一种无资料条件下蓄滞洪区内电力工程洪水估算方法技术

本发明专利技术公开了一种无资料条件下蓄滞洪区内电力工程洪水估算方法，属于电力工程的水文条件勘查领域，包括以下步骤：确定电力工程所处蓄滞洪区作为研究区域，利用卫片影像得到蓄滞洪区的基本地形空间分布规律与地貌特征并形成地形参数；地形参数与免费的DEM数据源对比分析，确定采用的数据源类型；设计洪水过程，确定边界洪水条件；提取DEM数据源中覆盖整个蓄滞洪区的全部地面坐标和高程点；采用数值模型对洪水演进形势进行模拟计算；获取无资料条件下蓄滞洪区内电力工程的水文条件进行电力工程设计。本发明专利技术改变了以往的资料获取途径，解决无资料条件下电力工程进行模拟洪水演进的数值模型技术所需输入的边界条件成本高的问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
一种无资料条件下蓄滞洪区内电力工程洪水估算方法


[0001]本专利技术涉及电力工程的水文条件勘查领域，尤其是一种无资料条件下蓄滞洪区内电力工程洪水估算方法，用于无资料条件下对电力工程的洪水的预测。

技术介绍

[0002]由于当前土地资源紧张，受土地资源的限制，许多电力规划建设的工程地点不得不选在蓄滞洪区、行洪区或洪泛区等地势低洼地区，水文条件的设计成果直接影响到电力工程的安全性和经济性。输发变电工程的防排洪设计，需根据工程所在位置的洪水情势及工程设计标准，确定设计水文条件，如洪峰流量、水位、淹深、洪水总量和过程线等。依据水文成果，分析计算工程的建筑结构荷载，如工程基础结构、埋深、加高，工程主体结构、高度、防排洪能力等。除现场查勘、搜资，数值计算是帮助进行定量分析的必要手段，调查和计算成果的相互验证可以大大提高设计的安全性，进而保障电力工程设施安全可靠的运行。
[0003]然而，虽然数值模型能够提供丰富、精确的洪水信息，但其分析计算过程所需的资料数据量较大，搜资和处理的各类成本高昂是模型的主要缺点。矢量化的数字地形图是洪水计算所需的首要基础资料，通常依靠现场地物测绘或购买等形式，由于该资料不公开出售，采购申请程序繁琐，价格也执行严格的标准。根据所需地图比例尺、地物精细程度、成图时间的不同，费用差距较大。通常所涉及的蓄滞洪区等研究区域范围较大，因此购买总费用高昂。若没有采购途径，依靠测量人员通过传统地面测绘的形式获取，则人工、交通、设备、食宿等费用加起来，成本比直接购买高出不少，所需消耗的人力和时间代价更是高昂。此外模型边界的洪水出入流条件，如水位、流量过程等获取也较为困难，大多属于不经公开的内部成果，通常需通过水利部门取得。
[0004]为了解决模拟洪水演进的数值模型技术所需输入的边界条件成本较高这一难点。在缺乏部分资料时，研究提出相应的处理办法。在工程前期阶段，满足一定设计精度的条件下，突破无资料的限制，通过模拟洪水演进来分析和掌握电力工程周围的洪水态势和淹没状况，辅助项目对水文情势进行初步判断，所得到的成果能够用于专业人员开展蓄滞洪区等地势低洼地区内电力工程的前期水文条件分析工作。

