【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于海绵城市建设，涉及一种海绵城市应对雨洪内涝演化韧性的指标体系评估方法。
技术介绍
1、进入21世纪以来，全球气候变化异常，极端天气频发，城镇化高速发展，城市暴雨内涝灾害问题突出，迫切需要提高城市抗洪能力。海绵城市系统韧性是指城市在发生暴雨灾害等环境变化时调整其活动以保留其基本功能的能力，被广泛用于分析、理解和提高城市对灾害的应对。尽管对韧性的概念内涵和外延的研究十分丰富，但定量研究却相当匮乏。现有的韧性评估方法可分为两类：一种是基于洪水韧性指数的韧性分析，强调系统内的动态演变；另一种是指标体系法，利用关键变量指标、元指标等来描述系统。后者是韧性能力评估中最典型的方法。然而，海绵城市雨洪内涝演化韧性系统由多个指标组成，这些指标以高度复杂的交互模式参与全局状态，同时在韧性演变过程中指标随时间状态变化现象显著，是一个多维的动态过程。尽管仔细考虑了多维因素，但当前的方法仍然更多地关注静态的物理设施，缺乏基于过程的韧性考虑；或是当前的动态分析难以处理多维系统中大量相互作用指标的复杂性和非线性效应。
技术实现思路
1、针对上述现有技术存在的问题，本专利技术针对海绵城市雨洪内涝演化韧性系统韧性评估框架在处理大量相互作用组件组成的多维系统的局限性，提供了一种海绵城市应对雨洪内涝演化韧性的指标体系评估方法，目的在于结合国内外韧性指标选取指南及研究区特点确定综合指标体系，将韧性评估按照次暴雨内涝过程划分为承载、适应和恢复三个阶段，并充分考虑指标在洪水演变过程中多尺度和复杂的交互关系，以实
2、为了实现上述目的，本专利技术的具体方案为：
3、一种海绵城市应对雨洪内涝演化韧性的指标体系评估方法，包括以下步骤：
4、步骤1，计算研究区的0.25a～100a重现期设计暴雨并进行时程分配，按流域、社区和家庭尺度分别划分研究区的子汇水分区，收集swmm模型建模基础数据，进行swmm模型和lisflood-fp模型耦合建模，获得研究区的城市现状水平年在承载、适应和恢复阶段随雨洪时间变化的雨洪内涝韧性评估指标；选取统计研究区的城市现状水平年在承载、适应和恢复阶段不随雨洪时间变化的雨洪内涝韧性评估指标；最终获得研究区的城市现状水平年在承载、适应和恢复阶段的雨洪内涝韧性评估综合指标。
5、步骤2，检验雨洪内涝韧性评估综合指标在承载、适应和恢复阶段之间的关系，采用dematel-ism方法分别建立雨洪内涝韧性评估综合指标在承载、适应和恢复阶段的有向拓扑网络；
6、步骤3，基于步骤2雨洪内涝韧性评估综合指标在承载、适应和恢复阶段的有向拓扑网络，将雨洪内涝韧性评估综合指标在承载、适应和恢复阶段的关系分别映射为有效的一维动力学，预测海绵城市雨洪内涝演化韧性系统对雨洪内涝韧性评估综合指标里的每一个指标作用的响应并定位系统失去韧性的指标；
7、步骤4，将雨洪内涝韧性评估综合指标里失去韧性的指标移除导致的海绵城市雨洪内涝演化韧性系统韧性变化定义为韧性中心性，并计算每个指标的韧性中心性；
8、步骤5，根据研究区不同目标水平年、不同汇水分区设置海绵城市雨洪内涝演化韧性系统韧性提升目标，循环执行步骤1～4预测海绵城市雨洪内涝演化韧性系统对承载、适应和恢复阶段雨洪内涝韧性评估综合指标的不同扰动响应，提出避免韧性损失的干预策略，形成从现状、到发展、再到目标水平反馈循环的海绵城市雨洪内涝演化韧性系统韧性提升过程。
9、进一步地，步骤1中所述获取雨洪内涝韧性评估综合指标包括如下步骤：
10、步骤11，各重现期设计暴雨采用研究区的城市计算公式计算，时程分配采用芝加哥雨型进行降雨时程分配，将研究区按流域、社区和家庭划分子汇水分区，通过arcgis软件获取与处理研究区的城市现状水平年的水文气象、下垫面的土地利用、数字高程模型、排水管网及路网基础设施数据的综合信息，获取swmm模型建模参数；
11、步骤12，将步骤11的swmm模型建模参数和0.25a-100a重现期设计暴雨数据生成.inp格式文件，通过swmm软件打开.inp格式文件，并在swmm中添加雨量计，完成对研究区0.25a-100a重现期的设计降雨模拟；
