[发明专利]一种考虑水库影响的电力设施洪涝灾害风险评估方法

权利要求书

1.一种考虑水库影响的电力设施洪涝灾害风险评估方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：根据获取到的电力设施所在流域的实况及历史降水资料，获得山洪沟流域降水强度和降水空间分布情况，采用耿贝尔极值法计算得到降水频率；

步骤二：根据步骤一获取到的电力设施所在流域的降水强度，以及收集到的水库信息，对于流域内是否存在水库调蓄情况，分别用不同的方法计算洪水流量；

步骤三：根据步骤二获取得到的洪水流量数据，以洪水流量数据作为重要输入场，与地形、土地利用资料一起代入暴雨洪涝淹没模型进行洪水淹没演进过程模拟，得到电力设施所在流域的淹没水深和面积空间分布情况；

步骤四：根据无人机、卫星遥感、现场灾情调查手段获取到的灾害区域的洪水淹没水深及洪水淹没范围，或者根据电力设施所在河道的水文站点的实测水文数据，利用灾情匹配率，对步骤三获得的淹没水深和面积进行模拟精度分析；

步骤二中，对于流域内是否存在水库调蓄情况，分别用不同的方法计算洪水流量具体为：针对河道上无水库的情况，采用推理公式法计算洪水流量；针对河道上有水库因洪涝溃坝型的情况，采用推理公式法计算上游洪水流量，再根据上游洪水流量、泄洪量、水库库容量数据，利用部分溃坝的波流与堰流相交简化法模拟水库溃坝洪水流量；针对水库调蓄泄洪型，获取实时的水位、流量信息，分析河道的洪水特征；

步骤二所述的针对河道上有水库因洪涝溃坝型的情况，计算洪水流量的步骤方法如下：

(1)洪水入库流量估算

基于水库上游的地形特征、实况降水量，利用推理公式法，估算水库上游的洪涝入库洪峰流量；

(2)水库汇水量、泄洪量分析

收集水库库容量、泄洪道泄洪量信息，基于洪水入库洪峰流量、泄洪量估算水库的汇水量和泄洪量；

(3)水库垮坝的最大溃决流量计算

利用部分溃坝的波流与堰流相交简化法模拟水库溃坝最大流量，公式如下：

式(3)中，Qm为溃坝最大流量，单位为m³·s^-1；B为坝长，采用主坝设计长度，单位为m；h为坝前水深，采用校核水位下坝前水深，单位为m；b为溃口宽度，单位为m；小型水库取b为B，中型水库取b为0.6～0.7B，大型水库取b为下游主河槽宽度的1.5倍；g为重力加速度，单位为m·s^-2。

2.如权利要求1所述的考虑水库影响的电力设施洪涝灾害风险评估方法，其特征在于：步骤二所述的针对河道上无水库的情况，采用推理公式法计算洪水流量过程曲线，计算公式如下：

式中，Q_m为设计洪峰流量(m³/s)；F为流域面积(km²)；h_t为时段的最大净雨，部分汇流时代表单一洪峰时净雨(mm)；m为径流系数；τ为汇流历时(h)；L为河道长度(km)；j为河道平均比降。

3.如权利要求1所述的考虑水库影响的电力设施洪涝灾害风险评估方法，其特征在于：步骤四所述的暴雨洪涝淹没模型，该模型的基本原理是基于GIS栅格数据的二维水动力学暴雨洪涝演进模型，利用圣维南方程组的近似数值解算洪水过程，以获取淹没范围、路径、最大水深和持续时间，水动力模型的具体公式如下：

式(4)中，

式(5)中，h为水深(L)；u为平均流速(LT^-1)；x为距离(L)；t为时间(T)，r为降雨速度(LT^-1)；f为下渗速度(LT^-1)；S₀为地面比降；S_f为摩擦比降。

4.如权利要求1所述的考虑水库影响的电力设施洪涝灾害风险评估方法，其特征在于：步骤四所述的灾情匹配率，其计算公式如下：

其中，N_m为模拟点与灾情点的重合数，N_s为收集到的实际灾情点总数。

5.如权利要求1所述的考虑水库影响的电力设施洪涝灾害风险评估方法，其特征在于：步骤一中所述电力设施包括铁塔、变电站、输电杆塔。