一种淤地坝防洪预警方法与系统

本发明属于气象与地质灾害预警，涉及降雨条件下的淤地坝防洪安全，特别涉及一种淤地坝防洪预警方法与系统。

背景技术：

1、淤地坝作为一种行之有效的水土保持工程措施，广泛分布在丘陵沟壑区，在控制沟道侵蚀、拦蓄泥沙、蓄水保土、改善生态环境等方面发挥了十分重要的作用。特别是在区域极端天气频发，暴雨事件概率增加的背景下，淤地坝抵御极端降雨洪涝灾害，减少沟道入黄泥沙，保障防洪安全方面的作用更加明显。

2、与此同时，面对洪水溃坝的威胁，为了保证淤地坝能够安全运行，现有技术对淤地坝的建设和管理给出了许多建议，然而，由于淤地坝的安全始终是相对的，不安全才是绝对的。因此，除了采取工程措施预防溃坝灾害发生，更应该及早做好相应的预警工作。经过调研，现有的淤地坝管理还存在信息化水平不高、预警机制不健全的问题。

3、传统的防洪预警手段，大多数在20世纪70-80年建立，几乎都是依靠人工手段亲自测量各项指标，极大程度上影响到防洪预警危险评估的精确度。同时由于各地的地形错综复杂、水土条件不同，导致淤地坝防洪预测难以形成标准与规范，缺乏统一的管理，造成了资源浪费。

4、最新的一些防洪预警手段，初步建立了防洪预警的响应机制，但是仍有一些不足，主要是仅利用机器测量代替了人工测量，将统计的预警系统信息录入电脑中进行计算。但是，还是缺乏系统、科学的分析，难以建立一套高效、精确、可操作性高的防洪预警系统。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种淤地坝防洪预警方法与系统，以进一步提高淤地坝防洪预警的智能水平和可操作性。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、一种淤地坝防洪预警方法，包括如下步骤：

4、步骤1，选取水文风险、运行风险和工程风险，构建淤地坝防洪风险评价体系；所述水文风险的指标包括水面到坝顶的距离c1以及有无溢洪道c2；所述运行风险的指标包括剩余淤积年限c3、剩余淤积库容c4以及有无防汛预案c5；所述工程风险的指标包括基础防渗质量c6、坝体防渗质量c7、填筑质量c8、坝肩渗漏c9以及坝体及防渗体渗漏c10；

5、步骤2，获取淤地坝实时水位，以获取指标c1；

6、步骤3，确定各类所述指标的影响因子和划分防洪预警等级；所述影响因子，是所述指标对淤地坝防洪风险的影响大小；将所述影响因子通过加权、归一化得到综合防洪风险得分；确定防洪预警等级。

7、本发明还提供了一种淤地坝防洪预警系统，包括：

8、指标输入单元，所述指标包括水面到坝顶的距离c1、有无溢洪道c2、剩余淤积年限c3、剩余淤积库容c4、有无防汛预案c5、基础防渗质量c6、坝体防渗质量c7、填筑质量c8、坝肩渗漏c9以及坝体及防渗体渗漏c10；

9、处理单元，获取淤地坝实时水位，以获取指标c1；确定各类指标的影响因子和划分防洪预警等级；所述影响因子，是所述指标对淤地坝防洪风险的影响大小；将所述影响因子通过加权、归一化得到综合防洪风险得分；确定防洪预警等级；

10、预警单元，根据所述防洪预警等级，输出不同的预警信号。

11、与现有方法相比，本发明的有益效果在于使淤地坝防洪预警的操作步骤清晰化，并提高了其智能化；此外，本发明给出一种在降雨条件下测算淤地坝实时水位的简化方法，有效提升淤地坝防洪预警的可操作性。

技术特征：

1.一种淤地坝防洪预警方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述淤地坝防洪预警方法，其特征在于，所述有无溢洪道c2、剩余淤积年限c3、剩余淤积库容c4以及有无防汛预案c5，通过淤地坝工程信息得到；所述工程风险的指标包括基础防渗质量c6、坝体防渗质量c7、填筑质量c8、坝肩渗漏c9以及坝体及防渗体渗漏c10，通过淤地坝信息管理系统搜集得到；有无溢洪道c2和有无防汛预案c5的取值为0或9，0代表无，9代表有；其余指标在0～9的取值区间内取值；各项指标的取值越大，表明该指标对防洪安全越不利。

3.根据权利要求1所述淤地坝防洪预警方法，其特征在于，所述淤地坝实时水位的获取方法包括：

4.根据权利要求3所述淤地坝防洪预警方法，其特征在于，所述步骤2.2，试算流程如下：

5.根据权利要求3所述淤地坝防洪预警方法，其特征在于，所述步骤2.3，淤地坝实时库容w计算公式如下：

6.根据权利要求3所述淤地坝防洪预警方法，其特征在于，所述步骤3，确定各类指标的影响因子和划分防洪预警等级的方法如下：

7.一种淤地坝防洪预警系统，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述淤地坝防洪预警系统，其特征在于，所述指标输入单元为计算机录入设备，或为手持录入设备，c2～c10为直接录入的指标，或者，通过淤地坝工程信息系统提取c2～c5，通过淤地坝信息管理系统提取c6～c10，所述指标输入单元与所述处理单元连接，将指标c2～c10输入处理单元；所述各类指标的影响因子根据得到的防洪预警等级与实际防洪风险的对比，迭代更新。

9.根据权利要求7所述淤地坝防洪预警系统，其特征在于，还包括分布于淤地坝范围内的若干传感器，分别用于采集：

10.根据权利要求7所述淤地坝防洪预警系统，其特征在于，所述处理单元为本地计算机，所述预警单元包括本地预警单元和分布式预警单元，所述本地预警单元与处理单元直接有线连接，设置于控制室，所述分布式预警单元与处理单元通过有线或无线方式连接，设置于淤地坝影响范围内的有人居住点。

技术总结
一种淤地坝防洪预警方法，选取水文风险、运行风险和工程风险，构建淤地坝防洪风险评价体系；水文风险指标包括水面到坝顶的距离C<subgt;1</subgt;以及有无溢洪道C<subgt;2</subgt;；运行风险指标包括剩余淤积年限C<subgt;3</subgt;、剩余淤积库容C<subgt;4</subgt;以及有无防汛预案C<subgt;5</subgt;；工程风险指标包括基础防渗质量C<subgt;6</subgt;、坝体防渗质量C<subgt;7</subgt;、填筑质量C<subgt;8</subgt;、坝肩渗漏C<subgt;9</subgt;以及坝体及防渗体渗漏C<subgt;10</subgt;；获取淤地坝实时水位，以获取指标C<subgt;1</subgt;；确定各类指标的影响因子和划分防洪预警等级；影响因子，是指标对淤地坝防洪风险的影响大小；将影响因子通过加权、归一化得到综合防洪风险得分；确定防洪预警等级。本发明还提供了一种淤地坝防洪预警系统，可使淤地坝防洪预警的操作步骤清晰化，并提高了其智能化。

技术研发人员：刘广文,刘利民,王永生,许志伟
受保护的技术使用者：内蒙古工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12