一种山区洪水应急避险路径规划方法

本发明公开了一种山区洪水应急避险路径规划方法，属于水利工程。

背景技术：

1、在全球气候变化日益严峻的背景下，极端天气事件，尤其是洪涝灾害，已成为制约社会经济发展、威胁人民生命财产安全的重要因素。为有效应对这一挑战，制定并实施科学、高效、可操作的防洪应急避险方案显得尤为重要。在洪涝灾害应急避险的复杂体系中，避险技术的研发与应用无疑是减轻灾害损失、保障公共安全的关键所在。

2、当前，虽然防洪应急避险方案已普遍采用风险评估方法来划定洪涝区域，但在实际操作中仍面临诸多局限。特别是，现有技术往往忽视了避险路线在紧急情况下的实际效能验证，缺乏针对避险路线的有效演练，这直接导致了在真实灾害发生时，避险路线可能无法顺畅通行或存在安全隐患。

3、此外，即便通过演练或历史洪水数据来确定避险路线和安全区域，现有方案在路线设计上往往未能充分考虑不同风险人群（如老年人、儿童、残疾人等）的特殊需求，这可能导致在紧急疏散过程中，这些弱势群体面临更大困难和风险，难以实现快速、有序的疏散目标。

4、更为关键的是，面对洪水灾害发生时的复杂多变情况，现有避险路线往往缺乏足够的灵活性和适应性，难以根据实时水情灾情进行动态调整和优化，从而无法确保人群疏散的精准性和避险预警的时效性。这种局限性在很大程度上限制了防洪应急避险方案的实际效果和救援效率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种山区洪水应急避险路径规划方法以解决现有技术中避险路线缺乏足够的灵活性和适应性，难以根据实时水情灾情进行动态调整和优化，从而无法确保不同目标人群疏散的精准性和避险预警的时效性的技术问题。为实现上述目的，本发明提出了一种山区洪水应急避险路径规划方法，具体方案如下：

2、一种山区洪水应急避险路径规划方法，包括以下步骤：

3、步骤1、根据待研究区域的地形数据和降雨数据构建洪水演进模型；

4、步骤2、根据所述洪水演进模型的模拟数据构建洪水灾害风险评估模型；

5、步骤3、根据智能体模型和所述洪水灾害风险评估模型构建避险路径规划模型，用于规划山区洪水应急避险路径。

6、优选的，所述步骤1之前还包括：

7、根据孕灾环境要素指标确定第一区域中各个空间单元的环境脆弱性指数；根据所述环境脆弱性指数在所述各个空间单元中选取待研究区域。

8、优选的，所述步骤2具体包括：

9、步骤2.1、根据所述洪水演进模型确定自然属性洪水风险指数；

10、步骤2.2、根据社会属性洪水风险指数和所述自然属性洪水风险指数构建所述洪水灾害风险评估模型。

11、优选的，所述步骤2.1具体包括：

12、根据所述洪水演进模型模拟获得所述待研究区域的洪水分布数据，根据所述洪水分布数据确定所述待研究区域内每个观测单元的自然属性洪水风险指数。

13、优选的，所述社会属性洪水风险指数包括人体风险度和建筑风险度。

14、优选的，所述人体风险度根据洪水流速和人体滑移失稳临界流速确定。

15、优选的，所述建筑风险度根据洪水流速和淹没水深确定。

16、优选的，所述步骤3具体包括：

17、步骤3.1、耦合所述智能体模型和所述洪水灾害风险评估模型，确定所述避险路径规划模型；

18、步骤3.2、将所述洪水灾害风险评估模型确定的实时洪水风险图输入至所述避险路径规划模型中；

19、步骤3.3、根据所述避险路径规划模型的避险规则确定所述智能体模型中的多个个体在所述实时洪水风险图中的多条有效避险路径及对应的多组有效避险时间。

20、优选的，所述步骤3.3之后还包括：

21、根据所述多组有效避险时间确定最优的有效避险路径，并将最优的有效避险路径记为山区洪水应急避险路径。

22、有益效果：本发明的避险路径规划方法，显著提升了避险路径的灵活性和适应性，能够实时根据水情灾情进行动态调整和优化，确保不同目标人群疏散的精准性和避险预警的时效性。该方法有效克服了现有技术的局限，为山区防洪减灾工作提供了更加科学、高效且可靠的解决方案，最大限度地保护了人民群众的生命安全。本发明将重点前移至预警预案的制定阶段。通过深入分析洪水发生规律、潜在影响区域及人群特征，能够生成定制化的避险路径，确保在灾害发生前即能采取有效行动，最大程度地减少灾害对人民生命财产安全的威胁。

23、本发明不仅突破了传统防洪减灾策略无法及时获取气象、水文数据，从而影响迅速反应和应对决策上的局限，使在资料稀缺的中小流域也能实现较为准确的洪水模拟与预测，极大地提高了防洪减灾工作的预见性。这一特性使得相关部门能够提前制定并实施有效的应对措施，突破传统避险方案可能对线路设计过于依赖固定路径，缺乏灵活性的限制，使得在突发洪水情况下也可调整避险路线，同时根据不同目标人群的需求获得不同的路线，显著缩短了从灾害预警到实际响应的时间，有效降低了灾害损失。

技术特征：

1.一种山区洪水应急避险路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的山区洪水应急避险路径规划方法，其特征在于，所述步骤1之前还包括：

3.根据权利要求1所述的山区洪水应急避险路径规划方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：

4.根据权利要求3所述的山区洪水应急避险路径规划方法，其特征在于，所述步骤2.1具体包括：

5.根据权利要求3所述的山区洪水应急避险路径规划方法，其特征在于，所述社会属性洪水风险指数包括人体风险度和建筑风险度。

6.根据权利要求5所述的山区洪水应急避险路径规划方法，其特征在于，所述人体风险度根据洪水流速和人体滑移失稳临界流速确定。

7.根据权利要求5所述的山区洪水应急避险路径规划方法，其特征在于，所述建筑风险度根据洪水流速和淹没水深确定。

8.根据权利要求1所述的山区洪水应急避险路径规划方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：

9.根据权利要求8所述的山区洪水应急避险路径规划方法，其特征在于，所述步骤3.3之后还包括：

技术总结本发明属于水利工程技术领域，公开了一种山区洪水应急避险路径规划方法，根据待研究区域的地形数据和降雨数据构建洪水演进模型；根据洪水演进模型的模拟数据构建洪水灾害风险评估模型；根据智能体模型和洪水灾害风险评估模型构建避险路径规划模型，用于规划山区洪水应急避险路径。本发明的避险路径规划方法，显著提升了避险路径的灵活性和适应性，能够实时根据水情灾情进行动态调整和优化，确保人群疏散的精准性和避险预警的时效性。该方法有效克服了现有技术的局限，为山区防洪减灾工作提供了更加科学、高效且可靠的解决方案，最大限度地保护了人民群众的生命安全。技术研发人员：权全,周冠宇,邓嘉祥,马川惠,乔禛,刘星雨,张翰,尹鑫受保护的技术使用者：西安理工大学技术研发日：技术公布日：2024/12/2