水工程联合调度防洪减灾效益评估方法技术

本发明专利技术公开了一种水工程联合调度防洪减灾效益评估方法。它包括如下步骤，步骤1：基础资料收集分析及灾损与风险量化方法拟定；步骤2：工程运用前后河道水面线及超警、超保历时计算；步骤3：洲滩民垸行洪运用防洪减灾效益评估；步骤4：排涝泵站限排调度防洪减灾效益评估；步骤5：水库工程防洪调度防洪减灾效益评估；步骤6：蓄滞洪区分蓄洪运用防洪减灾效益评估；步骤7：堤防超标运用防洪减灾效益评估；步骤8：水工程联合调度防洪减灾效益评估。本发明专利技术解决了现有水工程联合调度情景下防洪减灾效益分对象、分区域、分类别评估问题；具有精准剥离不同工程的防洪效益与调度风险的优点。离不同工程的防洪效益与调度风险的优点。离不同工程的防洪效益与调度风险的优点。

【技术实现步骤摘要】
水工程联合调度防洪减灾效益评估方法


[0001]本专利技术涉及防洪减灾效益分析计算方法
，更具体地说它 是一种水工程联合调度防洪减灾效益的评估方法。

技术介绍

[0002]我国流域大部分地区人口密集、发展变化迅速，洪水受水利工程 调度应用影响大。近年来，极端洪水灾害频发，加剧了极端洪水应对 的艰巨性和复杂性，亟需通过流域防洪工程体系联合调度应对流域性 洪水。目前，流域防洪工程数量逐年增加、可调度工程类别不断增多、 调度对象及规模不断扩大、工程拓扑关系日趋复杂。水工程联合统一 调度对象已由水库群逐步扩大至蓄滞洪区、洲滩民垸、泵站涵闸等， 调度范围由上游扩展至全流域。纳入2021年度长江流域联合调度范 围的水工程共计107座(处)，其中：控制性水库47座、总调节库容 1066亿立方米，总防洪库容695亿立方米；蓄滞洪区46处，总蓄洪 容积591亿立方米；排涝泵站10座，总排涝能力1562立方米每秒。
[0003]防洪减灾效益评估是检验水工程防洪作用、挖掘调度应用潜力、 开展极端洪水风险调控、提出防洪体系联合调度方案、明确防洪工程 投入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.水工程联合调度防洪减灾效益评估方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤1：基础资料收集分析及灾损与风险量化方法拟定；步骤2：工程运用前后河道水面线及超警、超保历时计算；步骤3：洲滩民垸行洪运用防洪减灾效益评估；步骤4：排涝泵站限排调度防洪减灾效益评估；步骤5：水库工程防洪调度防洪减灾效益评估；步骤6：蓄滞洪区分蓄洪运用防洪减灾效益评估；步骤7：堤防超标运用防洪减灾效益评估；步骤8：水工程联合调度防洪减灾效益评估。2.根据权利要求1所述的水工程联合调度防洪减灾效益评估方法，其特征在于：在步骤1中，基础资料收集分析及灾损与风险量化方法拟定，具体包括防汛特征水位制定、风险定义、灾损定义、资料收集分析、风险与灾损计算；防汛特征水位包括设防水位Z
S
、警戒水位Z
J
和保证水位Z
B
；风险定义为通过复核堤防稳定性，设定河道水位在某一水位Z时，Z>Z
B
，堤防依然可安全行洪，不会发生溃决；灾损定义为水工程联合调度涉及灾损，包括：河道水位超过堤顶设计高程时发生漫堤，造成防洪保护区受淹，产生洪灾损失；蓄滞洪区分洪运用后造成区内受灾；水库汛期库水位过高运用，当后期遭遇较大洪水造成库区淹没；资料收集分析中收集的资料包括基础资料和相关资料；其中，基础资料包括流域或区域内的水文、地形、社会经济、防洪工程；相关资料包括防汛特征水位、各地防洪方案和预案、防洪抢险投入、洪灾损失、防汛手册、洪水风险图。3.根据权利要求2所述的水工程联合调度防洪减灾效益评估方法，其特征在于：风险与灾损计算方法如下：
①
根据水文学法、水力学法、实际水灾法分析计算洪水淹没特征值，洪水淹没特征值包括洪水淹没范围、水深及历时；
②
根据批准的防洪预案和当地防汛经验，构建河道洪水位、历时参数与工程巡查防守成本和应急避险转移安置成本的相关关系；
③
基于已有洪水风险图、模型计算、现场调查，建立洪水淹没范围与各类资产洪灾损失率的相关关系；
④
