构造湖漫溢溃坝隐患预警方法、系统、介质及设备技术方案

本发明专利技术属于灾害预警技术领域，尤其涉及构造湖漫溢溃坝隐患预警方法、系统、介质及设备。该方法包括：步骤1，获取高原上每个预设构造湖的遥感影像；步骤2，对所述每个预设构造的湖遥感影像进行分析处理，筛选出具有成灾条件的至少一个目标构造湖；步骤3，确定任意一个目标构造湖所属气候区的类型；步骤4，基于所述类型确定该目标构造湖的模拟年内预测水量增量；步骤5，基于所述模拟年内预测水量增量确定所述目标构造湖的漫溢溃坝概率，根据所述漫溢溃坝概率生成预警信息。通过本发明专利技术能够达到结合环境地质、气候变化等复杂条件综合给出预警信息的效果。效果。效果。

【技术实现步骤摘要】
构造湖漫溢溃坝隐患预警方法、系统、介质及设备


[0001]本专利技术属于灾害预警
，尤其涉及构造湖漫溢溃坝隐患预警方法、系统、介质及设备。

技术介绍

[0002]构造湖漫溢溃坝灾害是随全球气候变化而在青藏高原出现的新型灾种。近年来，在全球变暖的背景下，青藏高原极端气候频发、冰雪消融加剧、湖泊扩显著，卓乃湖、阿克苏库勒湖、贝勒克勒克湖等先后发生漫溢溃坝，严重威胁下游生态环境、人民生命财产和重要基础设施安全，亟需引起关注。目前对青藏高原湖泊灾害隐患的研究多集中于冰川湖，而构造湖漫溢溃坝作为一类全新灾害类型，还未引起足够重视。
[0003]高原冰川湖与构造湖发生溃决的成因类型具有本质差异，冰川湖多存在溢流口，常规情况下较为稳定，其溃决多是由冰滑坡或冰崩入湖形成的瞬时涌浪击穿冰碛坝体所导致的结果；构造湖漫溢溃坝是指具备天然阻水坝体和溢流通道的闭流湖，上涨水量超出临界库容导致湖水外溢并沿溢流通道形成冲沟，经由溯源侵蚀进一步破坏天然阻水坝体形成溃决洪水，造成下游基础设施毁坏或生态损毁的现象。因此，以往相关学者针对冰川湖溃决隐患提出的成灾条件、主要溃决特征、影响因素分析、易发性评价等方法并不适用于构造湖(地理学报,1989(03):343
‑
351+385
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352；冰川冻土,1996(04):61
‑
66；山地学报,2003(S1):128
‑
132；灾害学,2008(01):55
‑
60；自然资源学报,2014,29(08):1377
‑
1390；国土资源遥感,2016,28(03):110
‑
115)；而针对目前已溃决构造湖的隐患分析还停留在溃堤成因、溃决过程及机理研究等方面(地理学报,2012,67(05):689
‑
698；冰川冻土,2017,39(05):949
‑
956；冰川冻土,2018,40(01):47
‑
54；冰川冻土,2019,41(06):1467
‑
1474；冰川冻土,2020,42(04):1344
‑
1352.)，未见有漫溢溃坝隐患的全流程早期预警方法提出。随着遥感技术的快速发展及对高原构造湖漫溢溃坝成灾条件认识的加深，为解决上述问题提供了新的思路。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供构造湖漫溢溃坝隐患预警方法、系统、介质及设备。
[0005]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种高原构造湖漫溢溃坝隐患预警方法，包括：
[0006]步骤1，获取构造湖遥感影像；
[0007]步骤2，对所述构造湖遥感影像进行分析处理，筛选出具有成灾条件的目标构造湖；
[0008]步骤3，确定所述目标构造湖所属气候区的类型；
[0009]步骤4，基于所述类型确定该目标构造湖的模拟年内预测水量增量；
[0010]步骤5，基于所述模拟年内预测水量增量确定所述目标构造湖的漫溢溃坝概率，根
据所述漫溢溃坝概率生成预警信息。
[0011]本专利技术的有益效果是：高原构造湖漫溢溃坝作为一种新型灾害类型，由于青藏高原湖泊众多、湖区环境地质条件多样、时空气候变化情况复杂，目前暂无有效早期识别监测预警方法。本专利提出一种高原构造湖漫溢溃坝隐患的早期预警方法，有益效果包含以下四个方面：一是提出基于构造湖连通性、坝体特征、外泄通道特征、湖泊形态特征的漫溢溃坝条件判断方法，可准确筛选隐患分析目标对象；二是综合考虑引发构造湖扩张的流域蒸散发及补给条件，划分气候区类型，可为准确开展构造湖漫溢渍坝隐患评估提供有价值的分析依据；三是全面考虑不同时间尺度下流域降水特征的延续性和突变性，提出多时一空气候特征的年内水量增量模拟方法，可有效提升预测精度；四是提出判断构造湖年内发生漫溢渍坝风险等级的概率区间，避免主观因素干预，从而具有普遍适用性，适合在青藏高原地区湖泊分布区的大范围应用。
[0012]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0013]进一步，所述步骤1具体为：
[0014]获取高原上面积在预设值以上的所有湖泊的遥感图像，并对所述所有湖泊的遥感影像进行筛选，提出冰川湖以及堰塞湖，得出构造湖遥感影像。
