[发明专利]一种暴雨高水位高潮位极端环境下的洪水风险模拟方法

说明书

本发明公开一种暴雨高水位高潮位极端环境下的洪水风险模拟方法，包括：收集目标区域内的目标数据，并按照HOHY2模型数据格式要求整编处理，为模型构建与验证奠定数据基础；利用所述目标数据采用HOHY2模型构建目标区域一维洪水风险模拟模型；结合不同典型工况，利用构建的一维洪水风险模拟模型对目标区域淹没水深以及城市淹没水深进行数值模拟，获得的目标区域的淹没水深图，结合该区域历史与实际情况确定洪水灾害高风险区。本发明能够快速准确的模拟不同工况下目标区域淹没水深、洪水演进过程、洪水传播时间等洪水风险情况。

技术领域

本发明涉及技术领域，特别是涉及一种暴雨高水位高潮位极端环境下的洪水风险模拟方法。

背景技术

近年来，在全球变暖的背景下，我国沿海地区台风、暴雨和洪水灾害频发，规模巨大，每年都给当地人民的生产生活造成极大的危害，对风暴潮及其引起的洪水灾害的研究和防范已经成为应急防灾的研究热点问题。面对我国沿海日益频繁和严重的洪水灾害，在加强工程设施建设的同时，做好极端环境下的洪水风险模拟是十分必要的。

目前，国内外对于极端环境下的洪水风险研究模拟主要集中在单一考虑台风要素对沿海地区风暴潮增减水分布的影响，以及考虑台风雨作用下的沿海地区洪水分布。然而，关于台风雨引发大洪水如恰逢天文大潮和台风高值增水(暴雨、高潮、台风叠加)时，缺乏能够综合考虑台风、暴雨与高潮位致灾因素叠加作用对沿海地区流域的风险灾害影响。而对于沿海城市来说，其洪涝致灾因子联合作用及关联特性研究更加不足。从国内外开展的一系列研究和应用来看，对风暴潮灾害的研究多为基于简单假定的台风雨或高潮位或溃堤等的单一影响因子的研究，没有形成综合考虑潮位、水位与台风雨联合作用，具有一定逻辑分析的包含漫滩、溢流等多种现象的风暴潮灾害复合情景分析体系，对灾害情景的研究不全面，综合反映能力较差。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种暴雨高水位高潮位极端环境下的洪水风险模拟方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种暴雨高水位高潮位极端环境下的洪水风险模拟方法，包括：

S1.收集目标区域内的目标数据，并按照HOHY2模型数据格式要求整编处理，为模型构建与验证奠定数据基础；

S2.利用所述目标数据采用HOHY2模型构建目标区域一维洪水风险模拟模型；

S3.结合不同典型工况，利用构建的一维洪水风险模拟模型对目标区域淹没水深以及城市淹没水深进行数值模拟，获得的目标区域的淹没水深图，结合该区域历史与实际情况确定洪水灾害高风险区。

其中，所述步骤S2中构建目标区域一维洪水风险模拟模型包括以下步骤：

1)将收集的研究区域河道断面数据导入HOHY2模型构建复杂一维河网模型，对河网进一步概化，将河网较为密集区域河道合并到其中一条上，相应的小建筑物也合并为一座；

2)将一维复杂河网模型各河道之间围成的多边形区域作为溢流单元，河道漫溢的水量进入溢流单元，溢流单元内通过DEM数据分析得到水位—容积曲线关系，进而通过总水量得到溢流单元内水位；

3)对整个目标区域降雨分区，加入降雨降雨边界，分别输入各降雨分区的净雨－历时序列，通过汇流计算得到产流量，通过洪泛区单元的旁侧入流连接到溢流单元，再通过抽象抽象单元将溢流单元与河道断面或者交汇处连接，通过抽象抽象单元的调度规则反映排涝效果；

使用GIS分析流域DEM数据得到洪泛区蓄水单元的水位-库容关系曲线，根据目标区域降雨分区加入降雨边界，分别与洪泛区蓄水单元连接，以接纳降雨产流水量；洪泛区蓄水单元与河网之间通过排涝概化和溢流单元交换水量，以描述人工排涝和河道漫溢以及溃口现象。

其中，所述目标数据包括地形数据、水位流量、台风雨、历史潮位数据与多年平均潮位、河网数据与湖泊初始水位数据。