一种基于灾损曲线和水动力模型的居民建筑损失计算方法技术

一种基于灾损曲线和水动力模型的居民建筑损失计算方法，属于市政工程技术领域。首先依据家庭收支数据划分城市居民收入阶层，评估不同收入阶层家庭室内财产的种类和数量，采用合成曲线法建立相应的建筑灾损曲线，包括室内财产损失曲线、房屋结构曲线；其次依据城市排水管网、地形高程、河湖水系等数据，构建一维管网模型、地表产汇流模型、二维地表漫流模型并耦合得到城市内涝模型，并进行率定及验证；最后基于城市内涝模型采用灾损曲线计算研究区不同设计降雨情景下的居民建筑损失，从而得到研究区损失分布情况。本发明专利技术能够突破传统灾损曲线构建方法的局限性，利用灾损曲线与水动力模型结合的方法评估损失，该方法有助于提高损失计算效率和精度。失计算效率和精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于灾损曲线和水动力模型的居民建筑损失计算方法


[0001]本专利技术属于市政工程
，是一种充分考虑实际损失情况的洪涝灾害损失计算方法，尤其是灾损曲线构建过程中细化不同收入阶层室内财产种类及数量的方法。

技术介绍

[0002]构建灾损曲线是城市洪涝灾害损失评估的关键步骤，其构建结果对城市洪涝灾害损失精度有较大影响。近年来由于排水系统能力不足，城区地势低洼，城市下垫面不透水面积上升等问题，排水系统负担较重，城市洪涝灾害频发。建筑损失是洪水灾害评估中重要的一部分，建筑损失又包括室内财产损失和房屋结构损失，构建灾损曲线是洪涝损失评估的重要非工程措施之一。鉴于我国缺乏历史灾害数据以及洪水保险不完善的现状，利用合成曲线法构建灾损曲线最为合适，合成曲线法能够有效解决历史灾情数据缺失的问题。
[0003]当前基于水动力模型方法进行洪涝模拟被广泛使用，可以得到精度良好的城市内涝淹没情况，输出淹没深度、淹没历时、淹没面积等强度指标，因此建立适应城市地区的一维、二维耦合模型是当今城市内涝风险评估要求下的必然趋势。水动力模型可以模拟不同设计降雨情景情况，输出淹没水深、淹没面积等数据，可与灾损曲线结合，计算得出不同重现期的损失情况。因此，将灾损曲线和水动力模型相结合的洪涝灾害损失评估方法，能够高效、准确计算淹没损失，提高城市居民建筑洪涝灾害损失计算的精度。

