CN115878738A - 一种暴雨推求设计洪水的方法、系统、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种暴雨推求设计洪水的方法、系统、设备及介质，其中，方法包括：通过获取待推求设计洪水的目标断面数据；对所述目标断面数据进行信息提取处理，得到流域地理信息参数；根据所述流域地理信息参数对目标断面进行流域设计暴雨推求处理，得到设计雨型；根据所述流域地理信息参数对目标断面进行汇流参数计算处理，得到流域汇流参数；根据所述设计雨型，通过推理公式法和综合单位线法对所述流域汇流参数进行洪水推求设计处理，得到暴雨推求洪水设计结果。本发明能够高效、准确地获取无资料地区暴雨推求设计洪水的特征参数，提高了暴雨推求设计洪水的准确性，可广泛应用于小流域水利工程技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及小流域水利工程技术领域，尤其是一种暴雨推求设计洪水的方法、系统、设备及介质。
背景技术
在水利工程建设和流域治理中，绝大部分的工程和措施位于小流域，而小流域多属于缺少水文资料、流域地理信息的无资料地区，暴雨推求设计洪水是不可或缺的工作内容之一。暴雨推求设计洪水一般采用推理公式法和综合单位线法，这两种方法，对于流域面积、河长、河道坡降、流域中心位置、平均高程、土壤质地等流域地理信息依赖程度较高，对设计洪水计算结果影响大。但是相关技术通常采用收集以往流域地理信息或者人工估算流域地理信息，具有很大不确定性和不准确性，且不考虑流域下垫面变化的影响，对于城镇化影响大的流域，设计洪水结果存在偏小，不利于水利工程安全设计要求。综合上述，相关技术中存在的技术问题亟需得到解决。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种暴雨推求设计洪水的方法、系统、设备及介质，以实现提高无资料地区暴雨推求设计洪水的准确性。
一方面，本发明提供了一种暴雨推求设计洪水的方法，包括：
获取待推求设计洪水的目标断面数据；
对所述目标断面数据进行信息提取处理，得到流域地理信息参数；
根据所述流域地理信息参数对目标断面进行流域设计暴雨推求处理，得到设计雨型；
根据所述流域地理信息参数对目标断面进行汇流参数计算处理，得到流域汇流参数；
根据所述设计雨型，通过推理公式法和综合单位线法对所述流域汇流参数进行洪水推求设计处理，得到暴雨推求洪水设计结果。
可选地，所述获取待推求设计洪水的目标断面数据，包括：
所述目标断面数据包括数字高程模型、土地利用类型和土壤类型；
获取待推求设计洪水的目标断面位置，确定流域出口坐标；
基于全国数字高程模型数据库，根据所述流域出口坐标获取目标断面以上流域范围的数字高程模型；
基于全球土地覆盖数据库和全国土壤数据库，根据所述小流域出口坐标获取目标断面以上流域范围的土地利用类型和土壤类型。
可选地，所述获取待推求设计洪水的目标断面数据，还包括：
通过地理信息系统对所述数字高程模型、所述土地利用类型和所述土壤类型进行坐标和空间分辨率统一处理，得到目标断面数据，所述目标断面数据为同一坐标系统、同一空间分辨率的栅格数据。
可选地，所述对所述目标断面数据进行信息提取处理，得到流域地理信息参数，包括：
通过地理信息系统对所述目标断面数据进行信息提取处理，得到流域地理信息参数；所述流域地理信息参数包括流域面积信息、流域河长信息、流域干流坡降信息、流域中心位置信息、流域平均高程信息、流域土壤质地信息和流域不透水面积信息。
可选地，所述根据所述流域地理信息参数对目标断面进行流域设计暴雨推求处理，得到设计雨型，包括：
根据所述流域地理信息参数获取当地暴雨等值线图，查找得到设计平均面雨量和变差系数；
根据通过皮尔逊Ⅲ型曲线法对所述设计平均面雨量和所述变差系数进行雨量计算处理，得到不同设计频率的流域面雨量；
根据所述流域面雨量对暴雨径流查算图表进行查阅处理，得到设计雨型。
可选地，所述根据所述流域地理信息参数对目标断面进行汇流参数计算处理，得到流域汇流参数，包括：
根据所述流域地理信息参数，计算得到流域特征参数；
根据所述流域特征参数确定流域汇流参数类型；
根据所述流域汇流参数类型以及所述流域特征参数确定流域汇流参数。
可选地，所述根据所述设计雨型，通过推理公式法和综合单位线法对所述流域汇流参数进行洪水推求设计处理，得到暴雨推求洪水设计结果，包括：
根据所述设计雨型对所述流域汇流参数通过推理公式法计算得到第一洪峰流量；
根据所述设计雨型对所述流域汇流参数通过综合单位线法计算得到第二洪峰流量；
对所述第一洪峰流量与所述第二洪峰流量进行差值计算处理，当计算差值结果少于或等于预设阈值时，确定第二洪峰流量为暴雨推求洪水设计结果。
