System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 基于实时降雨事件的小流域动态危险性评估方法、装置制造方法及图纸_技高网
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基于实时降雨事件的小流域动态危险性评估方法、装置制造方法及图纸

技术编号:41211781 阅读:2 留言:0更新日期:2024-05-09 23:34
本发明专利技术涉及泥石流评估技术领域,公开了一种基于实时降雨事件的小流域动态危险性评估方法、装置。关于方法,包括:泥石流易发程度确定;泥石流灾害强度计算;实时降雨确定;以自然孕灾因子和历史灾害强度为本底因素、实时降雨为驱动因素,基于小流域泥石流动态危险性评估模型,实现大区域尺度下的精细化泥石流危险性动态评估。关于装置,评估模块用于以自然孕灾因子和历史灾害强度为本底因素、实时降雨为驱动因素,基于小流域泥石流动态危险性评估模型,实现大区域尺度下的精细化泥石流危险性动态评估。本申请的技术方案,以小流域为载体,实现大区域尺度下的精细化泥石流危险性动态评估,为区域泥石流预警预报和防灾减灾提供研究基础和科学支撑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及泥石流评估,具体涉及一种基于实时降雨事件的小流域动态危险性评估方法、装置


技术介绍

1、(一)关于易发性研究现状

2、泥石流易发性评估是在自然灾害风险评估中非常重要的一环,它可以用来评估一个地区在自然背景孕灾因子共同作用下的泥石流发生概率,以便采取预防和应对措施。泥石流易发性评估的方法和技术在不同的地区和环境中有所不同,但大多数研究的基本思想都是基于地形、气候、降雨、水文、土壤类型、植被覆盖等因素,运用不同的评估方法进行的易发性评估。

3、泥石流易发性评估的方法大致可以分为两类:主观评估方法和定量评估方法。主观评估方法主要通过区域野外考察和专家经验对研究区孕灾因子进行参数化并确定权重,评估结果主要取决于专家对于泥石流形成过程的经验认识,采用定性或半定量的方法,如加权线性组合方法[1]和层次分析法(ahp)[2]。定量方法通常包括两种类型:统计模型和基于物理机制的确定性模型。确定性方法被用来研究泥石流发生的物理规律并建立相应的模型来模拟泥石流灾害的易发性。li[3]通过了解和模拟西藏自治区内滑坡引发的泥石流的下游稀释过程,认识到这种类型的泥石流的边界条件和稀释机制。这类模型的缺点在于它们需要每个斜坡的详细检测数据,使得仅适用于较小的研究区。

4、统计模型是由数据驱动的模型。在统计模型中,主要是通过建立历史泥石流灾点与孕灾因子之间的关系,以确定各因子对于泥石流发生的权重,基于灾点数据,相比主观评估方法更具客观性,评估结果主要取决于泥石流灾点数据质量和数据完整性。统计模型是建立在真实数据和分析的基础上并利用定量方法预测泥石流的易发性,定量方法消除了定性技术的主观偏差和认识局限。统计模型包括信息量模型[4]、主成分分析模型[5]、灾害熵模型[6]等,这些模型都有各自的优点和缺陷,许多学者将不同模型进行有机结合,使泥石流易发性评价结果精度得到了一定程度提高,如加权信息量模型[7]、地理探测器-svm模型[8]等。随着人工智能技术的发展,机器学习模型被用于泥石流易发性的评估,拟合因子和泥石流发生概率之间的非线性关系,一些机器学习模型相比于普通的数学统计模型更加精致,在泥石流易发性评估中有着更加优秀的表现,例如支持向量机(svm)、随机森林(rf)、人工神经网络(ann)等[9, 10]。同时一些超参数优化算法耦合机器学习算法,可以更加快速和稳定地解算精确解,包括粒子群算法(pso)[11]、鲸鱼算法(woa)[12]和遗传算法(ga)[13]等。

5、(二)关于危险性研究现状

6、泥石流危险性是指灾害发生的可能性及其规模和强度,定量表达为危险度。泥石流危险性评估的主要目的是识别区域(流域)范围内泥石流灾害及估算灾害的强度和频率[14]。刘希林提出泥石流灾害危险性是频率与规模的乘积[15]。rickenmann等[16]提出泥石流危险性分析主要包括两个步骤:首先在流域内确定泥石流事件发生的概率即灾害发生的重现期或历史泥石流灾害发生的频率,然后定量化计算泥石流灾害规模、冲出距离、淹没范围等参数。

7、国外在20世纪60、70年代开始开展区域山地灾害危险性评估研究。日本学者足立胜治等[17]在1977年首先开展了泥石流危险度的判定研究。我国泥石流灾害危险性评价研究最早起源于二十世纪八十年代。王礼先[18]首次提出了泥石流荒溪的分类,从工程设计角度分析泥石流强度和危害性,并把泥石流按强度和危险性均分为4个等级。

8、早期的泥石流危险性评估多是在区域尺度上基于泥石流成因因子统计的定性或半定量方法[19-21]。在具体的指标选择上,一般考虑流域地形地貌、泥石流激发因子如降水、地震等因子,如坡度、岩性、土地利用、降水、距离断裂带及河流距离、地震烈度等。随着gis技术及各种计算方法的飞速发展,涌现了如logistic回归、频率比率法、证据权法、人工神经网络、层次分析法、模糊数学、支持向量机、信息量法、贝叶斯概率、熵权法等泥石流危险性评估模型[22]。随着计算流体力学、数值计算方法、计算机技术和泥石流理论研究的进展,越来越多的研究者通过数值模拟的方法来获取小流域尺度泥石流的动力强度参数[23]。基于泥石流动力强度进行危险性评估及危险区划分成为小流域尺度泥石流危险性评估的主要方法。

