[发明专利]一种河渠交叉建筑物运行期间洪水漫入风险的评估方法

说明书

本发明涉及风险评估领域，尤其涉及一种河渠交叉建筑物运行期间洪水漫入风险的评估方法。本发明的有益效果是：已有的研究大多侧重于分析超标洪水带来的风险，而超标洪水发生的概率极低，对于提高人工输水渠道在运行期间供水安全的贡献较小。与现有技术相比，本发明所提供的风险评估方法聚焦河渠交叉建筑物运行期间经常遭遇的设计标准内的洪水，同时综合考虑河渠交叉建筑物运行期间的实际情况(泥沙、树枝以及枯草等杂物的淤积、工程老化以及设计洪水推算不确定性)，评估了河渠交叉建筑物运行期间洪水漫入的风险，并提出了允许的最大淤积深度，能够有效提高了人工输水渠道运行期间的供水安全。

技术领域

本发明涉及风险评估领域，尤其涉及一种河渠交叉建筑物运行期间洪 水漫入风险的评估方法。

背景技术

河渠交叉建筑物是人工输水渠道为穿越与其立交的天然河流而修建水工 建筑物，是人工输水渠道的重要组成部分。天然河流的上游地形条件复杂， 多为山地、丘陵或农村居民用地，实际运行期间，发生洪水后，天然河流 两岸受暴雨冲刷以及洪水的冲击，产生泥沙、树枝以及枯草等杂物会进入 河流，随洪水一起流至河渠交叉建筑物，并淤积在入口处，严重影响其过 流能力。然而，河渠交叉建筑在初始设计阶段并未能考虑上述情况，其入口处的设计堤顶高程可能偏低，在遭遇洪水后，即使洪水量级低于设计标 准，也有可能漫入人工输水渠道(洪水漫入)，不仅污染人工输水渠道的 输水水质，也会造成渠内水位突变，影响沿线分水闸门的水量调度。因此， 函需评估河渠交叉建筑物运行期间的洪水漫入风险，以保障人工输水渠道 的供水安全。

目前，针对河渠交叉建筑物运行期间的风险研究集中于超标洪水，认 为河渠交叉建筑物失效的风险来源于超标洪水或超标洪水导致的交叉建 筑物损毁。然而，河渠交叉建筑物在运行期间，遭遇的洪水普遍在设计标 准下，更应当关注设计标准内的洪水对河渠交叉建筑物的影响。运行期间， 影响河渠交叉建筑物安全的主要因素为：①河渠交叉建筑中天然河流上游 的地形复杂，洪水发生后，洪水往往会携带大量的泥沙、树枝以及枯草等 杂物，这些杂物在经过河渠交叉建筑时，会淤积在河渠交叉建筑物的入口 处，导致其实际过流能力低于设计值；②河渠交叉建筑物在运行期间，由 于长期受到天河河流的侵蚀以及天然河流中携带的泥沙的冲刷，工程老化 较快，工程老化后，其实际过流能力也会随之受到影响，低于设计值；③ 大部分河渠交叉建筑物在设计时缺乏实际观测资料，因此，其设计洪水的 计算往往采用经验公式，但是经验公式依赖于人工经验，具有较大的不确 定性，可能会导致其设计值偏低，造成其实际设计标准偏低。

基于这一情况，提供一种评估河渠交叉建筑物运行期间的洪水漫入风险的 方法是提高人工输水渠道供水安全的主要技术难点。

发明内容

本发明的目的是提供一种河渠交叉建筑物运行期间洪水漫入风险的 评估方法，首次聚焦河渠交叉建筑物运行期间经常遭遇的设计标准内的洪 水，考虑河渠交叉建筑物堵塞、老化以及设计洪水的不确定性，评估发生 洪水漫入的风险，有效提高人工输水渠道的供水安全。

本发明是通过以下技术方案予以实现：

一种河渠交叉建筑物运行期间洪水漫入风险的评估方法，构建用于模 拟河渠交叉建筑物的天然河流上游洪水的产生以及交叉建筑物遭遇洪水 后的过流过程的洪水漫入模型，所述模型耦合了洪水计算模型、泥沙输移 模型以及管道过流模型；

固定淤积深度，表示树枝、枯草等不易被冲刷作用带走的淤积；

采用初始淤积深表示泥沙等可以被冲刷作用带走的淤积；

采用管道糙率表示河渠交叉建筑物的老化；

采用年最大24h点雨量均值、变差系数、暴雨递减指数、平均下渗率、 汇流参数表示设计洪水推算的不确定性；

采用Regionalized Sensitivity Analysis与Sobol全局敏感性分析 方法定性评估工程老化、设计洪水计算不确定性对洪水漫入风险的影响；