本發(fā)明涉及一種基于網(wǎng)格化的洪水預(yù)測方法。

背景技術(shù)：

近年來，隨著全球氣候不斷變化、城市化進(jìn)程不斷急速、極端惡劣氣候頻繁出現(xiàn)，我國大中城市暴雨災(zāi)害頻繁發(fā)生，多年不遇的暴雨頻繁上演，城市洪澇災(zāi)害造成的損失越來越大、影響越來越深，已經(jīng)影響到我國城市經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展和人民群眾正常生活。防洪排澇已經(jīng)成為各個水利單位的主要任務(wù)，投入了大量的人力物力來減少災(zāi)害帶來的人員財產(chǎn)損失，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，基于GIS的防洪信息監(jiān)測與分析系統(tǒng)在國內(nèi)外發(fā)展迅速,通過洪水預(yù)報、雨洪分析和災(zāi)后評估實現(xiàn)防洪信息監(jiān)管與調(diào)度，因流域而異，具有明顯的地域特殊性，不可能套用其它流域的模型決策流程，所以需要針對不同的區(qū)域、地理環(huán)境等進(jìn)行網(wǎng)格化管理。其中洪水預(yù)報主要是以水位、雨量的過程曲線預(yù)報，且大多是依據(jù)“經(jīng)驗”來進(jìn)行宏觀的預(yù)測，當(dāng)流域范圍廣闊時，就會造成逐級向下游推演的誤差增大，對階段性洪水來不及預(yù)報。

目前這種防汛分析系統(tǒng)存在的主要問題有：

（1）現(xiàn)有的防汛分析系統(tǒng)能力遠(yuǎn)無法適應(yīng)城市暴雨突發(fā)頻發(fā)、城區(qū)雨洪匯流速度加快等城市洪澇災(zāi)害新特點，増大了城市面對洪澇災(zāi)害的脆弱性，給城市防洪排澇工作帶來很大的隱患，原有的防汛系統(tǒng)只是針對大范圍，沒有針對流域、地域等不同的防汛條件設(shè)定不同的監(jiān)管方式和預(yù)測預(yù)報模型等，沒有形成針對某一個區(qū)域的特定處置方案,監(jiān)管范圍的劃分還比較大,未能通過專業(yè)網(wǎng)格化管理，對防汛的管理對象進(jìn)行梳理分類并進(jìn)行編碼，未能實現(xiàn)防汛管理對象從目前的粗放式管理向數(shù)字化、精細(xì)化管理的轉(zhuǎn)變，使得為領(lǐng)導(dǎo)的輔助決策帶來許多不確定因素的影響，因此需要針對不同的區(qū)域、地理環(huán)境等進(jìn)行網(wǎng)格化管理，進(jìn)行實時、全面監(jiān)管，能時刻了解雨情、水情、工情等動態(tài)信息，實現(xiàn)對防洪內(nèi)澇信息的早發(fā)現(xiàn)、早報告、早預(yù)防和早處置，進(jìn)一步提升城市防訊管理水平和應(yīng)急調(diào)度處置能力。

（2）預(yù)報不準(zhǔn)確：日常實際降雨過程很多都是一波一波的，時大時小，而不是一直持續(xù)在某個雨量階段，而現(xiàn)有的洪水預(yù)報沒有根據(jù)降雨的這個特征進(jìn)行實時的預(yù)報，主要是以水位、雨量的整個過程曲線預(yù)報為主要依據(jù)，且預(yù)報時大多依據(jù)“經(jīng)驗”來進(jìn)行宏觀的預(yù)測，當(dāng)流域范圍廣闊時，就會造成逐級向下游推演的誤差增大，對階段性洪水來不及預(yù)報。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對以上不足之處，提供了一種基于網(wǎng)格化的洪水預(yù)測方法,實現(xiàn)洪水預(yù)報，提前進(jìn)行洪水災(zāi)情預(yù)警。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的方案是:一種基于網(wǎng)格化的洪水預(yù)測方法，包括以下步驟：