另一方面，本发明实施例还提供了一种系统，包括：
第一模块，用于获取待推求设计洪水的目标断面数据；
第二模块，用于对所述目标断面数据进行信息提取处理，得到流域地理信息参数；
第三模块，用于根据所述流域地理信息参数对目标断面进行流域设计暴雨推求处理，得到设计雨型；
第四模块，用于根据所述流域地理信息参数对目标断面进行汇流参数计算处理，得到流域汇流参数；
第五模块，用于根据所述设计雨型，通过推理公式法和综合单位线法对所述流域汇流参数进行洪水推求设计处理，得到暴雨推求洪水设计结果。
另一方面，本发明实施例还公开了一种电子设备，包括处理器以及存储器；
所述存储器用于存储程序；
所述处理器执行所述程序实现如前面所述的方法。
另一方面，本发明实施例还公开了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有程序，所述程序被处理器执行实现如前面所述的方法。
另一方面，本发明实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行前面的方法。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本发明实施例通过获取待推求设计洪水的目标断面数据；对所述目标断面数据进行信息提取处理，得到流域地理信息参数；根据所述流域地理信息参数对目标断面进行流域设计暴雨推求处理，得到设计雨型；根据所述流域地理信息参数对目标断面进行汇流参数计算处理，得到流域汇流参数；根据所述设计雨型，通过推理公式法和综合单位线法对所述流域汇流参数进行洪水推求设计处理，得到暴雨推求洪水设计结果。本发明实施例通过采集空间信息数据，采用地理信息数据挖掘技术，获得了流域特征值，能够高效、准确地获取暴雨推求设计洪水的特征参数，提高了无资料地区暴雨推求设计洪水的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种暴雨推求设计洪水的方法的流程图；
图2是本申请实施例提供的一种暴雨推求设计洪水的系统的流程图
图3是本申请实施例提供的流域中心位置及等值线查询示意图；
图4是本申请实施例提供的流域范围DEM图；
图5是本申请实施例提供的流域范围土地利用类型图；
图6是本申请实施例提供的流域范围土壤类型图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
首先，对本申请中涉及的若干名词进行解析：
地理信息系统(Geographic Information System或Geo－Information system，GIS)是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
数字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)，是通过有限的地形高程数据实现对地面地形的数字化模拟(即地形表面形态的数字化表达)，它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型，是数字地形模型(Digital Terrain Model，DTM)的一个分支，其它各种地形特征值均可由此派生。
相关技术中，暴雨推求设计洪水方法主要存在以下问题：一是暴雨推求设计洪水需要全面的流域地理信息参数，对于无资料地区，通常采用收集以往流域地理信息或者人工估算流域地理信息，具有很大不确定性和不准确性；二是传统暴雨推求设计洪水计算基本不考虑流域下垫面变化的影响，对于城镇化影响大的流域，设计洪水结果存在偏小，不利于水利工程安全设计要求。
有鉴于此，本申请实施例中提供一种暴雨推求设计洪水的方法，本申请实施例中的暴雨推求设计洪水的方法，可应用于终端中，也可应用于服务器中，还可以是运行于终端或服务器中的软件等。终端可以是平板电脑、笔记本电脑、台式计算机等，但并不局限于此。服务器可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，还可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、CDN、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。
参照图1-6，本发明实施例提供一种暴雨推求设计洪水的方法，包括：
S101、获取待推求设计洪水的目标断面数据；
S102、对所述目标断面数据进行信息提取处理，得到流域地理信息参数；
S103、根据所述流域地理信息参数对目标断面进行流域设计暴雨推求处理，得到设计雨型；
