[发明专利]一种计算城市汇水区域暴雨溢流风险的方法

说明书

本发明涉及一种计算城市汇水区域暴雨溢流风险的方法，包括以下步骤1、根据雨水管道设计的暴雨强度公式，计算汇水区域发生溢流时的暴雨强度阈值；2、根据多年自记雨量记录，划分降雨事件；3、根据暴雨强度阈值，获得降雨事件中的溢流过程；4、计算溢流事件的溢流历时、平均溢流强度和溢流深度；5、溢流深度的年最大值法取样；6、计算溢流深度极值及其经验频率；7、根据各个溢流深度极值及其经验频率的乘积，计算溢流风险，并确定溢流风险最大值。本方法可以针对城市汇水区域下游不同的雨水管道设计重现期标准，获得城市汇水区域的最大溢流风险。

技术领域

本发明涉及城市汇水区域暴雨溢流风险值的计算，具体涉及一种计算城市汇水区域暴雨溢流风险的方法。

背景技术

城市内涝风险计算是城市排水防涝工程规划设计以及运行管理需要解决的关键问题，是防灾减灾工程措施以及灾害管理对策制定的重要依据。当前，国内外城市内涝灾害风险的评估(或计算)方法可归纳为3类：

(1)基于历史灾情数据的内涝风险评估方法。该方法无需详细的地理背景资料，通过对内涝灾害历史资料的统计分析，建立内涝灾害风险模型，对历史内涝灾害数据进行分析及提炼，研究内涝灾害发展与演化规律，以达到预测、评估未来灾害风险大小的目的。

(2)基于指标体系的内涝风险评估方法。该方法是从内涝灾害系统出发，根据研究者的经验创建风险评价的指标体系，然后通过一系列数学方法对原始指标进行处理，最终获得区域内涝灾害风险的过程。一般地，以指标体系为核心的内涝风险评估方法，侧重于内涝风险指标的选择、优化以及各指标权重的计算。

(3)基于情景动态模拟的内涝风险评估方法。即通过计算机模型(或软件)和地理信息系统(GIS)系统相结合的方法，动态模拟内涝灾害发展与演化过程，最终形成对内涝灾害风险的空间可视化表达。

对于第1种内涝灾害风险评估方法，需要多年的历史内涝灾情数据作为基础，而我国大多数城市比较缺乏这方面的数据，该方法不太适合我国现阶段内涝灾害风险评估；对于第2种内涝灾害风险评估方法，由于指标体系选取、指标权重的确定的主观性强，风险评估结果受评价者主观性影响较大；第3种方法是当前城市内涝灾害风险评估研究常用的方向，但该方法在单场降雨事件的风险损失评估方面具有优势，但在内涝风险概率计算方面存在不足。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种计算城市汇水区域的暴雨溢流风险方法具体包含以下步骤：

S1：计算汇水区域的暴雨强度阈值i_critical；

S2：根据该汇水区域的雨量记录，按照一定的时间间隔进行降雨事件划分；

S3：挑选出降雨事件中降雨强度大于暴雨强度阈值i_critical的所有时段，及计算超出暴雨强度阈值的值，形成不同的溢流事件；

S4：计算溢流事件的统计参数包括溢流历时t_flood、平均溢流强度i_flood和溢流深度h_flood；

S5：选择每年的溢流事件中的最大溢流深度h_floodmax，构建溢流深度年最大值样本序列，该年最大值样本序列表示该年份按照最大溢流深度h_floodmax的值由大到小排列；

S6：计算溢流深度极值的经验频率，根据Weibull经验频率公式计算各个最大溢流深度所对应的经验频率值F，其中，m为对应最大溢流深度的样本的序号，n为年最大溢流深度的样本数量，F为经验频率；

S7：计算最大溢流风险，根据溢流风险计算公式R＝F×h_floodmax，计算各个平均溢流深度极值对应的溢流风险R，从中选择最大的溢流风险值R_max。