技术实现思路

[0004]为解决城市居民建筑洪涝灾害损失计算低效、不精确问题，提出一种基于灾损曲线和水动力模型的城市居民建筑洪涝灾害损失计算方法，有助于提高居民建筑洪涝灾害损失计算效率及精度。
[0005]一种基于灾损曲线和水动力模型的城市居民建筑洪涝灾害损失计算方法，包括建筑灾损曲线构建(室内财产灾损曲线、墙面灾损曲线、地板灾损曲线)、城市内涝模型构建和内涝损失计算；具体实现方法如下：
[0006]1)依据收入阶层对室内财产、房屋结构的种类及数量进行分析，依次构建不同收入家庭的室内财产灾损曲线、墙面灾损曲线、地板灾损曲线，具体步骤为：
[0007]①
收入等级划分：根据统计年鉴中的内容，将家庭收支按相对收入等距划分为5收入阶层：20％低收入户、20％中低收入户、20％中收入户、20％中高收入户以及20％高收入户；
[0008]②
室内财产分类及估价：根据已有研究以及实际调查，将内部财产分为五大类：家用电器、主要家具、数码设备、娱乐器材、日用消费品。参照中国家电网、万维家电网等网站以及中国市场调查研究中心零售监测数据库每月数据，先将各财产的价格区间划分为五类，然后根据不同价格水平的关注人数估计财产价格，根据统计年鉴中家庭耐用品百户拥有量，确定各收入阶层的财产拥有类型以及数量。
[0009]③
确定各类财产在不同水深下的损失值：根据各内部财产的摆放高度和受淹情
况，确定每类财产在各水深下的维修或者换新值即为损失值。由于国内室内财产摆放高度差异不大，所以根据相关研究以及实际情况确定取值。将该水深下所有损失值相加即可得到该水深的淹没总损失值。
[0010]④
生成曲线：从室内地面开始，以0.1米作为间距，以水深为横坐标，淹没总损失值为纵坐标，即可建立不同收入家庭的室内财产水深
‑
损失值曲线。
[0011]⑤
估算重新粉刷墙面及铺装地板费用：参考研究区当地的涂料价格及粉刷人工费、地板价格及铺装人工费，首先将涂料价格及粉刷人工费、地板价格及铺装人工费划分为五个价位水平，五个价位水平对应五个收入阶层，然后将涂料价格及粉刷人工费、地板价格及铺装人工费换算成每平方米的价格，最后涂料价格及与粉刷人工费、地板价格与铺装人工费相加得到每平方米粉刷墙面价格、铺装地板价格，即墙面损失值、地板损失值。
[0012]⑥
计算不同水深下的单位面积损失值：墙面损失及地板损失均需扣除卫生间和厨房面积，墙面损失计算公式：D1＝0.68/3
×
S
×
M1×
H，式中，D1为墙面损失值(元)；S为建筑面积(m2)；M1为粉刷墙面费用(元/m2)；H为淹没水深(m)。地板损失计算公式：D2＝0.68
×
S
×
M2，式中，D2为地板损失值为(元)；M2为铺地板费用(元/m2)；S为建筑面积(m2)。
[0013]⑦
生成曲线：从室内踢脚线高度开始，以水深0.1m作为间距，水深H(m)为横坐标，墙面单位面积损失D1/S(元/m2)为纵坐标即可得到墙面的水深
‑
单位面积损失曲线；从室内地面开始，以水深0.1m作为间距，水深H(m)为横坐标，地板单位面积损失值D2/S为(元/m2)纵坐标即可得到地板的水深
‑
单位面积损失曲线；
[0014]2)依据流域范围、城市管网、地形高程等基础数据，构建了一维管网模型、地表产汇流模型和二维地表漫流模型，耦合模拟得到城市内涝模型，并进行率定及验证；
[0015]3)内涝损失计算：在城市内涝模型中模拟不同设计降雨情景，输出淹没水深、淹没面积等数据，结合步骤1)所得建筑灾损曲线，计算不同重现期的居民建筑损失值，并进一步体现出建筑损失分布图。
[0016]进一步的，步骤1)室内财产划分了五大类型，各类型又要再次细化。
[0017]进一步的，步骤2)房屋结构分为墙面及地板，由于淹没高度不同需要各自进行计算，分别构建灾损曲线。
[0018]进一步的，步骤3)刷漆面积及铺装地板面积均等于室内面积减去厨房面积和卫生间面积，室内面积为建筑面积的85％，厨房和卫生间面积为室内面积的20％。
[0019]进一步的，步骤4)对构建好的模型进行率定和验证，是利用实测降雨淹没范围与模拟淹没范围进行对比。
[0020]本专利技术产生的有益效果是：本专利技术结合了灾损曲线和水动力模型，采用合成曲线法构建灾损曲线，突破了缺乏历史灾害数据的局限性，弥补了洪水保险不完善的现实问题。利用内涝模型可以模拟多种设计降雨情景的淹没情况。与传统单一损失计算方法相比，结果精度更高，节省工作量，大大提高效率。
附图说明
[0021]图1为室内财产水深
‑
损失值曲线；
[0022]图2为墙面灾损曲线；
[0023]图3为地板灾损曲线；
[0024]图4为排水管网分布图；
[0025]图5为率定降雨淹没范围与模拟计算对比图；
[0026]图6为不同重现期各收入阶层损失柱状图；
[0027]图7为十年一遇暴雨重现期居民建筑损失分布图；
具体实施方式
[0027]下面结合实施例对本专利技术做进一步说明，但本专利技术并不限于以下实施例实施例1：
[0028]以石家庄市中心城区为例，该研究区域面积223.49平方公里，涵盖了907条主干管，经过处理后，得到455个出水口，78051根管段，78106个管网节点，管段总长1182.2公里，汇水区77651个。分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于灾损曲线和水动力模型的居民建筑损失计算方法，其特征在于，包括建筑灾损曲线构建、城市内涝模型构建和内涝损失计算，其中建筑灾损曲线包括室内财产灾损曲线、墙面灾损曲线、地板灾损曲线；具体实现方法如下：1)依据收入阶层对室内财产、房屋结构的种类及数量进行分析，依次构建不同收入家庭的室内财产灾损曲线、墙面灾损曲线、地板灾损曲线，具体步骤为：
①
收入等级划分：根据统计年鉴中的内容，将家庭收支按相对收入等距划分为5收入阶层：20％低收入户、20％中低收入户、20％中收入户、20％中高收入户以及20％高收入户；
②
室内财产分类及估价：根据已有研究以及实际调查，将内部财产分为五大类：家用电器、主要家具、数码设备、娱乐器材、日用消费品；参照中国家电网、万维家电网等网站以及中国市场调查研究中心零售监测数据库每月数据，先将各财产的价格区间划分为五类，然后根据不同价格水平的关注人数估计财产价格，根据统计年鉴中家庭耐用品百户拥有量，确定各收入阶层的财产拥有类型以及数量；
③
确定各类财产在不同水深下的损失值：根据各内部财产的摆放高度和受淹情况，确定每类财产在各水深下的维修或者换新值即为损失值。由于国内室内财产摆放高度差异不大，所以根据相关研究以及实际情况确定取值；将该水深下所有损失值相加即可得到该水深的淹没总损失值；
④
生成曲线：从室内地面开始，以0.1米作为间距，以水深为横坐标，淹没总损失值为纵坐标，即可建立不同收入家庭的室内财产水深
‑
损失值曲线；
⑤
估算重新粉刷墙面及铺装地板费用：参考研究区当地的涂料价格及粉刷人工费、地板价格及铺装人工费，首先将涂料价格及粉刷人工费、地板价格及铺装人工费划分为五个价位水平，五个价位水平对应五个收入阶层，然后将涂料价格及粉刷人工费、地板价格及铺装人工费换算成每平方米的价格，最后涂料价格及与粉刷人工费、地板价格与铺装人工费相加得到每平方米粉刷墙面价格、铺装地板价格，即墙面损失值、地板损失值；
⑥
计算不同水深下的单位面积损失值：墙面损失及地板损失均需...

【专利技术属性】
技术研发人员：王昊，李慧，初祁，周晋军，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：