根据洪水淹没特征值，评估有无防洪工程状态下及不同水工程调度后的洪灾损失。4.根据权利要求3所述的水工程联合调度防洪减灾效益评估方法，其特征在于：在步骤2中，工程运用前后河道水面线及超警、超保历时计算，包括如下内容：(1)确定工程运用次序根据洪水量级及其发展趋势、防洪工程布局，防洪工程投入次序为相机运用洲滩民垸行蓄洪水、相机限制泵站对江对湖排涝、充分利用上游水库群联合调度拦蓄洪水、视实时水情工情运用蓄滞洪区分蓄洪水或堤防超标运用；(2)工程运用前后河道水面线计算通过构建水文水动力数学模型，估算洲滩民垸分洪流量过程；根据水量平衡法、水文统计法估算沿江泵站排涝过程；根据水库蓄量变化量、蓄滞洪区水位容积关系，估算水库、蓄滞洪区蓄洪过程；
基于实测水文气象资料、水文学模型、水库蓄洪过程推求干流河道上游来水边界，将洲滩民垸分洪流量过程、沿江泵站排涝过程、蓄滞洪区蓄洪过程、支流出口控制站实测流量资料、未控区间推流过程作为模型的旁侧入流边界，采用多模型演算实现干流河道来水还原计算，获得主要控制站多模型水位还原结果，综合考虑干支流来水特性、洪水组成、涨落关系及多模型演算结果，确定干流主要控制站最终还原计算成果；
①
采用水文
‑
水动力学模型还原计算防洪工程体系不运用(即将洲滩民垸不行洪、沿江泵站不限排、蓄滞洪区不分洪、水库不拦洪)条件下河道沿程水面线Z
1(t)
及主要控制站最高洪水位Z
1max
、超设防水位Z
S
的历时T
S1
＝t(Z
1(t)
|Z
1(t)
≥Z
S
)、超警戒水位Z
J
的历时T
J1
＝t(Z
1(t)
|Z
1(t)
≥Z
J
)、超保证水位Z
B
的历时T
B1
＝t(Z
1(t)
|Z
1(t)
≥Z
B
)。
②
在
①
的基础上，分析计算运用洲滩民垸行蓄洪水后的河道沿程水面线Z
2(t)
及主要控制站最高洪水位Z
2max
、超设防水位历时T
S2
＝t(Z
2(t)
|Z
2(t)
≥Z
S
)、超警戒水位历时T
J2
＝t(Z
2(t)
|Z
2(t)
≥Z
J
)、超保证水位历时T
B2
＝t(Z
2(t)
|Z
2(t)
≥Z
B
)；
③
在
②
的基础上，分析计算泵站限排后的河道沿程水面线Z
3(t)
及主要控制站最高洪水位Z
3max
、超设防水位历时T
S3
＝t(Z
3(t)
|Z
3(t)
≥Z
S
)、超警戒水位历时T
J3
＝t(Z
3(t)
|Z
3(t)
≥Z
J
)、超保证水位历时T
B3
＝t(Z
3(t)
|Z
3(t)
≥Z
B
)；
④
在
③
的基础上，分析计算水库群拦蓄洪水后的河道沿程水面线Z
4(t)
及主要控制站最高洪水位Z
4max
、超设防水位历时T
S4
＝t(Z
4(t)
|Z
4(t)
≥Z
S
)、超警戒水位历时T
J4
＝t(Z
4(t)
|Z
4(t)
≥Z
J
)、超保证水位历时T
B4
＝t(Z
4(t)
|Z
4(t)
≥Z
B
)；
⑤
在
④
的基础上，分析计算蓄滞洪区分洪运用后的河道沿程水面线Z
5(t)
及主要控制站最高洪水位Z
5max
、超设防水位历时T
S5
＝t(Z
5(t)
|Z
5(t)
≥Z
S
)、超警戒水位历时T
J5
＝t(Z
5(t)
|Z
5(t)
≥Z
J
)、超保证水位历时T
B5
＝t(Z
5(t)
|Z
5(t)
≥Z
B
)。5.根据权利要求4所述的水工程联合调度防洪减灾效益评估方法，其特征在于：在步骤3中，洲滩民垸行洪运用防洪减灾效益评估，包括如下内容：(1)水位降低作用在步骤2的基础上，洲滩民垸行洪运用最大可降低河道洪水位δ1＝Z
1max
‑
Z
2max
，根据洲滩民垸运用前后的水位过程计算得到洲滩民垸降低超设防水位时间S1＝T
S1
‑
T
S2
、超警戒水位水位时间J1＝T
J1
‑
T
J2
、超保证水位时间B1＝T
B1
‑
T
B2
。(2)防洪减灾效益评估根据河道洪水位与工程巡查防守成本的相关关系C＝f1(Z
(t)
)、河道洪水位与人员转移安置费用的相关关系C＝f2(Z
(t)
)，计算得到洲滩民垸运用前的工程巡查防守成本C1＝f1(Z
1(t)
)、洲滩民垸运用后的工程巡查防守成本C2＝f1(Z
2(t)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李安强，李昌文，王乐，刘佳明，卢程伟，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：