[0015]进一步，所述步骤2具体为：
[0016]通过漫溢渍坝条件判断公式，将μ不小于预设指数的构造湖判定为具有成灾条件的目标构造湖，所述漫溢渍坝条件判断公式具体为：
[0017]μ＝0.4798
·
W1+0.1857
·
W2+0.280θ
·
W3+0.0536
·
W4[0018]其中，μ为任意一个构造湖漫溢渍坝条件指数，W1为任意一个构造湖连通性指数，W2为任意一个构造湖坝体特征指数，W3为任意一个构造湖外泄通道指数，W4为任意一个构造湖形态指数；μ∈[0，1]，形态指数；μ∈[0，1]，Q
in
为任意一个构造湖入湖水量，Q
out
为任意一个构造湖排泄水量，K
vn
为任意一个构造湖构造湖天然坝体新鲜岩石压缩波速度，K
vw
为任意一个构造湖风化岩石压缩波速度，R为任意一个构造湖构造湖最小外接圆半径，从湖岸处以R/4为步长依次计算河道比降，ρ
i
为湖岸外第i处河道比降，C
L
为任意一个构造湖构造湖岸线周长，S
L
为任意一个构造湖构造湖水域面积。
[0019]进一步，所述步骤3具体为：
[0020]根据类型判断公式，确定所述目标构造湖所属气候区的类型，所述类型判断公式为：
[0021][0022]其中，Q为气候区类型，a
T
为给定时间尺度内的气温变化量a
P
为同时间尺度流域降水量变化量，Δs
G
为同时间尺度冰川面积变化量，Q1，Q2，Q3为第一类型、第二类型以及第三类型。
[0023]进一步，所述步骤4具体为：
[0024]通过增量公式，确定所述类型对应的模拟年内预测水量增量，所述增量公式具体为：
[0025][0026]其中，ΔV
FI
为目标构造湖年内预测水量增量，θ
y
为年时间尺度常规降水概率，θ
m
为月时间尺度极端降水概率，θ
d
为日时间尺度极端降水概率，ΔV
YR
为年常规降水条件下的湖泊水量增量，ΔV
MR
为月度极端降水条件下的湖泊水量增量，ΔV
DR
为日强降水条件下的湖泊水量增量，ΔV
DR
＝S
B
×
P
max
×
λ
×
k+S
t
×
P
max
×本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高原构造湖漫溢溃坝隐患预警方法，其特征在于，包括：步骤1，获取高原上每个预设构造湖的遥感影像；步骤2，对所述每个预设构造的湖遥感影像进行分析处理，筛选出具有成灾条件的至少一个目标构造湖；步骤3，确定任意一个目标构造湖所属气候区的类型；步骤4，基于所述类型确定该目标构造湖的模拟年内预测水量增量；步骤5，基于所述模拟年内预测水量增量确定所述目标构造湖的漫溢溃坝概率，根据所述漫溢溃坝概率生成预警信息。2.根据权利要求1所述的一种高原构造湖漫溢溃坝隐患预警方法，其特征在于，所述步骤1具体为：获取高原上面积在预设值以上的所有湖泊的遥感图像，并对所述所有湖泊的遥感影像进行筛选，剔除冰川湖以及堰塞湖，得出多个预设构造湖的遥感影像。3.根据权利要求1所述的一种高原构造湖漫溢溃坝隐患预警方法，其特征在于，所述步骤2具体为：通过漫溢溃坝条件判断公式，将构造湖漫溢溃坝条件指数
μ
不小于预设指数的构造湖判定为具有成灾条件的目标构造湖，所述漫溢溃坝条件判断公式具体为：μ＝0.4798
·
W1+0.1857
·
W2+0.2809
·
W3+0
·
0536
·
W4其中，μ为任意一个构造湖漫溢溃坝条件指数，W1为任意一个构造湖连通性指数，W2为任意一个构造湖坝体特征指数，W3为任意一个构造湖外泄通道指数，W4为任意一个构造湖形态指数；μ∈[0,1]，指数；μ∈[0,1]，Q
in
为任意一个构造湖入湖水量，Q
out
为任意一个构造湖排泄水量，K
vn
为任意一个构造湖构造湖天然坝体新鲜岩石压缩波速度，K
vw
为任意一个构造湖风化岩石压缩波速度，R为任意一个构造湖构造湖最小外接圆半径，从湖岸处以R/4为步长依次计算河道比降，ρ
i
为湖岸外第i处河道比降，C
L
为任意一个构造湖构造湖岸线周长，S
L
为任意一个构造湖构造湖水域面积。4.根据权利要求1所述的一种高原构造湖漫溢溃坝隐患预警方法，其特征在于，所述步骤3具体为：根据类型判断公式，确定所述目标构造湖所属气候区的类型，所述类型判断公式为：其中，Q为任意一个目标构造湖气候区类型，a
T
为任意一个目标构造湖给定时间尺度内的气温变化量a
P
为同时间尺度流域降水量变化量，ΔS
G
为任意一个目标构造湖同时间尺度冰川面积变化量,Q1，Q2，Q3为第一类型、第二类型以及第三类型。5.根据权利要求1所述的一种高原构造湖漫溢溃坝隐患预警方法，其特征在于，所述步骤4具体为：通过增量公式，确定所述类型对应的模拟年内预测水量增量，所述增量公式具体为：
其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺鹏，王根厚，涂杰楠，陈虹，童立强，郭兆成，
申请(专利权)人：中国自然资源航空物探遥感中心，
类型：发明
国别省市：