[发明专利]一种土石围堰溃堰洪水风险图编制方法

说明书

技术领域

本发明属于水利水电工程和防洪减灾科学技术领域，是一种土石围堰溃堰洪水风险图编制方法。

背景技术

水利水电工程修筑土石围堰较为常见。围堰的风险评估、厘定风险损失与安全运行是水利水电工程设计、建设的重要组成部分，土石围堰溃堰洪水风险图编制方法为工程安全管理提供技术支持。

导流系统中存在诸如施工来流量的水文不确定性、影响施工导流能力的水力不确定性、坝体施工进度计划的不确定性以及坝体结构不确定性等许多影响因素，各影响因素往往具有模糊及非正态性特点，同时施工导流系统失效的极限状态方程十分复杂，具有高度非线性特点。目前风险测度方法主要有MFOSM法，AFOSM法，JC法，Monte-Carlo法，相比其他方法，Monte-Carlo法具有计算原理明晰，方法可靠的优点，通过建立一个施工洪水和导流泄水的随机模型、导流系统随机调洪模型和堰前水位的统计模型，实现围堰运行风险测度的数值解；但无论哪种方法都是以数值解来刻画溃堰风险度，不可避免地在直观性及培育风险意识方面有着先天的不足。

可视化技术应用在洪水灾害领域有些进展，目前主要是集中在常规洪水风险图制作、洪水风险编制标准化的思考。洪水风险图主要分类为：江河湖泊洪水风险图、蓄滞洪区洪水风险图、水库洪水风险图、城市洪水风险图等四类，目前研究也有多种方法，但土石围堰溃堰洪水风险图编制研究却是一片空白，目前还没有出现土石围堰溃堰洪水风险图编制方法，直观展现围堰溃决损失的文献和工程实例。

发明内容

针对上述溃堰洪水风险测度方法变现形式的局限，本发明旨在为编制溃堰洪水风险图提供一种路径，可制作洪水淹没范围图，洪水淹没水深图，洪水淹没历时图，洪水流速图以及洪水到达时间图等洪水风险图。

本发明所采用的技术方案是：一种土石围堰溃堰洪水风险图编制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：数据提取，所述的数据包括溃堰洪水数据及库区地形数据，是风险图编制的基础；

步骤2：数据耦合，是对提取数据的匹配分析；

步骤3：风险图编制，是对数据匹配分析结果的可视化表达。

作为优选，步骤1中所述的溃堰洪水数据是计算得到的数据；所述的库区地形数据是指地形等高线数据，为二维等高线数据或三维等高线数据。

作为优选，步骤1的具体实现包括以下子步骤：

步骤1.1：提取溃堰洪水水面信息，通过断面高程属性生成水面矢量模型；

步骤1.2：提取库区地形数据，生成地面矢量模型；其中二维等高线数据添加高程属性生成地面矢量模型，三维等高线数据自动生成地面矢量模型。

作为优选，步骤2的具体实现包括以下子步骤：

步骤2.1：根据水面矢量模型，建立水面栅格数据模型；

步骤2.2：根据地面矢量模型，建立地面栅格数据模型；

步骤2.3：利用水面栅格数据模型，耦合地面栅格数据模型，通过坐标位置系统匹配，对重叠覆盖区域进行空间位置分析，建立以水深为属性量值的栅格数据模型，实现水面与地形空间位置匹配，得到淹没水深场。

作为优选，步骤2.3中所述的利用水面栅格数据模型耦合地面栅格数据模型，是以矩阵运算为运算法则。

作为优选，步骤2.3中所述的淹没水深场有分辨率的区别，需要进行空间插值以形成连续栅格面，以量化和离散数据模拟逼近面状分布对象，对栅格表面进行反距离插值以生成连续且规则的栅格面。

作为优选，步骤3的具体实现包括以下子步骤：

步骤3.1：分级所述的淹没水深场；在淹没水深场连续栅格面上根据浅点相近原则划定等深线，依据等深线做水深区域分级判定，不同分级等深线将淹没水深场分成不同等级的淹没水深区域；

步骤3.2：通过数字对象的符号化，将溃堰洪水区域地形可视化以及淹没水深场可视化，生成溃堰洪水风险图。

作为优选，步骤3.2中所述的数字对象的符号化，其具体实现过程为直接给不同的地类赋以相应的编码，通过地物属性码与相应符号编码的匹配实现地形要素的符号化。

作为优选，步骤3.2中所述的数字对象的符号化，其具体实现过程为通过卫星照片或者是航拍照片与地形进行配准后针对不同的显示比例，生成不同精度的光栅图片。

作为优选，步骤3.2中所述的生成溃堰洪水风险图，其具体实现过程为在等深线范围内配置不同的面状地图符号，面状地图符号由边界线和边界线内填充图形组成，以面状地图符号颜色明确淹没区域间的水深定量差异，表达不同区域的水深分布。

本发明的优点及有益效果为：