[发明专利]一种基于多破坏模式的堤防整体韧性评价方法及系统

权利要求书

1.一种基于多破坏模式的堤防整体韧性评价方法，其特征在于，包括：

收集堤防的基本资料，依据典型断面将堤防划分为若干堤段，评估每个所述堤段基本破坏模式的重要程度，获得影响因子；

获取给定波浪下每个所述堤段不同基本破坏模式的堤防响应参数；

将所述堤防响应参数与基本破坏模式对应的易损性曲线进行对比，获得堤段不同破坏模式的损伤等级及其概率分布；

从伤亡率、经济损失率、修复效率三个维度出发，分析不同的所述损伤等级造成的损失；

基于所述影响因子、所述堤防响应参数、所述不同的损伤等级造成的损失及其概率分布、所述伤亡率、经济损失率、修复效率，计算堤段安全评估指标和堤段修复评估指标，综合所有堤段的安全评估指标和堤段修复评估指标形成整体评估指标，对堤防韧性进行定性评估。

2.根据权利要求1所述的一种基于多破坏模式的堤防整体韧性评价方法，其特征在于，所述堤防的基本资料为对堤防性能产生影响的信息，包括历史受灾情况、气象水文资料、工程地形地质、筑堤材料、几何尺寸和断面型式；

所述依据典型断面将堤防划分为若干堤段，即判断堤段是否共享同一典型断面，同一典型断面的判断划分原则为：

相同的筑堤材料类型，材料参数变化幅度不超过5％；

堤防断面型式相同，且断面几何尺寸变化幅度不超过5％；

下部地基土类型相同，属性变化幅度不超过10％；

堤段内潜在波浪特性变化幅度不超过5％；

所述基本破坏模式包括越浪失效、滑移破坏、块石失稳和地基冲刷；

所述影响因子指对堤防基本破坏模式重要程度的评估，所述影响因子与堤防性能、堤防破坏机理以及堤防的基本资料相关，采用下式计算：

式中，为堤段k破坏模式j对应的影响因子，N_k为历史上堤段k所在区域发生破坏的总次数，n_j为发生破坏模式j的次数。

3.根据权利要求1所述的一种基于多破坏模式的堤防整体韧性评价方法，其特征在于，所述堤防响应参数指波浪作用下发生某一破坏模式时反映堤防性能变化的参数，堤防响应参数的类型与基本破坏模式相对应：与越浪失效、滑移破坏、块石失稳和地基冲刷相对应的堤防响应参数分别为越浪量、滑移量、块石侵蚀指标和冲刷率；

所述越浪量指波浪越过堤顶沿堤长方向的平均单宽流量，用参数Q表示，单位为m³/(m·s)；

所述滑移量指堤防在波浪作用下沿堤宽方向产生的水平位移，用参数S表示，单位为m；

所述块石侵蚀指标由下式计算：

式中，E_r块石侵蚀指标为无量纲参数，A为截面侵蚀面积，单位为m²，D_n50为块石公称直径，单位为m；

所述冲刷率由下式计算：

D＝Z_mf/B_m

式中，D为冲刷率，是一个无量纲参数，Z_mf为最大冲刷深度，单位为m，B_m为堤身平均宽度，单位为m；

所述堤防响应参数通过公式、数值模型、物理模型或灾后实地测量获取。

4.根据权利要求1所述的一种基于多破坏模式的堤防整体韧性评价方法，其特征在于，所述易损性曲线基于临界阈值建立堤防响应参数和实际损伤状态之间的关系，所述临界阈值是堤防损伤状态划分为不同损伤等级的标准；

所述临界阈值指堤防达到某一极限损伤状态对应的堤防响应参数，按照影响程度划分等级；所述易损性曲线服从对数正态分布，基于所述临界阈值获得基本破坏模式不同损伤等级相对应的中位值和对数标准差。