一种山洪泥石流灾害风险识别方法技术

本发明专利技术公开了一种山洪泥石流灾害风险识别方法

【技术实现步骤摘要】
一种山洪泥石流灾害风险识别方法、装置、终端及介质


[0001]本专利技术涉及灾害风险识别
，尤其涉及一种山洪泥石流灾害风险识别方法
、
装置
、
终端及介质
。

技术介绍

[0002]山洪和泥石流是山区小流域水土物质快速输移过程，暴发突然，破坏力强，往往造成毁灭性灾害
。
预防和减轻山洪泥石流灾害风险是国家减灾战略的重要部分
。
精准识别灾害高风险区，明确减灾方针，提前进行减灾规划和灾害预警，对于保障区域民生和重大工程安全具有重要意义
。
[0003]山洪泥石流灾害的形成是多因素综合作用的结果，生态与灾害之间具有复杂的互馈作用
。
目前灾害风险评价采用的指标体系大都体现区域环境背景条件，未涉及山洪泥石流灾害形成机制，难以反映山地复杂生态水文作用下的灾害形成特征
。
因此，构建一种反映山地复杂生态水文作用下的风险区识别方法，具有重要意义
。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种山洪泥石流灾害风险识别方法
、
装置
、
终端及设备，能够从影响生态水文过程的关键要素入手，考虑植被作用下山洪泥石流灾害形成的“水
‑
土”产汇流过程，基于水源敏感性和物源敏感性两方面，通过分布式水文模型描述产汇流过程，确定能反映水源敏感性和物源敏感性的关键指标，构建风险指标体系，计算山洪泥石流灾害发生的概率，识别高风险区，并进行监测预警/>。
[0005]为了实现上述目的，第一方面，本专利技术实施例提供了一种山洪泥石流灾害风险识别方法，包括：
[0006]获取目标区域内的基础环境数据，利用
ArcGIS
对所述基础环境数据进行处理，生成
HMS
文件及流域模型概化图；所述基础环境数据包括数字高程模型
、
土地利用
、
土壤类型
、
植被参数
、
土壤参数
、
径流；
[0007]基于
HEC
‑
HMS
水文模型对所述
HMS
文件及流域模型概化图进行水文过程模拟
、
赋值与调试，对所述目标区域内的子流域和河道进行产汇流计算
、
率定与验证，获取所述目标区域内的水文参数，以完成山洪
、
降雨和径流模拟过程；
[0008]根据所述水文参数，确定反映水源敏感性的关键指标，构建山洪指标体系；基于泥石流物源形成机制，计算覆被边坡的稳定性系数，确定反映物源敏感性的指标，构建泥石流指标体系；
[0009]基于所述山洪指标体系和泥石流指标体系，通过随机森林模型建立山洪泥石流易发性模型，从而得到所述目标区域内的山洪泥石流易发性空间格局
。
[0010]作为上述方案的改进，所述获取目标区域内的基础环境数据，利用
ArcGIS
对所述基础环境数据进行处理，生成
HMS
文件及流域模型概化图，具体包括：
[0011]获取目标区域内的基础环境数据，利用
ArcGIS
中的
Hec
‑
GeoHMS
模型，通过模拟填
挖
、
流向分析
、
汇流累积量计算
、
河网水系提取
、
子流域划分
、
定义流域出口的步骤，提取河长
、
子流域面积
、
坡度
、
最长水流路径
、
子流域中心及中心最长水流路径的流域参数；
[0012]根据土地利用
、
土壤类型以及所述流域参数的数据，构建
CN
栅格数据
、
通过产汇流计算方法，进行参数选择
、
降雨空间分布
、HMS
项目创建的过程，生成
HMS
文件及流域模型概化图
。
[0013]作为上述方案的改进，所述
HEC
‑
HMS
水文模型包括：径流量计算模型
、
直接径流模型
、
基流模型
、
河道汇流模型
。
[0014]作为上述方案的改进，所述径流量计算模型通过
SCS
曲线数损失模型计算径流潜势，具体包括：
[0015]所述
SCS
曲线数损失模型的数学表达式为：
[0016]S
＝
(25400/CN)
‑
254
，
[0017]I
a
＝
λ
S
，
[0018][0019]式中，
Q
为径流量；
P
为累积降雨量；
I
a
为初始损失量；
S
为潜在蓄水能力；
λ
为初损系数，取
0.2
；
[0020][0021]其中，
CN
表示流域综合曲线数或径流潜势，
CN
i
表示第
i
斑块的曲线数，
A
i
表示对应所述
CN
i
的斑块面积；
[0022]所述地表径流计算采用
SCS
单位线模型进行计算流域滞时参数，具体包括：
[0023]所述
SCS
单位线模型的数学表达式为：
[0024][0025]t