步驟S1：在特定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，形成一個以上的網(wǎng)格單元；

步驟S2：根據(jù)每個網(wǎng)格單元建立對應(yīng)的水文預(yù)報模型；

步驟S3：將在降雨區(qū)間內(nèi)，特定時間段內(nèi)累積降雨量達(dá)到某一特定值定義為波雨量；疊加在降雨區(qū)間內(nèi)不同時間段內(nèi)的波雨量，預(yù)測得到該網(wǎng)絡(luò)單元在該降雨區(qū)間內(nèi)的總降雨量；

步驟S4：根據(jù)每個網(wǎng)格單元內(nèi)的總降雨量，進(jìn)行洪水預(yù)報。

進(jìn)一步的，在步驟S1中，所述網(wǎng)絡(luò)劃分基于GIS平臺，根據(jù)行政區(qū)域進(jìn)行劃分形成不同的區(qū)域網(wǎng)格單元，再對每個區(qū)域網(wǎng)格單元按照河流區(qū)域、水庫區(qū)域進(jìn)行劃分，形成所述網(wǎng)格單元，并對每個網(wǎng)格單元進(jìn)行編號。

進(jìn)一步的，根據(jù)河流區(qū)域或者水庫區(qū)域的網(wǎng)格單元，建立對應(yīng)的河流水文預(yù)報模型和水庫水文預(yù)報模塊。

進(jìn)一步的，在步驟S4中，設(shè)定最小波雨量Xmin,最大波雨量Xmax，建立不同波雨量X與洪水之間的關(guān)系曲線，其中Xmin≤X≤Xmax，并且Xmin和Xmax大于0。

進(jìn)一步的，在所述步驟S4中，所述的洪水預(yù)報包括洪量、洪峰、洪峰到來時間和洪水過程。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下有益效果： 通過網(wǎng)格化劃分，針對不同水文、氣候、地貌特點，合理劃分模型類型，開發(fā)具有考慮不同特點的水文模型，保證預(yù)報模型準(zhǔn)確，實現(xiàn)對防汛信息的實時、全面監(jiān)管，能時刻了解雨情、水情、工情等動態(tài)信息，實現(xiàn)對防洪內(nèi)澇信息的早發(fā)現(xiàn)、早報告、早預(yù)防和早處置?；诓煌木W(wǎng)格劃分，將降雨劃分為集中的一波波的累積雨量，然后再進(jìn)行洪水預(yù)報，實現(xiàn)更精確的洪水預(yù)測預(yù)報。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明專利進(jìn)一步說明。

圖1為本發(fā)明實施例的洪水預(yù)報流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

如圖1所示，本實施例的一種基于網(wǎng)格化的洪水預(yù)測方法，包括以下步驟：

步驟S1：在特定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，形成一個以上的網(wǎng)格單元；

步驟S2：根據(jù)每個網(wǎng)格單元建立對應(yīng)的水文預(yù)報模型；

步驟S3：將在降雨區(qū)間內(nèi)，特定時間段內(nèi)累積降雨量達(dá)到某一特定值定義為波雨量；疊加在降雨區(qū)間內(nèi)不同時間段內(nèi)的波雨量，預(yù)測得到該網(wǎng)絡(luò)單元在該降雨區(qū)間內(nèi)的總降雨量；

步驟S4：根據(jù)每個網(wǎng)格單元內(nèi)的總降雨量，進(jìn)行洪水預(yù)報。

在本實施例中，在步驟S1中，所述網(wǎng)絡(luò)劃分基于GIS平臺，根據(jù)行政區(qū)域進(jìn)行劃分形成不同的區(qū)域網(wǎng)格單元，再對每個區(qū)域網(wǎng)格單元按照河流區(qū)域、水庫區(qū)域進(jìn)行劃分，形成所述網(wǎng)格單元，并對每個網(wǎng)格單元進(jìn)行編號。

