[發明專利]一種長河段多潰口凌汛洪水淹沒聯合風險評估方法

在審

• 申請號: 202111172777.2
• 申請日: 2021-10-08
• 公開（公告）號: CN113935609A
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 田福昌;苑希民;王秀杰;何立新;王麗娜;王艷鵬
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06F30/27;G06F30/28;G06Q50/26;G06K9/62;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 蘇宇歡

本發明公開了一種長河段多潰口凌汛洪水淹沒聯合風險評估方法，步驟依次包括基礎資料收集與處理、長河段多潰口凌汛洪水淹沒聯合風險評估指標體系構建、潰口險工段選擇與凌汛期堤防危險度賦值、凌汛潰堤洪水淹沒過程模擬計算、長河段多潰口凌汛洪水淹沒聯合風險度計算與長河段多潰口凌汛洪水淹沒聯合風險區劃與評估；凌汛洪水淹沒聯合風險度計算包括聯合風險評估指標賦值、聯合風險評估指標權重計算與凌汛洪水淹沒聯合風險度計算；長河段多潰口凌汛洪水淹沒聯合風險區劃與評估包括凌汛洪水淹沒聯合風險度分級聚類、聯合風險度風險區劃與聯合風險評估；本發明一種長河段多潰口凌汛洪水淹沒聯合風險評估方法具有設計嚴謹、切合實際、適于應用的特點。

技術領域

本發明涉及一種長河段多潰口凌汛洪水淹沒聯合風險評估方法。

背景技術

隨著全球氣候變暖趨勢的不斷加劇，極端天氣條件下突發鏈發性凌汛潰堤災害已逐漸成為寒區河道冬春季節最突出的重大自然災害之一，具有險點多、險段長、影響范圍廣等特點，凌汛洪水潰堤災害呈現致災機理復雜、突發鏈發性強、防控難度大等特征。據記載，1951年黃河內蒙古河套堤段凌汛漫溢決口60余處，2008年三湖河口堤段決口2處，可見開展長河段多潰口凌汛洪水淹沒聯合風險評估，具有重要意義。目前，已有的相關研究成果多集中夏秋季伏汛期局部堤防失事破壞風險評價、凌汛期單一潰口洪水淹沒風險分析與評估等方面，鮮有學者關注長河段多潰口凌汛洪水淹沒區域的風險分布特征，而現今極端天氣頻繁發生，凌汛期極端低溫或高溫或冷暖劇變速度加快等現象會更加突出，凌汛期寒區河道自上游至下游更容易形成梯級冰壩，造成冰壩連鎖潰決，多處堤防潰決淹沒成災，因此長河段多潰口凌汛洪水淹沒聯合風險評估顯得更為重要，而這也是新時期氣候變化應對背景下凌汛災害防御與風險管理的重要內容。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種長河段多潰口凌汛洪水淹沒聯合風險評估方法。

本發明一種長河段多潰口凌汛洪水淹沒聯合風險評估方法的技術方案是這樣實現的：一種長河段多潰口凌汛洪水淹沒聯合風險評估方法，依次包括下列步驟：

1、基礎資料收集與處理

根據潰口險工段選擇與凌汛期堤防危險度分析、凌汛潰堤洪水耦合模擬、長河段多潰口凌汛洪水淹沒聯合風險度計算及風險區劃評估的需要，收集研究區域的河道實測斷面、堤防設計資料、堤外區域地形資料、耕地與建筑房屋分布資料，并按照不同使用要求對其進行系統化地整編處理；

2、長河段多潰口凌汛洪水淹沒聯合風險評估指標體系構建

依據層次分析法，建立目標層、準則層與指標層三層遞階結構的長河段多潰口凌汛洪水淹沒聯合風險評估指標體系，上述目標層是指長河段多潰口凌汛洪水淹沒聯合風險度A；上述準則層是指凌汛潰堤洪水淹沒易損度B1(單一潰口)與凌汛期堤防危險度B2，其中B1是指致災因子危險性C1、孕災環境敏感性C2與承災體易損性C3，上述指標層是指致災因子危險性C1、孕災環境敏感性C2與承災體易損性C3共同涵蓋的八個指標，致災因子危險性C1包括凌汛洪水最大淹沒水深D1、凌汛洪水最大流速D2與凌汛洪水前鋒到達時間D3三個指標，主要反映凌汛潰堤洪水影響下人體及建筑物的淹沒狀態、沖擊壓力、冰凍時長和人員避難反應時長；孕災環境敏感性C2包括數字地形高程D4、地形坡度D5與距潰口直線距離D6三個指標，主要反映地形地貌對凌汛潰堤洪水演進及淹沒風險的影響；承災體易損性C3包括建筑房屋面積占比D7與耕地面積占比D8二個指標，主要反映淹沒范圍內人口、GDP、耕地等影響或損失情況；

3、潰口險工段選擇與凌汛期堤防危險度賦值

綜合考慮研究區域歷史冰塞或冰壩災害發生位置、歷史凌汛期堤防潰決險工段分布情況、堤防防凌設計標準、堤防以外區域內的居民集中情況各種因素，結合歷年凌汛期防凌重點關注的堤防區域，篩選最有可能發生潰決的潰口險工段，確定凌汛潰堤洪水可能淹沒的最大泛區范圍，并根據防凌專家經驗，以主觀因素為主導，對選定的潰口險工段賦予凌汛期堤防危險度，凌汛期堤防危險度賦值范圍為0～1，凌汛期堤防危險度越大代表凌汛期堤防越容易發生潰決；