現有技術中徑流排放模擬分析結果準確度低的問題，提出山嶺鐵路隧道涌水徑流水文災害風險評估系統。

本發明為了解決上述技術問題采取的技術方案是：

山嶺鐵路隧道涌水徑流水文災害風險評估系統，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。

進一步的，所述影響因子包括高程因子、坡度因子和坡向因子。

進一步的，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％，