本申请属于城市防洪建设,涉及一种河道漫溢风险计算方法、系统、介质及电子设备。
背景技术:
1、洪涝灾害一直是困扰人类社会发展的重要问题。随着气候变化和城市化进程的推进,近年来极端洪水事件频繁出现,严重影响广大人民群众的生命财产安全,同时妨碍社会经济高质量发展。因此,开展河道漫溢风险计算,对预防和减少洪涝灾害威胁具有积极意义。目前的河道漫溢风险计算一般采用河道洪水模型演进法或直接结合实测水文资料粗略分析。但河道洪水模型演进法模型构建复杂,计算结果并不能体现水文现象的随机性,直接结合实测水文资料分析的方法评估的河道防洪能力结果较粗略,两者方法在河道漫溢风险计算中均存在局限性。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种河道漫溢风险计算方法、系统、介质及电子设备,用于对河道进行河道漫溢风险计算,来获取河岸防洪能力。
2、第一方面,本申请提供一种河道漫溢风险计算方法,所述计算方法包括:获取河道水位特征参数;根据所述特征参数构建河道水位模型;通过蒙特卡洛采样并结合所述河道水位模型获取随机河道水位;根据所述随机河道水位结合河岸顶高程或堤防和/或里程信息,构建河道安全特征函数;根据所述河道安全特征函数进行河道漫溢风险判断,获取河岸防洪能力。
3、在第一方面的一种实现方式中,根据所述特征参数构建河道水位模型的过程包括:所述特征参数包括平均年最高水位变差系数cv、偏态系数cs;所述河道水位模型为模糊随机模型,所述模糊随机模型的概率密度函数为:
4、
5、其中,γ(α)为α的伽马函数,α、β、a0为所述模糊随机模型的形状参数、尺寸参数和位置参数;
6、所述形状参数α为:
7、
8、所述尺寸参数β为:
9、
10、所述位置参数a0为:
11、
12、在第一方面的一种实现方式中,通过蒙特卡洛采样并结合所述河道水位模型获取随机河道水位的过程包括:
13、根据所述河道水位模型的概率密度函数获取累积分布函数,所述累积分布函数计算公式为:
14、
15、其中,p为随机概率密度,满足p~u(0,1),u(0,1)为0~1之间的均匀分布,zp为x;
16、对所述累积分布函数进行逆运算获取所述随机河道水位:
17、
18、其中,zp为随机河道水位,δ为增量,n为x。
19、在第一方面的一种实现方式中,所述河道安全特征函数包括河道越顶漫溢的河道安全特征函数g(x)和/或考虑综合超高河道漫溢风险的河道安全特征函数h(x),其中:
20、g(x)=d-zp;
21、h(x)=d-zp-r-e-a=d-zp-y;
22、其中,d为河岸顶高程或堤防,zp为随机河道水位,r为波浪爬高;e为壅水高度;a为安全加高;y为综合超高。
23、在第一方面的一种实现方式中,根据所述河道安全特征函数进行河道漫溢风险判断,获取河岸防洪能力包括:根据所述河道安全特征函数进行河道漫溢风险判断,获取河道漫溢风险程度;根据所述河道漫溢风险程度获取所述河岸防洪能力。
24、在第一方面的一种实现方式中,根据所述河道安全特征函数进行河道漫溢风险判断,获取河道漫溢风险程度的过程包括:当综合超高河道漫溢风险的河道安全特征函数h(x)为负值时,存在河道漫溢风险;当河道越顶漫溢的河道安全特征函数g(x)为负值时,发生河道越顶漫溢。
25、在第一方面的一种实现方式中,根据所述河道漫溢风险程度获取河岸防洪能力的过程包括:根据河道漫溢风险程度计算河道漫溢概率;根据所述河道漫溢概率获取所述河岸防洪能力。
26、第二方面,本申请提供一种河道漫溢风险计算系统,所述计算系统包括:特征参数获取模块,用于获取河道水位特征参数;模型构建模块,用于根据所述特征参数构建河道水位模型;河道水位获取模块,用于通过随机采样并结合所述河道水位模型获取随机河道水位;函数构建模块,用于根据所述随机河道水位结合河岸顶高程和/或里程信息,构建河道安全特征函数;判断模块,用于根据所述河道安全特征函数进行河道漫溢风险判断,获取河岸防洪能力。
27、第三方面,本申请提供一种电子设备,所述电子设备包括:存储器,其上存储有计算机程序;处理器,与所述存储器通信相连,用于执行所述计算机程序以实现上述的河道漫溢风险计算方法。
28、第四方面,本申请提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被电子设备执行时实现上述的河道漫溢风险计算方法。
29、如上所述,本申请所述的河道漫溢风险计算方法,具有以下有益效果:
30、本申请实施例提供的河道漫溢风险计算方法能够通过构建河道水位模型并利用蒙特卡洛采样获取随机河道水位,通过构建河道安全特征函数对河道进行河道漫溢风险计算判断,来进一步获取河岸防洪能力。
1.一种河道漫溢风险计算方法,其特征在于,所述计算方法包括:
2.根据权利要求1所述的计算方法,其特征在于,根据所述特征参数构建河道水位模型的过程包括:
3.根据权利要求2所述的计算方法,其特征在于,通过蒙特卡洛采样并结合所述河道水位模型获取随机河道水位的过程包括:
4.根据权利要求1所述的计算方法,其特征在于,所述河道安全特征函数包括河道越顶漫溢的河道安全特征函数g(x)和/或考虑综合超高河道漫溢风险的河道安全特征函数h(x),其中:
5.根据权利要求4所述的计算方法,其特征在于,根据所述河道安全特征函数进行河道漫溢风险判断,获取河岸防洪能力包括:
6.根据权利要求5所述的计算方法,其特征在于,根据所述河道安全特征函数进行河道漫溢风险判断,获取河道漫溢风险程度的过程包括:
7.根据权利要求5所述的计算方法,其特征在于,根据所述河道漫溢风险程度获取河岸防洪能力的过程包括:
8.一种河道漫溢风险计算系统,其特征在于,所述计算系统包括:
9.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括:
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被电子设备执行时实现权利要求1至7中任一项所述的河道漫溢风险计算方法。
