【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于水工程對暴雨影響的評估，具體涉及一種水利工程全生命周期除澇效果評估方法。
技術介紹
1、河道水利工程的主要任務是減少洪水災害、保護國家和人民生命財產安全。同時，水利工程還包含一部分的除澇功能，當遭遇暴雨時，及時將雨水引入河道，最大程度地減少陸地積水，便能減少暴雨對人民群眾生命和財產安全的損害。除澇效果的本質是河道治理工程實施前后暴雨造成的經濟、生命等損失之差，以減少的經濟、生命損失來衡量。
2、目前，主流的水利工程除澇效果評價方法通常選取工程建設后的某一年作為基準年，利用該年度的經濟數據、人口信息以及暴雨情況來計算工程的除澇效果。然而，這種評價方法僅限于基準年的情況，未能全面反映水利工程在其全生命周期內的綜合除澇效果。事實上，水利工程的運行貫穿整個生命周期，各個階段的除澇效益可能隨著時間、環境和社會經濟條件的變化而發生顯著波動。因此，單純基于基準年的評價方法存在局限性，無法全面和動態地反映工程的長期效益。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種水利工程全生命周期除澇效果風險評估方法，解決現有技術中以水利工程建設后的某一年作為基準年，利用該年度的經濟數據、人口信息以及暴雨情況來評價工程的除澇效果，未能全面反映水利工程在其全生命周期內的綜合除澇效果的技術問題。
2、為了解決上述技術問題，本專利技術采用如下技術方案實現：
3、一種基于全生命周期的水利工程除澇效果評價方法，包括如下步驟：
4、步驟s1：通過水動力模擬軟件
5、步驟s2：計算各重現期暴雨在建設水利工程前后，對研究區域所造成的經濟、生命損失；
6、步驟s3：通過頻率法結合經濟損失和生命損失，計算水利工程基準年除澇效果；
7、步驟s4：利用水利工程基準年除澇效果，結合研究區域的經濟、人口變化系數計算水利工程全生命周期中每一年的除澇效果。
8、進一步優化，所述步驟s1中，具體包括如下步驟：
9、步驟s1.1：從bigmap軟件中提取研究區域的邊界數據，從地理空間數據云中獲取研究區域高程，利用水動力模擬軟件對模擬區域進行網格劃分；
10、步驟s1.2：在水動力模擬軟件中，對研究區域添加不同重現期的降雨，不同重現期分暴雨等級及頻率如表1所示；
11、表1重現期分暴雨等級及發生頻率
12、
13、步驟s1.3：在研究區域河道網格的出口設置相應的出口流量，并根據水利工程的設計要求，在河道的不同位置設置閘門，以此來模擬不同重現期的暴雨下，研究區域在工程前后每個網格的最大淹沒水深和最大流速，得到研究區域在不同降雨級別下的洪水淹沒模擬結果。
14、進一步優化，所述步驟s2中，計算各重現期暴雨在建設水利工程前后對研究區域所造成的經濟、生命損失，具體包括：
15、步驟s2.1:計算建設水利工程前不同級別暴雨造成的損失，包括經濟損失和生命損失，具體為：
16、步驟s2.1.1:級別為rj的暴雨造成的經濟損失n前j，包括直接經濟損失l前j和間接經濟損失m前j，即n前j＝l前j+m前j；
17、其中，直接經濟損失采用如下公式(1)計算；
18、
19、上式中：l前j為建設水利工程前級別為rj的暴雨導致研究區域產生的直接經濟損失；r前ji為建設水利工程前第i個網格單元在級別為rj的暴雨中的經濟損失率；v前ji為建設水利工程前第i個網格單元的經濟價值，n表示研究區域被劃分為n個網格單元，j＝1,2,3,4,5。
20、間接經濟損失采用如下公式(2)計算；
21、m前j＝l前j·a??????????????????????????(2)
22、上式中，m前j為建設水利工程前級別為rj的暴雨導致研究區域產生的間接經濟損失；a為換算系數，取16％。
23、步驟s2.1.2:計算建設水利工程前不同級別暴雨造成研究區域的生命損失，采用如下公式(3)計算：
24、
25、上式中：lol前j為建設水利工程前級別為rj的暴雨導致研究區域產生的生命損失；loljmin和loljmax分別為建設水利工程前在級別為rj的暴雨中中生命損失區間值的下界和上界；par前ji表示建設水利工程前在級別為rj的暴雨中研究區域第i個網格單元的洪水淹沒范圍內風險人口數量，f前ji表示建設水利工程前在級別為rj的暴雨中主要因素造成研究區域第i個網格單元的生命損失死亡率區間；c是由次要影響因素引起的修正系數。
26、步驟s2.2:計算建設水利工程后不同級別暴雨造成的損失
27、采用與步驟s2.1.1中相同的方法分別計算建設水利工程后級別為rj的暴雨導致研究區域產生的直接經濟損失l后j和間接經濟損失m后j，得到建設水利工程后級別為rj的暴雨導致研究區域產生的經濟損失n后j＝l后j+m后j。
28、同樣，采用與步驟s2.1.2中相同的方法計算建設水利工程后級別為rj的暴雨導致研究區域產生的lol后j。
29、進一步優化，所述步驟s2.1中，不同網格單元的經濟損失率根據研究區域的該網格單元對應的承災體類型來確定，不同的承災體類型對應的不同的損失率曲線，將選取的時間年份帶入到對應的損失率曲線中，即可得出對應的網格單元、該年的經濟損失率。
30、通過查閱現有文獻，獲得研究區域的損失率曲線。