技术实现思路

[0005]本专利技术需要解决的技术问题是提供一种无资料条件下蓄滞洪区内电力工程洪水估算方法，用于解决无资料条件下电力工程进行模拟洪水演进的数值模型技术所需输入的边界条件成本高的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
[0007]一种无资料条件下蓄滞洪区内电力工程洪水估算方法，包括以下步骤：
[0008]S1、确定电力工程所处蓄滞洪区作为研究区域，利用卫片影像得到蓄滞洪区的基本地形空间分布规律与地貌特征并形成地形参数；
[0009]S2、根据S1所得的地形参数与免费的DEM数据源精度对比分析，确定采用的DEM数
据源的类型；所述DEM数据源包括SRTM C波段数据、ASTER GDEM数据、DLR的SRTM X波段数据和GMTED2010数据；
[0010]S3、设计洪水过程，确定边界洪水条件；
[0011]S4、通过专业地形数据处理工具提取S2中确定的DEM数据源类型中覆盖整个研究区域的全部地面坐标和高程点；
[0012]S5、将S3中所得边界洪水条件和S4所得全部地面坐标和高程点输入MIKE21数值模型，对洪水演进形势进行模拟计算，获得完整的水文条件；
[0013]S6、依据S5中获取的无资料条件下蓄滞洪区内电力工程的水文条件进行电力工程设计。
[0014]本专利技术技术方案的进一步改进在于：S3中，设计洪水过程，确定边界洪水条件具体步骤如下：
[0015]S3.1对于研究区域有实测径流资料及调查成果的，直接采用自身典型洪水过程，确定洪水边界条件；
[0016]S3.2对于无实测径流资料及调查成果的，利用S2中确定的DEM数据源作为基础地形数据，和暴雨参数间接设计洪水；具体包括以下步骤：
[0017]S3.2.1推求设计暴雨,求得不同历时的雨量系列后,进行频率计算,推求设计暴雨量,然后根据典型暴雨过程进行放大,求得设计暴雨过程；所述暴雨过程利用历史降水、暴雨图集或地方水文手册中的暴雨成果内容和计算得出；
[0018]S3.2.2设计暴雨时，对地面径流、壤中径流和地下径流进行产流计算；所述产流计算结合电力工程水文气象计算手册、地方水文成果以及现场实际下垫面情况共同得出；
[0019]S3.2.3对产生的径流汇集到河网后自上游至下游流动，形成流域出口流量进行汇流计算；所述汇流计算结合电力工程水文气象计算手册、地方水文成果以及现场实际下垫面情况共同得出；
[0020]S3.2.4确定无实测径流资料及调查成果下的洪水边界条件。
[0021]本专利技术技术方案的进一步改进在于：S4中，专业地形数据处理工具为Global Mapper。
[0022]本专利技术技术方案的进一步改进在于：S4中，所述专业地形数据处理工具提取全部地面坐标和高程点时采用西安80大地坐标系、高斯3度带投影和高程基准为WGS84定义的似大地水准面。
[0023]本专利技术技术方案的进一步改进在于：S5中，对洪水演进形势进行模拟计算，具体包括以下步骤：
[0024]S5.1网格创建；
[0025]S5.2公路铁路桥涵隧道按模型内各类构筑物进行设置；
[0026]S5.3选定模拟算法、时间步长参数；
[0027]S5.4运行得到完整洪水过程。
[0028]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述S5.1中，网格创建根据S3中确定的边界洪水条件和S4中提取的全部地面坐标和高程点数据创建。
[0029]本专利技术技术方案的进一步改进在于：S5中，所述水文条件包括水位、淹深、流速、历时、淹没范围信息。
[0030]由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的技术进步是：
[0031]1、本专利技术通过采用相对容易获取、覆盖范围较广的全球DEM对蓄滞洪区进行分析和比较，能够提高基础地形数据的精度。
[0032]2、本专利技术利用全球DEM数据、雨洪关系来确定无实测径流资料及调查成果的洪水边界条件，解决模拟洪水演进的数值模型技术所需输入的边界条件成本较高这一难点，并且相较以往需采取外业现场测绘或购买等形式获取流域的地形数据，以及需向水利行业获取其内部数据，极大的减小工程前期阶段对人力、物力、财力资源的投入。
[0033]3、本专利技术通过采用数值模型的方法进行洪水模拟研究，能够从时间和空间角度模拟洪水演进，确定不同时空下的水位、淹深、流速、历时、淹没范围信息，为电力工程的洪水防御提供科学合理的依据。
[0034]4、本专利技术通过应用MIKE21二维水动力模型，实现洪水演进模拟计算的便捷性与可靠性。
[0035]5、本专利技术通过结合DEM数据与数值模型的方法，来分析蓄滞洪区内电力工程的水文条件，依据水文成果，分析计算工程的建筑结构荷载，如工程基础结构、埋深、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无资料条件下蓄滞洪区内电力工程洪水估算方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、确定电力工程所处蓄滞洪区作为研究区域，利用卫片影像得到蓄滞洪区的基本地形空间分布规律与地貌特征并形成地形参数；S2、根据S1所得的地形参数与免费的DEM数据源精度对比分析，确定采用的DEM数据源的类型；所述DEM数据源包括SRTM C波段数据、ASTER GDEM数据、DLR的SRTM X波段数据和GMTED2010数据；S3、设计洪水过程，确定边界洪水条件；S4、通过专业地形数据处理工具提取S2中确定的DEM数据源类型中覆盖整个研究区域的全部地面坐标和高程点；S5、将S3中所得边界洪水条件和S4所得全部地面坐标和高程点输入MIKE21数值模型，对洪水演进形势进行模拟计算，获得完整的水文条件；S6、依据S5中获取的无资料条件下蓄滞洪区内电力工程的水文条件进行电力工程设计。2.根据权利要求1所述的一种无资料条件下蓄滞洪区内电力工程洪水估算方法，其特征在于：S3中，设计洪水过程，确定边界洪水条件具体步骤如下：S3.1对于研究区域有实测径流资料及调查成果的，直接采用自身典型洪水过程，确定洪水边界条件；S3.2对于无实测径流资料及调查成果的，利用S2中确定的DEM数据源作为基础地形数据，和暴雨参数间接设计洪水；具体包括以下步骤：S3.2.1推求设计暴雨,求得不同历时的雨量系列后,进行频率计算,推求设计暴雨量,然后根据典型暴雨过程进行放大,求得设计暴雨过程；所述暴雨过程利用历史降水、暴雨图集或地方水文手册中的暴雨成果内容和计算得出；S3.2.2设计暴雨时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王尧，丘海珊，曹秋会，王迟，刘俊峰，孙振阳，李兴凯，肖金强，娄会品，闫青，
申请(专利权)人：中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：