S104、根据所述流域地理信息参数对目标断面进行汇流参数计算处理，得到流域汇流参数；
S105、根据所述设计雨型，通过推理公式法和综合单位线法对所述流域汇流参数进行洪水推求设计处理，得到暴雨推求洪水设计结果。
在本发明实施例中，首先通过收集公开免费获取的空间信息数据并提取流域集雨范围、集雨面积、河长、坡降、流域中心位置、流域平均高程、土壤质地、植被覆盖等地理信息参数；然后结合暴雨等值线图、暴雨径流查算手册，得到流域不同频率设计面雨量以及24h和72h时间雨型；依据获取的流域地理信息参数，计算流域特征参数；基于流域特征参数，结合流域下垫面类型、土壤特性，获取综合单位线法的滞时参数和推理公式法的汇流参数；最后采用综合单位线法和推理公式法，分别得到设计频率下的洪峰流量值；两种方法计算得到的值相差不超过预设阈值时，推荐综合单位线法计算结果作为最终设计值，该预设阈值可设置为20％。
进一步作为优选的实施方式，所述获取待推求设计洪水的目标断面数据，包括：
所述目标断面数据包括数字高程模型、土地利用类型和土壤类型；
获取待推求设计洪水的目标断面位置，确定流域出口坐标；
基于全国数字高程模型数据库，根据所述流域出口坐标获取目标断面以上流域范围的数字高程模型；
基于全球土地覆盖数据库和全国土壤数据库，根据所述小流域出口坐标获取目标断面以上流域范围的土地利用类型和土壤类型。
在本发明实施例中，目标断面设置为小流域位于广东省广州市的某水库流域，水库控制以上集雨面积539平方公里，河长37公里，水库库容约为4亿立方米，属大二型水库，实测多年平均降雨量约为2000毫米，多年平均入库流量为22立方米/秒。流域集雨范围内有3个雨量站，入库无水文站。根据小流域水库坝址断面位置，确定小流域出口的坐标以及流域大致范围。通过互联网收集流域范围的DEM、土地利用、土壤类型等空间信息数据；采用GIS软件中水文分析模块，以流域出口位置以及DEM基础，提取空间分辨率为100米的流域范围栅格数据，该栅格数据为shp格式，并以此流域范围，提取100米分辨率的土地利用和土壤类型栅格数据。
进一步作为优选的实施方式，所述获取待推求设计洪水的目标断面数据，还包括：
通过地理信息系统对所述数字高程模型、所述土地利用类型和所述土壤类型进行坐标和空间分辨率统一处理，得到目标断面数据，所述目标断面数据为同一坐标系统、同一空间分辨率的栅格数据。
在本发明实施例中，首先基于公开的全国30米DEM数据库，采用GIS软件获取目标断面以上流域范围DEM；然后基于公开的全球土地覆盖数据库、全国土壤数据库，采用GIS软件获取目标断面以上流域范围土地利用类型和土壤类型；最后采用GIS软件，将流域范围内的DEM、土地利用类型和土壤类型栅格数据，处理成同一坐标系统、同一空间分辨率的栅格数据。
进一步作为优选的实施方式，所述对所述目标断面数据进行信息提取处理，得到流域地理信息参数，包括：
通过地理信息系统对所述目标断面数据进行信息提取处理，得到流域地理信息参数；所述流域地理信息参数包括流域面积信息、流域河长信息、流域干流坡降信息、流域中心位置信息、流域平均高程信息、流域土壤质地信息和流域不透水面积信息。
在本发明实施例中，采用GIS软件，提取流域范围内DEM的栅格数量N，单个栅格面积为空间分辨率m的平方，即流域面积为N×m2。基于流域范围内DEM数据，采用GIS软件的Arc Hydro tools内置提取最长河流的工具，生成流域的河长L。采用GIS软件，通过流域DEM与河长栅格数据进行叠加分析，提取沿着河长数据的高程点及相邻高程点之间的距离，其中相邻高程点间距为栅格边长或1.41倍的边长。干流河长坡降可采用加权平均法计算，计算公式如下所示：
式中，J为坡降，Hi为第i个栅格的高程，Li为第i个与第i+1个栅格之间的长度。
基于流域范围内DEM数据，采用GIS软件的Arc Hydro tools内置Drainage AreaCentroid工具可获取流域中心位置。采用GIS软件的栅格计算器分析流域DEM，统计各个栅格的累计高程再除以栅格总数，可获得流域平均高程Z。采用GIS软件，提取土壤的类型及栅格数量(或者面积)，进而统计得到流域的土壤类型及其占比。依据流域范围内土壤类型结构，确定流域的主要土壤质地，通过查阅全国土壤数据库有关土壤特征，确定流域土壤的透水性、土层厚度。采用GIS软件，提取土地利用类型及栅格数量(或者面积)，进而统计得到流域的不透水面积及其占比。
进一步作为优选的实施方式，所述根据所述流域地理信息参数对目标断面进行流域设计暴雨推求处理，得到设计雨型，包括：
根据所述流域地理信息参数获取当地暴雨等值线图，查找得到设计平均面雨量和变差系数；