9、区域尺度的泥石流危险性评估主要以栅格为基本评价单元,评估的精度受到指标选择、数据精度等的限制,无法提供泥石流沟的具体位置、危险范围及危险度分级。而基于数值模拟的方法由于受模型参数和运算量影响,无法进行大区域尺度的泥石流危险度计算。同时以往研究涉及的泥石流危险性主要是一个静态的概念,但是由于泥石流的降雨驱动因子是一个动态变化过程,泥石流的危险性也是动态变化的。

10、(三)本申请提出了一种基于实时降雨事件的小流域动态危险性评估方案,以自然孕灾因子和历史灾害强度为本底因素,实时降雨为驱动因素,同时以小流域为载体,实现大区域尺度下的精细化泥石流危险性动态评估,该方法可为区域泥石流预警预报和防灾减灾提供研究基础和科学支撑。


技术实现思路

1、本申请提供一种基于实时降雨事件的小流域动态危险性评估方法、装置,以解决现有技术中泥石流危险性无法进行精细化评估的上述技术问题。

2、根据本申请的一方面,一种实施例提供了一种基于实时降雨事件的小流域动态危险性评估方法,包括:

3、泥石流易发程度确定;

4、泥石流灾害强度计算;

5、实时降雨确定;

6、以自然孕灾因子和历史灾害强度为本底因素、实时降雨为驱动因素,基于小流域泥石流动态危险性评估模型,实现大区域尺度下的精细化泥石流危险性动态评估,其中,小流域泥石流动态危险性评估模型与泥石流易发程度、泥石流灾害强度和实时降雨量相关。

7、一种实施例中,所述泥石流易发程度确定中,结合研究区背景环境条件,确定孕灾本底因素,构建泥石流易发性指标体系,并采用灾害熵易发性评估模型,确定不同成灾条件组合条件下泥石流易发程度;和/或,

8、所述泥石流灾害强度计算中,根据泥石流规模划分标准,利用空间分析方法计算网格单元历史泥石流灾害强度;和/或,

9、所述实时降雨确定中,利用水文分析方法划分小流域单元,基于暴雨中心算法对小流域小时降雨量进行优化计算,并根据降水强度标准对实时雨强进行分级。

10、一种实施例中,所述泥石流易发程度确定包括:

11、孕灾本底因素确定,其中,选取一套指标因子对横断山区进行易发性评价,所述指标因子包括:地形条件因子、地质条件因子、物源条件因子、水文条件因子、气候因子和人类活动因子;

12、关键指标因子量化;

13、基于易发程度计算模型计算泥石流易发性值,其中,所述易发程度计算模型中采用熵权法确定泥石流易发性指标因子权重。

14、一种实施例中,所述泥石流灾害强度计算包括:

15、灾害规模确定,其中,按泥石流一次堆积总方量进行划分;

16、本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于实时降雨事件的小流域动态危险性评估方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种基于实时降雨事件的小流域动态危险性评估方法,其特征在于,所述泥石流易发程度确定中,结合研究区背景环境条件,确定孕灾本底因素,构建泥石流易发性指标体系,并采用灾害熵易发性评估模型,确定不同成灾条件组合条件下泥石流易发程度;和/或,

3.根据权利要求1或2所述的一种基于实时降雨事件的小流域动态危险性评估方法,其特征在于,所述泥石流易发程度确定包括:

4.根据权利要求1或2所述的一种基于实时降雨事件的小流域动态危险性评估方法,其特征在于,所述泥石流灾害强度计算包括:

5.根据权利要求1或2所述的一种基于实时降雨事件的小流域动态危险性评估方法,其特征在于,所述实时降雨确定包括:

6.根据权利要求5所述的一种基于实时降雨事件的小流域动态危险性评估方法,其特征在于,所述小流域划分包括:

7.根据权利要求5所述的一种基于实时降雨事件的小流域动态危险性评估方法,其特征在于,所述暴雨中心算法包括:

8.一种基于实时降雨事件的小流域动态危险性评估装置,其特征在于,包括:

9.一种电子设备,其特征在于,包括:

10.一种可读存储介质,其特征在于,所述可读存储介质上存储有计算机指令;其中,所述计算机指令被处理器执行时,实现权利要求1至7中任意一项所述的方法。

...

【技术特征摘要】

1.一种基于实时降雨事件的小流域动态危险性评估方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种基于实时降雨事件的小流域动态危险性评估方法,其特征在于,所述泥石流易发程度确定中,结合研究区背景环境条件,确定孕灾本底因素,构建泥石流易发性指标体系,并采用灾害熵易发性评估模型,确定不同成灾条件组合条件下泥石流易发程度;和/或,

3.根据权利要求1或2所述的一种基于实时降雨事件的小流域动态危险性评估方法,其特征在于,所述泥石流易发程度确定包括:

4.根据权利要求1或2所述的一种基于实时降雨事件的小流域动态危险性评估方法,其特征在于,所述泥石流灾害强度计算包括:

5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:邹强周斌蒋虎周文韬
申请(专利权)人:中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所
类型:发明
国别省市:

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