在本實施例中，根據(jù)河流區(qū)域或者水庫區(qū)域的網(wǎng)格單元，建立對應(yīng)的河流水文預(yù)報模型和水庫水文預(yù)報模塊。不同的區(qū)域或網(wǎng)格地形地貌等因素都不同，所以采用的模型也不一樣，每個模型的參數(shù)也根據(jù)實際情況修改，水文模型包括新安江模型、水箱（TANK）模型、SCLS模型等。

在本實施例中，在步驟S4中，設(shè)定最小波雨量Xmin,最大波雨量Xmax，建立不同波雨量X與洪水之間的關(guān)系曲線，其中Xmin≤X≤Xmax，并且Xmin和Xmax大于0。

在本實施例中，在所述步驟S4中，所述的洪水預(yù)報包括洪量、洪峰、洪峰到來時間和洪水過程。

下面通過具體的實施過程對本發(fā)明做進(jìn)一步的解釋說明。

基于防汛的特點考慮，進(jìn)行各種不同特征、不同類型（不同河流、不同水利工程、不同行政區(qū)域、不同經(jīng)濟(jì)區(qū)劃、不同地貌、不同水文、不同氣候等）的網(wǎng)格劃分，以滿足各種防汛抗旱的要求。

基本網(wǎng)格劃分按照目前的鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政區(qū)域來進(jìn)行劃分。同時根據(jù)GIS平臺劃分出城鎮(zhèn)、河流區(qū)域、水庫區(qū)域。劃分方法如下：

（1）對每個網(wǎng)格（城鎮(zhèn)）進(jìn)行編號；

（2）對影響不同的河道進(jìn)行編號；

（3）對影響大、中、小型水庫進(jìn)行編號；

（4）對城市進(jìn)行單獨編號；

（5）對灌區(qū)進(jìn)行標(biāo)號；

（6）對流域進(jìn)行編號，包括一般流域、山區(qū)小流域等再細(xì)化編號；

（7）對其他水利工程進(jìn)行編號。

以GIS技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合每個網(wǎng)格單元，合理選取水文模型，水文模型主要包括：一般流域水文預(yù)報通用模型；平原河網(wǎng)水文預(yù)報通用模型；山區(qū)小流域水文預(yù)報通用模型；中型水庫水文預(yù)報通用模型；城（鎮(zhèn)）區(qū)水文預(yù)報通用模型；大型水庫洪水預(yù)報模型。以單個網(wǎng)格單元為單位，進(jìn)行降雨量統(tǒng)計、洪水預(yù)報，將每波累積降雨量30mm為一個階段，作為波雨量的計算起點，在降雨區(qū)間內(nèi)，單位時間內(nèi)連續(xù)降雨60mm、90mm、120mm，……，一直到最大值波雨量進(jìn)行疊加， 然后根據(jù)不用的水文模型對波雨量疊加結(jié)果進(jìn)行洪水分析預(yù)報，根據(jù)網(wǎng)格的劃分主要包括：

（1）大中型水庫洪水過程預(yù)報，預(yù)報出洪量、洪峰、洪峰到來時間、洪水過程；

（2）河流斷面洪水過程預(yù)報，預(yù)報出洪量、洪峰、洪峰到來時間、洪水過程；

（3）其他基于波雨量的空間網(wǎng)格點洪水預(yù)報，預(yù)報出洪量、洪峰、洪峰到來時間、洪水過程、淹沒水深、淹沒范圍。

根據(jù)不同的臺風(fēng)暴雨的波雨量，計算相應(yīng)的洪水過程，建立網(wǎng)格化波雨量與洪水相應(yīng)關(guān)系，預(yù)估可能引發(fā)的災(zāi)情進(jìn)行評估，包括淹沒范圍內(nèi)不同淹沒水深、淹沒歷時、洪水到達(dá)時間以及不同量級內(nèi)人口、村莊、GDP、耕地、資產(chǎn)、基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量等。

綜上所述，本發(fā)明提供的一種基于網(wǎng)格化的洪水預(yù)測方法，實現(xiàn)洪水預(yù)報，提前進(jìn)行洪水災(zāi)情預(yù)警。

上列較佳實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。