根据通过皮尔逊Ⅲ型曲线法对所述设计平均面雨量和所述变差系数进行雨量计算处理，得到不同设计频率的流域面雨量；
根据所述流域面雨量对暴雨径流查算图表进行查阅处理，得到设计雨型。
在本发明实施例中，查用当地暴雨等值线图，获得流域中心位置的10min、1h、6h、24h及72h时段的设计多年平均值和变差系数Cv，以及点面转化系数α，进而计算得到流域10min、1h、6h、24h及72h时段设计平均面雨量。根据设计平均面雨量和变差系数Cv，通过皮尔逊Ⅲ型曲线法，计算不同设计频率的流域面雨量，然后查阅暴雨径流查算图表，得到流域最大24h和最大72h设计雨型。
进一步作为优选的实施方式，所述根据所述流域地理信息参数对目标断面进行汇流参数计算处理，得到流域汇流参数，包括：
根据所述流域地理信息参数，计算得到流域特征参数；
根据所述流域特征参数确定流域汇流参数类型；
根据所述流域汇流参数类型以及所述流域特征参数确定流域汇流参数。
在本发明实施例中，根据流域地理信息参数中的流域河长信息和流域干流坡降信息计算得到流域特征参数，计算公式如下所示：
θ＝L/J1/3；
其中，θ表示流域特征参数，L表示流域河长信息，J表示流域干流坡降信息。
根据获取的流域地理信息参数，并依据下表分类标准，确定流域汇流参数类型。其中，表1为流域汇流参数分类指标表，如下所示：
表1流域汇流参数分类指标表
根据流域特征参数，从暴雨径流查算图表查阅获取综合单位线法的滞时参数和推理公式法的汇流参数，滞时参数和汇流参数可根据流域汇流参数类型进行调整。
进一步作为优选的实施方式，可选地，所述根据所述设计雨型，通过推理公式法和综合单位线法对所述流域汇流参数进行洪水推求设计处理，得到暴雨推求洪水设计结果，包括：
根据所述设计雨型对所述流域汇流参数通过推理公式法计算得到第一洪峰流量；
根据所述设计雨型对所述流域汇流参数通过综合单位线法计算得到第二洪峰流量；
对所述第一洪峰流量与所述第二洪峰流量进行差值计算处理，当计算差值结果少于或等于预设阈值时，确定第二洪峰流量为暴雨推求洪水设计结果。
在本发明实施例中，按照推理公式法和综合单位线法的计算步骤，分别得到设计频率下的第一洪峰流量值，设置预设阈值为20％。由于流域汇流参数的大小取决于流域汇流条件。当汇流条件有利的(不透水面积大、土壤透水能力强、土层薄)，洪水汇集快，滞时短、流速大，滞时参数值小、汇流参数值大；汇流条件不利的(不透水面积小、土壤透水能力弱、土层厚)，洪水汇集慢，滞时大、流速小，滞时参数值大、汇流参数值小。滞时参数值、汇流参数值根据上述原则进行调整，其调整幅度不得超过±20％。使得两种方法计算得到的洪峰流量值相差不超过20％(以数值大者为分母)，认为暴雨推求设计洪水成果合理，并推荐综合单位线法计算结果作为最终设计值。
本发明的流程具体包括：步骤1：根据小流域水库坝址断面位置，确定小流域出口的坐标以及流域大致范围。通过互联网收集流域范围的DEM、土地利用、土壤类型等空间信息数据；采用GIS软件中水文分析模块，以流域出口位置以及DEM基础，提取空间分辨率为100米的流域范围栅格数据(shp格式)，并以此流域范围，提取100米分辨率的土地利用和土壤类型栅格数据。
步骤2：采用GIS软件统计流域范围栅格数量为5.3万个，每个栅格面积为100米×100米，即0.01平方公里，可得流域面积为530平方公里(与实际流域面积539平方公里，误差为1.7％)。基于流域范围内DEM数据，采用GIS软件的Arc Hydro tools内置提取最长河流的工具，生成流域的河长L为40公里(与实际河长37公里，误差为8.1％)。采用GIS软件空间分析模块，通过流域DEM与河长栅格数据进行叠加分析，提取沿着河长数据的高程点及相邻高程点之间的距离，采用高程与间距的加权平均法计算干流坡降J为4.7‰。采用GIS软件的Arc Hydro tools内置Drainage Area Centroid工具可获取流域中心位置。采用GIS软件的栅格计算器分析流域DEM，统计各个栅格的高程再除以栅格总数5.3万个，可获得流域平均高程Z为400米。采用GIS软件空间分析模块，提取流域内的土壤类型为壤土、粘壤土和沙壤土，分别占流域面积的63.8％、31.7％和4.5％，说明该流域的主要土壤类型为壤土。查阅广东省土壤数据库，壤土质地介于粘土和沙土之间，透水性适中，土层厚度为0.7米。同理，提取流域内土地利用类型为针叶林、常绿阔叶林、竹林、灌木丛、草地、农地、水体等7种，其中灌木丛和针叶林为主要下垫面类型，分别占流域面积的19.42％、46.5％，流域不透水面积约为3％。
