(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111471107.0 (22)申请日 2021.12.0 3 (71)申请人 华南理工大 学 地址 510640 广东省广州市天河区五山路 381号 (72)发明人 黄国如　郑嘉璇　 (74)专利代理 机构 广州粤高专利商标代理有限 公司 44102 代理人 周春丽 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06Q 50/26(2012.01) G06F 119/02(2020.01) G06F 119/12(2020.01) (54)发明名称 一种考虑系统性能受影响时长和水流流速 的弹性评估方法 (57)摘要 本发明公开了一种考虑系统性能受影响时 长和水流流速的弹性评估 方法。 所述方法包括以 下步骤： 构建城市洪涝一二维耦合模 型并划分网 格单元； 模拟得到与降雨序列相对应的各网格单 元各时段的地表淹没水深和水流流速； 划分各网 格单元的土地利用类型； 确定土地利用类型属于 非交通用地的网格单元各时段的系统性能； 确定 土地利用类型属于交通用地的网格单元各时段 的系统性能； 确定各网格单元的系统性能受影 响 时长； 改进基于网格的弹性评估方法， 确定各网 格单元的时段平均弹性。 本发明反映城市系统对 洪涝灾害抵抗、 适应和恢复能力， 从而更好地实 现对城市洪涝灾害风险的区划。 权利要求书3页 说明书9页 附图3页 CN 114357713 A 2022.04.15 CN 114357713 A 1.一种考虑系统性能受影响时长和水流流速的弹性评估方法， 其特征在于， 包括以下 步骤： S1、 基于研究区实际情况构建城市洪涝一 二维耦合模型并划分网格单 元； S2、 基于城市洪涝一二维耦合模型模拟得到与降雨序列相对应的各网格单元各时段的 地表淹没水深和水流 流速； S3、 划分各网格单 元的土地利用类型， 包括非交通用地和交通用地； S4、 对土地利用类型属于非交通用地的网格单 元， 确定其各时段的HR值； S5、 参考HR阈值法中对阈值的确定方法， 确定土地利用类型属于非交通用地的网格单 元各时段的系统性能； S6、 对土地利用类型属于交通用地的网格单元， 确定该网格单元各时段地表淹没水深 下使行人或车辆开始失稳的临界流速并作为该网格单 元的系统性能变化的阈值； S7、 确定土地利用类型属于交通用地的网格单 元各时段的系统性能； S8、 确定各网格单 元的系统性能受影响时长； S9、 改进基于网格的弹性评估方法， 确定各网格单 元的时段平均弹性。 2.根据权利要求1所述的一种考虑系统性能受影响时长和水流流速的弹性评估方法， 其特征在于， 步骤S1 中， 通过已有的城市洪涝模 型软件， 包括InfoWor ks ICM， 构建研究区的 城市洪涝一 二维耦合模型， 划分得到研究区非结构化网格单 元。 3.根据权利要求1所述的一种考虑系统性能受影响时长和水流流速的弹性评估方法， 其特征在于， 步骤S2中， 基于所构建城市洪涝一二维耦合模型中的二维模型在单场次降雨 序列下的模拟结果， 得到各个网格单 元在各时段的地表淹没水深以及地表水流 流速。 4.根据权利要求1所述的一种考虑系统性能受影响时长和水流流速的弹性评估方法， 其特征在于， 步骤S 3中， 基于已有的土地利用类型分布数据， 利用可分辨和提取土地利用类 型分布的软件， 包括A rcGIS， 确定各网格单 元的土地利用类型。 5.根据权利要求1所述的一种考虑系统性能受影响时长和水流流速的弹性评估方法， 其特征在于， 步骤S4中， 对土地利用类型属于非交通用地的网格单元i， 参考HR 阈值法， 利用 公式(1)确定其各时段的HR值， 具体如下： HR(i,t)＝d(i,t)(v(i,t)+0.5)+DF(i,t)；      (1) 其中， HR(i,t)表示网格单元i在t时刻的淹没情况对人类造成的危险性； d(i,t)为网格 单元i在t时刻的地表淹没水深， 单位为m； v(i,t)为网格单元i在t时刻的地表水流流速， 单 位为m/s； DF(i,t)为网格单元i在t时刻的泥石系数， 与土地利用类型及不同时刻的水深和 流速有关， 具体取值如下： 若0≤网格单元i在t时刻的地表淹没水深 d(i,t)＜0.25m， 则土地利用类型属于草地/ 耕地、 林地和城市的网格单 元i在t时刻的泥 石系数均为0； 若0.25m≤网格单元i在t时刻的地表淹没水深d(i,t)＜0.75m， 则土地利用类型属于草 地/耕地、 林地或城市的网格单 元i在t时刻的泥 石系数分别为0、 0.5或1； 若网格单元i在t时刻的地表淹没水深d(i,t)≥0.75m或网格单元i在t时刻的地表水流 流速v(i,t)≥2m/s， 则土地利用类型属于草地/耕地、 林地 或城市的网格单元i在t时刻的泥 石系数分别为0.5、 1或1。 6.根据权利要求5所述的一种考虑系统性能受影响时长和水流流速的弹性评估方法，权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114357713 A 2其特征在于， 步骤S5中， 参考HR阈值法中对阈值的确 定方法， 利用公式(2)确 定非交通用地 网格各时段的系统性能， 具体如下： 其中， p(i,t)为网格单 元i在t时刻的系统性能。 7.根据权利要求1所述的一种考虑系统性能受影响时长和水流流速的弹性评估方法， 其特征在于， 步骤S6中， 对土地利用类型属于交通用地的网格单元j， 利用公式(3)确定该网 格单元j各时段地表淹没水深所对应的使行人或车辆失稳 的临界流速， 并以此作为该网格 单元j的系统性能变化的阈值， 具体如下： 其中， Uc(j,t)为网格单元j在t时刻下行人或车辆开始失稳的临界流速， 单位为m/s； hf (j,t)为网格单 元j在t时刻的地表淹没水深， 单位 为m； 由于以上公式的成立基于行人在地表淹没水深达到1.52m时完全失稳， SUV类型的车辆 在地表淹没水深达到0.6m以及小轿车类型的车辆在地表淹没水深达到0.4m时完全失稳的 假设， 当网格单元j在t时刻的地表淹没水深超 出1.52m时， 无需再以临界流速作为系统性能 变化的阈值， 网格单 元j的系统性能直接为0 。 8.根据权利要求7所述的一种考虑系统性能受影响时长和水流流速的弹性评估方法， 其特征在于， 步骤S7中， 根据 公式(4)确定土地利用类型属 于交通用地的网格单元j各时刻 的系统性能； 其中， Uf(j,t)为网格 单元j在t时刻的地表水流流速， 单位为 m/s； p(j,t)为网格 单元j在权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114357713 A 3