CN106529739A - 基于网格化的洪水预测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于网格化的洪水预测方法，包括以下步骤：步骤S1：在特定区域内进行网格划分，形成一个以上的网格单元；步骤S2：根据每个网格单元建立对应的水文预报模型；步骤S3：将在降雨区间内，特定时间段内累积降雨量达到某一特定值定义为波雨量；叠加在降雨区间内不同时间段内的波雨量，预测得到该网络单元在该降雨区间内的总降雨量；步骤S4：根据每个网格单元内的总降雨量，进行洪水预报。本发明的有益效果在于：通过叠加统计每个网格单元的波雨量，预测得到每个网络单元在当前降雨区间的总降雨量，进行洪水预报，提前进行洪水灾情预警。

Description

基于网格化的洪水预测方法
技术领域
本发明涉及一种基于网格化的洪水预测方法。
背景技术
近年来，随着全球气候不断变化、城市化进程不断急速、极端恶劣气候频繁出现，我国大中城市暴雨灾害频繁发生，多年不遇的暴雨频繁上演，城市洪涝灾害造成的损失越来越大、影响越来越深，已经影响到我国城市经济健康发展和人民群众正常生活。防洪排涝已经成为各个水利单位的主要任务，投入了大量的人力物力来减少灾害带来的人员财产损失，随着计算机技术的发展，基于GIS的防洪信息监测与分析系统在国内外发展迅速,通过洪水预报、雨洪分析和灾后评估实现防洪信息监管与调度，因流域而异，具有明显的地域特殊性，不可能套用其它流域的模型决策流程，所以需要针对不同的区域、地理环境等进行网格化管理。其中洪水预报主要是以水位、雨量的过程曲线预报，且大多是依据“经验”来进行宏观的预测，当流域范围广阔时，就会造成逐级向下游推演的误差增大，对阶段性洪水来不及预报。
目前这种防汛分析系统存在的主要问题有：
（1）现有的防汛分析系统能力远无法适应城市暴雨突发频发、城区雨洪汇流速度加快等城市洪涝灾害新特点，増大了城市面对洪涝灾害的脆弱性，给城市防洪排涝工作带来很大的隐患，原有的防汛系统只是针对大范围，没有针对流域、地域等不同的防汛条件设定不同的监管方式和预测预报模型等，没有形成针对某一个区域的特定处置方案,监管范围的划分还比较大,未能通过专业网格化管理，对防汛的管理对象进行梳理分类并进行编码，未能实现防汛管理对象从目前的粗放式管理向数字化、精细化管理的转变，使得为领导的辅助决策带来许多不确定因素的影响，因此需要针对不同的区域、地理环境等进行网格化管理，进行实时、全面监管，能时刻了解雨情、水情、工情等动态信息，实现对防洪内涝信息的早发现、早报告、早预防和早处置，进一步提升城市防讯管理水平和应急调度处置能力。
（2）预报不准确：日常实际降雨过程很多都是一波一波的，时大时小，而不是一直持续在某个雨量阶段，而现有的洪水预报没有根据降雨的这个特征进行实时的预报，主要是以水位、雨量的整个过程曲线预报为主要依据，且预报时大多依据“经验”来进行宏观的预测，当流域范围广阔时，就会造成逐级向下游推演的误差增大，对阶段性洪水来不及预报。
发明内容
本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种基于网格化的洪水预测方法,实现洪水预报，提前进行洪水灾情预警。
本发明解决技术问题所采用的方案是:一种基于网格化的洪水预测方法，包括以下步骤：
步骤S1：在特定区域内进行网格划分，形成一个以上的网格单元；
步骤S2：根据每个网格单元建立对应的水文预报模型；
步骤S3：将在降雨区间内，特定时间段内累积降雨量达到某一特定值定义为波雨量；叠加在降雨区间内不同时间段内的波雨量，预测得到该网络单元在该降雨区间内的总降雨量；
步骤S4：根据每个网格单元内的总降雨量，进行洪水预报。
进一步的，在步骤S1中，所述网络划分基于GIS平台，根据行政区域进行划分形成不同的区域网格单元，再对每个区域网格单元按照河流区域、水库区域进行划分，形成所述网格单元，并对每个网格单元进行编号。
进一步的，根据河流区域或者水库区域的网格单元，建立对应的河流水文预报模型和水库水文预报模块。
进一步的，在步骤S4中，设定最小波雨量Xmin,最大波雨量Xmax，建立不同波雨量X与洪水之间的关系曲线，其中Xmin≤X≤Xmax，并且Xmin和Xmax大于0。
进一步的，在所述步骤S4中，所述的洪水预报包括洪量、洪峰、洪峰到来时间和洪水过程。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果： 通过网格化划分，针对不同水文、气候、地貌特点，合理划分模型类型，开发具有考虑不同特点的水文模型，保证预报模型准确，实现对防汛信息的实时、全面监管，能时刻了解雨情、水情、工情等动态信息，实现对防洪内涝信息的早发现、早报告、早预防和早处置。基于不同的网格划分，将降雨划分为集中的一波波的累积雨量，然后再进行洪水预报，实现更精确的洪水预测预报。
附图说明
下面结合附图对本发明专利进一步说明。