p
＝
2t
c
/3
＝
4L/9
，
[0026][0027]式中，
q
p
为净雨量为
25.4mm
的单位线洪峰流量；
R
为所述净雨量；
A
为流域面积；
t
p
为峰现时间；
t
c
为汇流时间；
L
为流域滞时参数；
l
为所述流域的水流长度；
y
为所述流域的平均坡度
。
[0028]作为上述方案的改进，所述基流计算采用指数衰退模型进行计算，具体为：
[0029]所述指数衰退模型的初始值将时间
t
时的基流
Q
t
定义为：
[0030]Q
t
＝
Q0k
t
，
[0031]式中，
q
t
为
t
时刻的基流量；
Q0为初始基流；
k
为指数衰减系数
。
[0032]作为上述方案的改进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种山洪泥石流灾害风险识别方法，其特征在于，包括：获取目标区域内的基础环境数据，利用
ArcGIS
对所述基础环境数据进行处理，生成
HMS
文件及流域模型概化图；所述基础环境数据包括数字高程模型
、
土地利用
、
土壤类型
、
植被参数
、
土壤参数
、
径流；基于
HEC
‑
HMS
水文模型对所述
HMS
文件及流域模型概化图进行水文过程模拟
、
赋值与调试，对所述目标区域内的子流域和河道进行产汇流计算
、
率定与验证，获取所述目标区域内的水文参数，以完成山洪
、
降雨和径流模拟过程；根据所述水文参数，确定反映水源敏感性的关键指标，构建山洪指标体系；基于泥石流物源形成机制，计算覆被边坡的稳定性系数，确定反映物源敏感性的指标，构建泥石流指标体系；基于所述山洪指标体系和泥石流指标体系，通过随机森林模型建立山洪泥石流易发性模型，从而得到所述目标区域内的山洪泥石流易发性空间格局
。2.
如权利要求1所述的山洪泥石流灾害风险识别方法，其特征在于，所述获取目标区域内的基础环境数据，利用
ArcGIS
对所述基础环境数据进行处理，生成
HMS
文件及流域模型概化图，具体包括：获取目标区域内的基础环境数据，利用
ArcGIS
中的
Hec
‑
GeoHMS
模型，通过模拟填挖
、
流向分析
、
汇流累积量计算
、
河网水系提取
、
子流域划分
、
定义流域出口的步骤，提取河长
、
子流域面积
、
坡度
、
最长水流路径
、
子流域中心及中心最长水流路径的流域参数；根据土地利用
、
土壤类型以及所述流域参数的数据，构建
CN
栅格数据
、
通过产汇流计算方法，进行参数选择
、
降雨空间分布
、HMS
项目创建的过程，生成
HMS
文件及流域模型概化图
。3.
如权利要求1所述的山洪泥石流灾害风险识别方法，其特征在于，所述
HEC
‑
HMS
水文模型包括：径流量计算模型
、
直接径流模型
、
基流模型
、
河道汇流模型
。4.
如权利要求3所述的山洪泥石流灾害风险识别方法，其特征在于，所述径流量计算模型通过
SCS
曲线数损失模型计算径流潜势，具体包括：所述
SCS
曲线数损失模型的数学表达式为：
S
＝
(25400/CN)
‑
254
，
I
a
＝
λ
S
，式中，
Q
为径流量；
P
为累积降雨量；
I
a
为初始损失量；
S
为潜在蓄水能力；
λ
为初损系数，取
0.2
；其中，
CN
表示流域综合曲线数或径流潜势，
CN
i
表示第
i
斑块的曲线数，
A
i
表示对应所述
CN
i
的斑块面积；所述地表径流计算采用
SCS
单位线模型进行计算流域滞时参数，具体包括：所述
SCS
单位线模型的数学表达式为：
t
p
＝
2t
c
/3
＝
4L/9
，式中，
q
p
为净雨量为
25.4mm
的单位线洪峰流量；
R
为所述净雨量；
A
为流域面积；
t
p
为峰现时间；
t
c
为汇流时间；
L
为流域滞时参数；
l
为所述流域的水流长度；
y
为所述流域的平均坡度
。5.
如权利要求3所述的山洪泥石流灾害风险识别方法，其特征在于，所述基流计算采用指数衰退模型进行计算，具体为：所述指数衰退模型的初始值将时间
t
时的基流
Q
t
定义为：
Q
t
＝
Q0k
t
，式中，
Q
t
为
t
时刻的基流量；
Q0为初始基流；
k
为指数衰减系数
。6.
如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨超，王小兵，吴婕，李晓晖，萧敬豪，费凡，陈俊仲，
申请(专利权)人：广州市城市规划勘测设计研究院，
类型：发明
国别省市：