[发明专利]一种多洪源遭遇条件洪水淹没特征的解耦方法

说明书

本发明涉及一种多洪源遭遇条件洪水淹没特征的解耦方法，采用不同来源的洪水给定不同种类的标志示踪剂的方式，通过水力学模型模拟标志示踪剂的迁移范围，识别相应洪源的淹没区，并解析出淹没区内各种洪源对淹没水深的影响程度。具体步骤为：摸清研究区的洪水风险来源及组成，制定洪水遭遇组合方案；构建洪水演进过程模拟模型；构建示踪剂对流‑扩散模型；提取特征洪源下的洪水淹没范围；解析淹没区多洪源作用下的淹没水深。本发明实现了洪水遭遇组合情景下洪水到达时间的准确提取，识别了洪水遭遇组合情景下不同洪源对特征点位的影响程度，有助于提高洪水风险图编制的精度。

技术领域

本发明涉及一种多洪源遭遇条件洪水淹没特征的解耦方法，属于洪水管理、洪水风险图编制技术领域。

背景技术

洪水风险图是直观反映区域洪水风险的系列图件，包括淹没水深图、到达时间图、淹没历时图、避险转移图等，是进行科学的洪水管理主要依据之一。洪水风险图编制以准确的洪水分析结果为基础，一般通过水力学模型建模，以单一的或组合的洪水来源为风险源，在设计防洪标准内或超标准洪水时，模拟特定区域内洪水淹没过程。在洪水来源单一、无内水条件下，水力学模型计算获得的零水深包络范围即为洪水淹没范围；但是，在多种洪水来源组合情景的洪水分析时，如溃堤洪水和内涝遭遇，不同来源的洪水淹没区会有空间重叠，且由于内涝水淹没范围大，通过零水深包络范围提取获得的洪水淹没范围，不能细分出不同来源洪水的影响范围和影响程度。通常，由于内涝水和溃堤洪水的流速、水深变化存在差异，以此为判据来区分内涝水、溃堤洪水是多洪源模拟洪水分析的主要方法，但存在判据阈值难以统一设置的难题。同时，不同洪源对特征点位的影响，通常是以单一洪源洪水分析结果为基础，通过简单叠加的方式区分不同洪源的影响，该方式忽略了各种洪源在研究区内演进过程的交互作用，解耦的结果与洪水实际的影响不符。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种多洪源遭遇条件洪水淹没特征的解耦方法，具体技术方案如下：

一种多洪源遭遇条件洪水淹没特征的解耦方法，包括以下步骤：

步骤一、查清洪水风险来源及组成，制定洪水遭遇分析方案；

调查研究区洪水风险源，分析洪水来源及量级、洪水遭遇组合情景，制定洪水遭遇分析方案；调查、复核和处理研究区基础资料；

步骤二：构建洪水演进过程模拟模型；

构建洪水演进过程模拟模型，并通过典型洪水过程对模型参数进行率定、验证模型适用性；

步骤三、构建示踪剂对流-扩散模型；

在洪水演进过程模拟模型的基础上，构建示踪剂对流-扩散模拟模型，模拟示踪剂运移过程；

步骤四、特征洪源下的洪水淹没范围提取；

以示踪剂对流-扩散模拟模型模拟结果为基础，提取某时刻研究区内各种示踪剂浓度的空间分布；

步骤五：解析淹没区多洪源作用下的淹没水深；

在洪源遭遇情景洪水分析时，淹没区水深变化是由多种洪源共同作用的结果。

作为上述技术方案的改进，在步骤一中，所述基础资料包括高精度地形资料、数字线划图，地形资料和数字线划图资料的比例尺不低于1:50000。

作为上述技术方案的改进，在步骤二中，将不同的洪水来源定量化为独立的边界，构建一组或多组洪水演进过程模拟模型；洪水演进过程模拟模型选用研究区二维水动力学模型模拟、河道一维水力学模型、研究区二维水力学模型计算、一/二维实时耦合水力学模型中的一种。

作为上述技术方案的改进，所述洪水演进过程模拟模型，在分析暴雨内涝洪源时，选择净雨过程作为边界条件，该边界在研究区内直接产生地表径流。