步骤3：查《广东省暴雨等值线图》，获得流域中心位置的10min、1h、6h、24h及72h时段的设计多年平均值和变差系数Cv，以及点面转化系数α，进而计算得到流域10min、1h、6h、24h及72h时段设计平均面雨量。根据设计平均面雨量和变差系数Cv，通过皮尔逊Ⅲ型曲线法，计算不同设计频率的流域面雨量P。查《广东省暴雨径流查算图表使用手册》，得到流域范围的最大24h和最大72h设计雨型。其中，表2为流域所在地区最大24h设计雨型(暴雨时程分配)表，表3为流域所在地区最大72h设计雨型(暴雨时程分配)表，如下表2和表3所示：
表2流域所在地区最大24h设计雨型(暴雨时程分配)表
表3流域所在地区最大72h设计雨型(暴雨时程分配)表
步骤4：通过河长和坡降，计算流域特征参数θ＝L/J1/3＝40/4.7‰，依据流域干流坡降、平均高程、土壤渗透性、土壤厚度等，确定流域汇流参数类型为高丘。根据流域特征参数θ，查阅《广东省暴雨径流查算图表使用手册》高丘类型关系曲线，得到综合单位线法的滞时m1和推理公式法的汇流参数m。在此基础上，根据流域下垫面类型、土壤特性的具体参数修正滞时m1和汇流参数m。
步骤5：依据滞时m1和汇流参数m，按照综合单位线法和推理公式法的计算步骤，分别得到设计频率下的洪峰流量Qm值。相关成果见表4为小流域设计洪峰流量计算结果，如下所示。两种方法各设计频率的洪峰流量误差均在20％以内，故设计洪峰流量取综合单位线成果。最终成果与该小流域流域最新的设计洪水复查成果最为接近，本方法成果合理。
表4小流域设计洪峰流量计算结果
本发明实施例还提供了一种系统，包括：
第一模块，用于获取待推求设计洪水的目标断面数据；
第二模块，用于对所述目标断面数据进行信息提取处理，得到流域地理信息参数；
第三模块，用于根据所述流域地理信息参数对目标断面进行流域设计暴雨推求处理，得到设计雨型；
第四模块，用于根据所述流域地理信息参数对目标断面进行汇流参数计算处理，得到流域汇流参数；
第五模块，用于根据所述设计雨型，通过推理公式法和综合单位线法对所述流域汇流参数进行洪水推求设计处理，得到暴雨推求洪水设计结果。
与图1的方法相对应，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括处理器以及存储器；所述存储器用于存储程序；所述处理器执行所述程序实现如前面所述的方法。
与图1的方法相对应，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有程序，所述程序被处理器执行实现如前面所述的方法。
本发明实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行图1所示的方法。
综上所述，本发明实施例具有以下优点：本发明考虑了公开的空间信息数据，采用地理信息数据挖掘技术，获得了无资料地区小流域特征值，并通过流域下垫面类型、土壤特性，高效、准确地获取暴雨推求设计洪水的特征参数，本发现的方法能够破解资料不足的困境，通过简单方法，快速获得较高精度的小流域设计洪水，可广泛应用于小流域地区水利工程设计。
在一些可选择的实施例中，在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/操作，连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或所述方框有时能以相反顺序被执行。此外，在本发明的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供，目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的，其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。
此外，虽然在功能性模块的背景下描述了本发明，但应当理解的是，除非另有相反说明，所述的功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中，或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是，有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本发明是不必要的。更确切地说，考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下，在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此，本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本发明。还可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的，并不意在限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种暴雨推求设计洪水的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取待推求设计洪水的目标断面数据；
