一种考虑微地形影响的配电设备雨涝淹没风险区域分级方法技术

本发明专利技术涉及灾害评估技术领域，具体涉及一种考虑微地形影响的配电设备雨涝淹没风险区域分级方法，包括：S1：根据研究地区历史降雨数据建立极值分布模型，利用极值分布模型计算确定10～50年一遇极值降雨量；S2：收集研究区地理信息数据，并对地理数据进行填洼、转换等处理；S3：结合10～50年一遇极值降雨量和地区的DEM高程数据，采用二维水动力模型进行雨涝淹没模拟；S4：根据配电设备的性质，结合GIS软件和城市电子街道图，进行区域风险分级。本发明专利技术通过考虑微地形影响的配电设备雨涝淹没风险区域分级方法，有利于提升电网公司的灾害管理水平，最大程度降低暴雨内涝对配电设备的灾害影响。影响。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑微地形影响的配电设备雨涝淹没风险区域分级方法


[0001]本专利技术属于灾害评估
，特别涉及一种考虑微地形影响的配电设备雨涝淹没风险区域分级方法。

技术介绍

[0002]近年来，全球气候变化导致极端天气频发，城市建设打破了原有的水循环平衡，城市化尤其使对流层气象活动增加，由地形、地势和地理景观的地方性差异所形成的一种局部地区的特殊气候，引起局部区域降水量增多，而局部气候存在不确定性，城市暴雨内涝愈专利技术显，并造成了不同程度的损害。暴雨内涝易受微地形影响，从而具有局部性、持续性的特点，随着城市发展，城区配电设备越来越多，且配电设施选址灵活性受限，因此暴雨淹没配电设备从而引起的电网安全事故越来越多。目前，电网公司关于防备暴雨内涝对配电设备的影响研究较少，大部分研究集中在强风和暴雨的组合以及暴雨引发的次生灾害(如山体滑坡、崩塌、泥石流等)，实际上，气候变化已经明显改变了气候模式，暴雨自身造成的淹水即可对配电设备造成重大危害。但出现水淹时常常容易对配电设备造成损坏，同时在积水持续上涨的过程中会将配电设备淹没，对配电设备造成泡水与损坏，因此建立一种考虑微地形影响的配电设备雨涝淹没风险区域分级方法具有现实意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种考虑微地形影响的配电设备雨涝淹没风险区域分级方法，通过雨涝淹没模拟，对风险区域分级，为配电设备防涝以及新建配电设备规划提供重要数据支持，降低暴雨内涝对配电设备的灾害影响。
[0004]为实现上述目的，本专利技术是通过如下技术方案实现的：
[0005]考虑微地形影响的配电设备雨涝淹没风险区域分级方法，包括以下步骤：
[0006]S1：根据当地多年历史气象观测数据，建立极值分布模型，采用极值分布模型计算确定10～50年一遇极值降雨量；
[0007]S2：收集研究区地理信息数据，并对地理数据进行填洼、转换等处理；
[0008]S3：按照10～50年一遇极值降雨量，结合研究区的DEM电子高程数据，采用二维水动力模型进行雨涝淹没模拟，并在电子地图上绘制各区域淹没深度；
[0009]S4：根据配电设备的性质，结合GIS软件和城市电子街道图，进行区域风险分级。
[0010]优选的，上述的考虑微地形影响的配电设备雨涝淹没风险区域分级方法中，所述步骤S1中，在所用历史降水数据观测时间序列大于25年时，采用年极值并基于广义极值分布模型或其中的I型、II型或III型进行10～50年一遇极值降雨量估计。
[0011]优选的，上述的考虑微地形影响的配电设备雨涝淹没风险区域分级方法中，所述步骤S2中，地理信息数据包括高程数据、土地覆盖数据、地表糙率和地表径流系数。
[0012]优选的，上述的考虑微地形影响的配电设备雨涝淹没风险区域分级方法中，所述步骤S3中，DEM电子高程数据为精度12.5米以下的地理高程数据，电子地图为城市街道图。
[0013]优选的，上述的考虑微地形影响的配电设备雨涝淹没风险区域分级方法中，所述步骤S3中，二维水动力模型为FloodArea。模拟方法为将上述处理好的降雨数据以及地理数据输入到FloodArea模型中，设置好计算时间和步长以及输出参数，启动模型中的暴雨仿真选项进行降雨淹没模拟。
[0014]优选的，上述的考虑微地形影响的配电设备雨涝淹没风险区域分级方法中，所述步骤S4中，淹没深度由单元之间的最低水位和最高地形高程的差决定，对每个单元的每个时刻淹没的范围和积水深度，以栅格形式呈现和存储。
[0015]优选的，上述的考虑微地形影响的配电设备雨涝淹没风险区域分级方法中，所述步骤S4中，将淹没深度在0.3米以下的区域设置为安全区；将淹没深度在0.3～0.7米的区域评为二类风险区；将淹没深度在0.7以上的区域评为一类风险区，得到风险区域划分图，并将风险区域划分图与电子街道图结合，根据淹没深度对一般配电设备的影响程度划分不同地区的淹没风险等级，给出不同风险的具体淹没深度。