12、步骤13，将步骤12所述研究区0.25a-100a重现期的设计降雨模拟结果整理成.ascii、.par、.bci和.bdy文件，所述.ascii为地形文件，.par为模型所需的文件及参数文件，.bci和.bdy为swmm模型的溢流节点编号及流量过程，完成swmm模型和lisflood-fp模型的耦合建模，以获得研究区的城市现状水平年在承载、适应和恢复阶段随雨洪时间变化的雨洪内涝韧性评估指标，包括承载阶段的道路暴露指标x1、建筑物暴露程度x2、淹没水深指标x3、累积水深指标x4、洪水流动速度x5、管网排涝能力x6、洪水事件持续时间x7和积水率指标x8；适应阶段的灾害损失率x9、直接受灾人数x11、洪水严重程度x13、总洪水深度x14、总洪水时间x15、洪水最大流动速度x16、管网排涝能力x17和最大积水率x18；恢复阶段的持久性因子x25；
13、步骤14，选取统计研究区的城市现状水平年在承载、适应和恢复阶段不随雨洪时间变化的雨洪内涝韧性评估指标；包括适应阶段儿童的家庭x10、老年人口指标x12；恢复阶段应急避难空间x19、公共交通服务能力x20、区域医疗设施密度x21、医疗保险覆盖率x22、道路密度x23、地铁站密度x24、蓝绿空间面积占比x26和考虑外排调蓄容积x27。
14、步骤15，结合步骤13和步骤14最终获得研究区的城市现状水平年在承载、适应和恢复阶段的雨洪内涝韧性评估综合指标x1至x27。
15、进一步地，所述采用dematel-ism方法分别建立雨洪内涝韧性评估综合指标在承载、适应和恢复阶段的有向拓扑网络的步骤如下：
16、步骤21，确定比较雨洪内涝韧性评估综合指标xi对指标xj的直接影响矩阵a，并通过归一化原始关系得到规范直接影响矩阵b；分别计算综合影响矩阵t、各指标的影响度di、被影响度ci、中心度mi和原因度ri；
17、步骤22，综合影响矩阵t加上单位矩阵i构成确定整体影响矩阵e，引入阈值λ处理矩阵e中的元素，计算可达矩阵f；
18、步骤23，计算可达级r(xi)和先行集s(xi)，若r(xi)和s(xi)满足r(xi)∩s(xi)＝r(xi)时，表示r(xi)中对应的指标xi均能在s(xi)中找到前因，该指标xi为位于高层级的指标，划去可达矩阵中相应的行和列，再从剩余的矩阵中抽取最高级的指标，循环此过程，直至所有的行和列均被划除，并根据指标被划除的顺序，绘制海绵城市雨洪内涝演化韧性系统指标间多级递阶有向拓扑图。
19、进一步地，所述直接影响矩阵的公式如下：
20、
21、式中：指标xij(i＝1，2，...，m；j＝1，2，...，n；i本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种海绵城市应对雨洪内涝演化韧性的指标体系评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种海绵城市应对雨洪内涝演化韧性的指标体系评估方法，其特征在于，步骤1中所述获取雨洪内涝韧性评估综合指标包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种海绵城市应对雨洪内涝演化韧性的指标体系评估方法，其特征在于，步骤2中所述采用DEMATEL-ISM方法分别建立雨洪内涝韧性评估综合指标在承载、适应和恢复阶段的有向拓扑网络的步骤如下：
4.根据权利要求3所述的一种海绵城市应对雨洪内涝演化韧性的指标体系评估方法，其特征在于，所述直接影响矩阵的公式如下：
5.根据权利要求1所述的一种海绵城市应对雨洪内涝演化韧性的指标体系评估方法，其特征在于，步骤3中所述有效的一维动力学方程式如下：
6.根据权利要求1所述的一种海绵城市应对雨洪内涝演化韧性的指标体系评估方法，其特征在于，步骤4所述每个指标的韧性中心性Ri的计算公式如下：
【技术特征摘要】
1.一种海绵城市应对雨洪内涝演化韧性的指标体系评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种海绵城市应对雨洪内涝演化韧性的指标体系评估方法，其特征在于，步骤1中所述获取雨洪内涝韧性评估综合指标包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种海绵城市应对雨洪内涝演化韧性的指标体系评估方法，其特征在于，步骤2中所述采用dematel-ism方法分别建立雨洪内涝韧性评估综合指标在承载、适应和恢复阶段的有向拓...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨云川，刘妙清，黄雨虹，蓝黄康，符浩，闭光琼，陈佳盛，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：
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