31、進一步優化，所述步驟s2.1.1中，網格單元的經濟價值通過如下方式獲得，具體為：
32、首先，在每個網格單元中添加其地理位置、行業分類、承災體類型、淹沒水深信息，形成空間信息格網。
33、其次，以研究區域所在城市的統計年鑒數據為基礎，在考慮研究區域社會經濟貢獻程度的基礎上對經濟數據進行空間化，從而完成經濟數據空間分布；經濟數據空間化后，每個網格單元同時兼有“經濟價值”、“水深”、“承災體種類”和“行業類型”等多種信息，則確定了每個網格經濟價值。
34、進一步優化，所述步驟s2.1.2中，通過gis軟件，將研究區域所在城市該年人口密度分布圖與建設水利工程前各重現期暴雨淹沒模擬結果圖進行疊加處理，統計淹沒區域內各網格單元的淹沒面積和人口密度，確定建設水利工程前在級別為rj的暴雨中研究區域第i個網格單元的洪水淹沒范圍內風險人口數量par前ji。
35、同理，根據上述方法確定建設水利工程后在級別為rj的暴雨中研究區域第i個網格單元的洪水淹沒范圍內風險人口數量par后ji。
36、進一步優化，所述步驟s2.1.2中，影響生命損失死亡率主要取決于工程建設前后暴雨所造成的洪水嚴重程度，洪水嚴重程度由洪水最大淹沒水深和洪水最大流速確定，如公式(4)所示；
37、sfji＝dji×vji????(4)
38、上式中：sfji表示在級別為rj的暴雨中研究本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于全生命周期的水利工程除澇效果評價方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于全生命周期的水利工程除澇效果評價方法，其特征在于，所述步驟S1中，具體包括如下步驟：
3.根據權利要求2所述的基于全生命周期的水利工程除澇效果評價方法，其特征在于，所述步驟S2中，計算各重現期暴雨在建設水利工程前后對研究區域所造成的經濟、生命損失，具體包括：
4.根據權利要求3所述的基于全生命周期的水利工程除澇效果評價方法，其特征在于，所述步驟S2.1中，不同網格單元的經濟損失率根據研究區域的該網格單元對應的承災體類型來確定，不同的承災體類型對應的不同的損失率曲線，將選取的時間年份帶入到對應的損失率曲線中，即可得出對應的網格單元、該年的經濟損失率；
5.根據權利要求4所述的基于全生命周期的水利工程除澇效果評價方法，其特征在于，所述步驟S2.1.1中，網格單元的經濟價值通過如下方式獲得，具體為：
6.根據權利要求5所述的基于全生命周期的水利工程除澇效果評價方法，其特征在于，所述步驟S2.1.2中，通過GIS軟件，將研究
7.根據權利要求6所述的基于全生命周期的水利工程除澇效果評價方法，其特征在于，所述步驟S2.1.2中，影響生命損失死亡率主要取決于工程建設前后暴雨所造成的洪水嚴重程度，洪水嚴重程度由洪水最大淹沒水深和洪水最大流速確定，如公式(4)所示；
8.根據權利要求7所述的基于全生命周期的水利工程除澇效果評價方法，其特征在于，所述步驟S3中，計算水利工程基準年除澇效果，具體包括：
9.根據權利要求8所述的基于全生命周期的水利工程除澇效果評價方法，其特征在于，所述步驟S4中，將基準年的經濟除澇效果與預測的經濟變化系數αk相結合，得到全生命周期內任一年的經濟除澇效果，如公式(12)所示；
10.根據權利要求9所述的基于全生命周期的水利工程除澇效果評價方法，其特征在于，利用AMIRA模型預測的研究區域在水利工程全生命周期中每一年的經濟數據，將每一年的經濟數據與上一年的經濟數據相對比，得到研究區域的經濟數據變化系數αk；
...【技術特征摘要】
1.一種基于全生命周期的水利工程除澇效果評價方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于全生命周期的水利工程除澇效果評價方法，其特征在于，所述步驟s1中，具體包括如下步驟：
3.根據權利要求2所述的基于全生命周期的水利工程除澇效果評價方法，其特征在于，所述步驟s2中，計算各重現期暴雨在建設水利工程前后對研究區域所造成的經濟、生命損失，具體包括：
4.根據權利要求3所述的基于全生命周期的水利工程除澇效果評價方法，其特征在于，所述步驟s2.1中，不同網格單元的經濟損失率根據研究區域的該網格單元對應的承災體類型來確定，不同的承災體類型對應的不同的損失率曲線，將選取的時間年份帶入到對應的損失率曲線中，即可得出對應的網格單元、該年的經濟損失率；
5.根據權利要求4所述的基于全生命周期的水利工程除澇效果評價方法，其特征在于，所述步驟s2.1.1中，網格單元的經濟價值通過如下方式獲得，具體為：
6.根據權利要求5所述的基于全生命周期的水利工程除澇效果評價方法，其特征在于，所述步驟s2.1.2中，通過gis軟件，將研究區域所在城市該年人口密度分布圖與建設水利工程前各重現...
【專利技術屬性】
技術研發人員：葛巍，張鳳祥，吳梅梅，張亞東，應越紅，李宗坤，楊金順，郝二峰，殷峰，宋歌，于修勝，趙光輝，
申請(專利權)人：鄭州大學，
類型：發明
國別省市：
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