申请/专利权人：长江生态环保集团有限公司;武汉大学

申请日：2021-12-28

公开（公告）日：2024-06-11

公开（公告）号：CN114372685B

主分类号：G06Q10/0635

分类号：G06Q10/0635;G06Q50/26;G06F16/23;G06F16/29

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.11#授权;2022.05.06#实质审查的生效;2022.04.19#公开

摘要：本发明公开了一种基于SWMM模型的城市暴雨内涝风险评估方法，该方法克服了传统评估体系中未能充分考虑气候变化要素的缺点，在综合考虑气候变化与城市化水平对城市暴雨内涝影响的基础上，基于SWMM模型对不同气候变化和城市化水平进行模拟，定量评估不同情景下的城市暴雨内涝灾害影响，实现对城市暴雨洪水过程的有效模拟，实现对城市暴雨内涝灾害的控制与预测，实现对城市暴雨内涝灾害的风险管控与归因分析；本发明可为管理部门的工程运维、应急决策提供科学依据。

主权项：1.一种基于SWMM模型的城市暴雨内涝风险评估方法，它包括以下步骤：步骤S1：基础数据收集与处理：S101，收集研究区域的相关基础数据，包括：研究区域范围边界、数字高程模型（DEM）数据、雨量站点坐标位置和相应降水量观测时间序列、研究区域内蒸发量观测时间序列、研究区域土地利用数据、研究区管网数据、研究区水系分布、研究区河道水情以及河道地形数据；S102，收集研究区内的水利工程的数据，包括：工程位置、工程规模；S103，对收集的数据进行格式处理：对管网和水系进行概化，对土地利用进行切割和分配，根据河道地形进行河道断面提取；将各种序列数据处理成模型能够识别的格式；步骤S2：SWMM模型构建并开展参数率定：基于S1中收集与预处理的管网、土地利用、DEM、降雨量和蒸发基础数据，划分子汇水区，构建SWMM管网径流模型骨架，利用降雨数据作为驱动率定模型参数；步骤S3：气候变化和城市化水平情景构建：S301，选择CMIP6中的多种GCMs输出数据进行气候变化情景SSP-RCP的情景构建，情景中包括人口、经济发展、生态系统、资源、制度和社会因素还包括未来减缓、适应和应对气候变化所采取的努力措施；S302，根据城市化发展情景，结合研究区域总体规划方案，设定不同的SSP-USM参数，以模拟不同发展条件下城市可持续发展水平；S303，构建综合反映气候变化和城市化的具体情景，将SSP-RCP情景与SSP-USM情景相耦合；将耦合情景命名为SSPx-y，其中x指特定的SSP-RCP情景，y指特定的SSP-USM情景；同时选取未考虑气候变化和城市化影响的情景作为原始情景；步骤S4：暴雨内涝灾害风险评估：根据S3中所构建的气候变化和城市化水平综合情景SSPx-y作为边界输入到S2所构建的SWMM模型中进行模拟，计算不同情境下城市暴雨内涝演变过程，最终完成气候变化和城市化对城市内涝灾害的风险评估；具体方法如下：S401，根据SMI-P方法构建内涝灾害风险评价模型，评价模型分为目标层、准则层和指标层三个层面；目标层为内涝灾害风险指数，准则层包括致灾因子、孕灾环境和承灾体；致灾因子危险性指标包括溢流总量、溢流时长和最大溢流量；孕灾环境脆弱性指标包括地形高程和地形标准差；承灾体易损性指标包括土地利用类型及海绵城市建设完成度；S402，对选取的各类指标进行单指标量化的规范化处理；S403，通过层次分析法获取主观权重，通过熵权法获取客观权重，然后得到指标的权重；在权重计算完毕后将各指标的风险量化结果按权重相加，得到评价对象的风险指数；评价原理如下所示： ；式中，R为城市内涝灾害风险指数，Hi、Ej、Sk分别为计算H致灾因子危险性指数、E孕灾环境脆弱性指数、S承灾体易损性指数时，选取的第i、j、k个指标，XHi、XEj、XSk为对应的指标权重，A、B、C分别为H、E、S对应的指标权重；根据城市内涝灾害风险指数R的差异，将风险等级分为五级：低风险，[0,0.2]；较低风险，0.2,0.4]；中等风险，0.4,0.6]；较高风险0.6,0.8]和高风险0.8,1]。

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