对所述目标断面数据进行信息提取处理，得到流域地理信息参数；
根据所述流域地理信息参数对目标断面进行流域设计暴雨推求处理，得到设计雨型；
根据所述流域地理信息参数对目标断面进行汇流参数计算处理，得到流域汇流参数；
根据所述设计雨型，通过推理公式法和综合单位线法对所述流域汇流参数进行洪水推求设计处理，得到暴雨推求洪水设计结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取待推求设计洪水的目标断面数据，包括：
所述目标断面数据包括数字高程模型、土地利用类型和土壤类型；
获取待推求设计洪水的目标断面位置，确定流域出口坐标；
基于全国数字高程模型数据库，根据所述流域出口坐标获取目标断面以上流域范围的数字高程模型；
基于全球土地覆盖数据库和全国土壤数据库，根据所述小流域出口坐标获取目标断面以上流域范围的土地利用类型和土壤类型。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取待推求设计洪水的目标断面数据，还包括：
通过地理信息系统对所述数字高程模型、所述土地利用类型和所述土壤类型进行坐标和空间分辨率统一处理，得到目标断面数据，所述目标断面数据为同一坐标系统、同一空间分辨率的栅格数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述目标断面数据进行信息提取处理，得到流域地理信息参数，包括：
通过地理信息系统对所述目标断面数据进行信息提取处理，得到流域地理信息参数；所述流域地理信息参数包括流域面积信息、流域河长信息、流域干流坡降信息、流域中心位置信息、流域平均高程信息、流域土壤质地信息和流域不透水面积信息。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述流域地理信息参数对目标断面进行流域设计暴雨推求处理，得到设计雨型，包括：
根据所述流域地理信息参数获取当地暴雨等值线图，查找得到设计平均面雨量和变差系数；
根据通过皮尔逊Ⅲ型曲线法对所述设计平均面雨量和所述变差系数进行雨量计算处理，得到不同设计频率的流域面雨量；
根据所述流域面雨量对暴雨径流查算图表进行查阅处理，得到设计雨型。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述流域地理信息参数对目标断面进行汇流参数计算处理，得到流域汇流参数，包括：
根据所述流域地理信息参数，计算得到流域特征参数；
根据所述流域特征参数确定流域汇流参数类型；
根据所述流域汇流参数类型以及所述流域特征参数确定流域汇流参数。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述设计雨型，通过推理公式法和综合单位线法对所述流域汇流参数进行洪水推求设计处理，得到暴雨推求洪水设计结果，包括：
根据所述设计雨型对所述流域汇流参数通过推理公式法计算得到第一洪峰流量；
根据所述设计雨型对所述流域汇流参数通过综合单位线法计算得到第二洪峰流量；
对所述第一洪峰流量与所述第二洪峰流量进行差值计算处理，当计算差值结果少于或等于预设阈值时，确定第二洪峰流量为暴雨推求洪水设计结果。
8.一种暴雨推求设计洪水系统，其特征在于，所述系统包括：
第一模块，用于获取待推求设计洪水的目标断面数据；
第二模块，用于对所述目标断面数据进行信息提取处理，得到流域地理信息参数；
第三模块，用于根据所述流域地理信息参数对目标断面进行流域设计暴雨推求处理，得到设计雨型；
第四模块，用于根据所述流域地理信息参数对目标断面进行汇流参数计算处理，得到流域汇流参数；
第五模块，用于根据所述设计雨型，通过推理公式法和综合单位线法对所述流域汇流参数进行洪水推求设计处理，得到暴雨推求洪水设计结果。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器；
所述存储器用于存储程序；
所述处理器执行所述程序实现权利要求1至7中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法。
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