[0016]优选的，上述的考虑微地形影响的配电设备雨涝淹没风险区域分级方法中，所述步骤S4中，采用GIS软件将安全区设置为无颜色，二类风险区设置为紫色，一类风险区设置为黑色，得到风险区域划分图，并将风险区域划分图与电子街道图结合，即可清晰的判断不同地区处于何类风险区。
[0017]优选的，上述的考虑微地形影响的配电设备雨涝淹没风险区域分级方法中，所述配电设备为环网柜。环网柜是一组高压开关设备装在钢板金属柜体内或做成拼装间隔式环网供电单元的电气设备，其核心部分采用负荷开关和熔断器，具有结构简单、体积小、价格低、可提高供电参数和性能以及供电安全等优点。但出现水淹时常常容易对环网柜造成损坏，同时在积水持续上涨的过程中会将环网柜被淹没，对环网柜造成泡水与损坏，如果积水淹没环网柜本体过半，环网柜大概率将因为积水而停运。
[0018]优选的，上述的考虑微地形影响的配电设备雨涝淹没风险区域分级方法中，所述步骤S3中，具体的模拟演进以栅格为单位，利用曼宁公式计算每个栅格单元与周围8个单元之间的流入水量，其计算公式为：
[0019][0020]式中：V表示水量，K
st
为地表粗糙情况对水流影响的系数，r
hy
为水力半径，I为地形坡度。
[0021]与现有的技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0022]本专利技术通过建立城市极值降雨模型，综合考虑城市地理信息对暴雨内涝的影响以及配电系统自身性质，对配电系统雨涝淹没风险区域进行分级分析研究，有利于提升电网公司的灾害管理水平，为配电设备防涝以及新建配电设备规划提供重要数据支持，最大程度降低暴雨内涝对配电系统的灾害影响。
附图说明
[0023]图1为本专利技术一种考虑微地形影响的配电设备雨涝淹没风险区域分级方法方法的流程图；
[0024]图2为本专利技术二维水动力模型FloodArea汇流计算原理示意图；
[0025]图3为南宁日降雨年极值时序图；
[0026]图4为站点数据分布形态图；
[0027]图5为本专利技术的实施例1极值分布参数估计结果图；
[0028]图6为本专利技术实施例1南宁城区10年一遇降雨情景下环网柜淹没模拟风险示例图；
[0029]图7为本专利技术实施例1南宁城区20年一遇降雨情景下环网柜淹没模拟风险示例图；
[0030]图8为本专利技术实施例1南宁城区50年一遇降雨情景下环网柜淹没模拟风险示例图。
具体实施方式
[0031]下面对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0032]一种考虑微地形影响的配电设备雨涝淹没风险区域分级方法，参阅图1，包括如下步骤：
[0033]S1：根据当地多年历史气象观测数据，建立极值分布模型，采用极值分布模型计算确定10～50年一遇极值降雨量，在所用历史降水数据观测时间序列大于25年时，采用年极值并基于广义极值分布模型或其中的I型、II型或I本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑微地形影响的配电设备雨涝淹没风险区域分级方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：根据当地多年历史气象观测数据，建立极值分布模型，采用极值分布模型计算确定10～50年一遇极值降雨量；S2：收集研究区地理信息数据，并对地理数据进行填洼、转换等处理；S3：按照10～50年一遇极值降雨量，结合研究区的DEM电子高程数据，采用二维水动力模型进行雨涝淹没模拟，并在电子地图上绘制各区域淹没深度；S4：根据配电设备的性质，结合GIS软件和城市电子街道图，进行区域风险分级。2.根据权利要求1所述的考虑微地形影响的配电设备雨涝淹没风险区域分级方法，其特征在于，在所用历史降水数据观测时间序列大于25年时，采用年极值并基于广义极值分布模型或其中的I型、II型或III型进行10～50年一遇极值降雨量估计。3.根据权利要求1所述的考虑微地形影响的配电设备雨涝淹没风险区域分级方法，其特征在于，所述步骤S2中，地理信息数据包括高程数据、土地覆盖数据、地表糙率和地表径流系数。4.根据权利要求1所述的考虑微地形影响的配电设备雨涝淹没风险区域分级方法，其特征在于，所述步骤S3中，DEM电子高程数据为精度12.5米以下的地理高程数据，电子地图为城市街道图。5.根据权利要求1所述的考虑微地形影响的配电设备雨涝淹没风险区域分级方法，其特征在于，所述步骤S3中，二维水动力模型为...

【专利技术属性】
技术研发人员：王乐，唐捷，王珂，简曾鸿，张炜，卓浩泽，黄远飞，覃桂锋，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：