图1为本发明实施例的洪水预报流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1所示，本实施例的一种基于网格化的洪水预测方法，包括以下步骤：
步骤S1：在特定区域内进行网格划分，形成一个以上的网格单元；
步骤S2：根据每个网格单元建立对应的水文预报模型；
步骤S3：将在降雨区间内，特定时间段内累积降雨量达到某一特定值定义为波雨量；叠加在降雨区间内不同时间段内的波雨量，预测得到该网络单元在该降雨区间内的总降雨量；
步骤S4：根据每个网格单元内的总降雨量，进行洪水预报。
在本实施例中，在步骤S1中，所述网络划分基于GIS平台，根据行政区域进行划分形成不同的区域网格单元，再对每个区域网格单元按照河流区域、水库区域进行划分，形成所述网格单元，并对每个网格单元进行编号。
在本实施例中，根据河流区域或者水库区域的网格单元，建立对应的河流水文预报模型和水库水文预报模块。不同的区域或网格地形地貌等因素都不同，所以采用的模型也不一样，每个模型的参数也根据实际情况修改，水文模型包括新安江模型、水箱（TANK）模型、SCLS模型等。
在本实施例中，在步骤S4中，设定最小波雨量Xmin,最大波雨量Xmax，建立不同波雨量X与洪水之间的关系曲线，其中Xmin≤X≤Xmax，并且Xmin和Xmax大于0。
在本实施例中，在所述步骤S4中，所述的洪水预报包括洪量、洪峰、洪峰到来时间和洪水过程。
下面通过具体的实施过程对本发明做进一步的解释说明。
基于防汛的特点考虑，进行各种不同特征、不同类型（不同河流、不同水利工程、不同行政区域、不同经济区划、不同地貌、不同水文、不同气候等）的网格划分，以满足各种防汛抗旱的要求。
基本网格划分按照目前的乡镇行政区域来进行划分。同时根据GIS平台划分出城镇、河流区域、水库区域。划分方法如下：
（1）对每个网格（城镇）进行编号；
（2）对影响不同的河道进行编号；
（3）对影响大、中、小型水库进行编号；
（4）对城市进行单独编号；
（5）对灌区进行标号；
（6）对流域进行编号，包括一般流域、山区小流域等再细化编号；
（7）对其他水利工程进行编号。
以GIS技术为基础，结合每个网格单元，合理选取水文模型，水文模型主要包括：一般流域水文预报通用模型；平原河网水文预报通用模型；山区小流域水文预报通用模型；中型水库水文预报通用模型；城（镇）区水文预报通用模型；大型水库洪水预报模型。以单个网格单元为单位，进行降雨量统计、洪水预报，将每波累积降雨量30mm为一个阶段，作为波雨量的计算起点，在降雨区间内，单位时间内连续降雨60mm、90mm、120mm，……，一直到最大值波雨量进行叠加， 然后根据不用的水文模型对波雨量叠加结果进行洪水分析预报，根据网格的划分主要包括：
（1）大中型水库洪水过程预报，预报出洪量、洪峰、洪峰到来时间、洪水过程；
（2）河流断面洪水过程预报，预报出洪量、洪峰、洪峰到来时间、洪水过程；
（3）其他基于波雨量的空间网格点洪水预报，预报出洪量、洪峰、洪峰到来时间、洪水过程、淹没水深、淹没范围。
根据不同的台风暴雨的波雨量，计算相应的洪水过程，建立网格化波雨量与洪水相应关系，预估可能引发的灾情进行评估，包括淹没范围内不同淹没水深、淹没历时、洪水到达时间以及不同量级内人口、村庄、GDP、耕地、资产、基础设施数量等。
综上所述，本发明提供的一种基于网格化的洪水预测方法，实现洪水预报，提前进行洪水灾情预警。
上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于网格化的洪水预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：在特定区域内进行网格划分，形成一个以上的网格单元；
步骤S2：根据每个网格单元建立对应的水文预报模型；
步骤S3：将在降雨区间内，特定时间段内累积降雨量达到某一特定值定义为波雨量；叠加在降雨区间内不同时间段内的波雨量，预测得到该网络单元在该降雨区间内的总降雨量；
步骤S4：根据每个网格单元内的总降雨量，通过水文预报模型，进行洪水预报。
2.根据权利要求1所述的基于网格化的洪水预测方法，其特征在于：在步骤S1中，所述网络划分基于GIS平台，根据行政区域进行划分形成不同的区域网格单元，再对每个区域网格单元按照河流区域、水库区域进行划分，形成所述网格单元，并对每个网格单元进行编号。
3.根据权利要求2所述的基于网格化的洪水预测方法，其特征在于：根据河流区域或者水库区域的网格单元，建立对应的河流水文预报模型和水库水文预报模块。
4.根据权利要求1所述的基于网格化的洪水预测方法，其特征在于：在步骤S4中，设定最小波雨量Xmin,最大波雨量Xmax，建立不同波雨量X与洪水之间的关系曲线，其中Xmin≤X≤Xmax，并且Xmin和Xmax大于0。
5.根据权利要求1所述的基于网格化的洪水预测方法，其特征在于：在所述步骤S4中，所述的洪水预报包括洪量、洪峰、洪峰到来时间和洪水过程。
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