基于自然灾害系统理论的2020年鄱阳湖流域1号洪水灾害分析

中国是世界上受洪涝灾害影响最严重的国家之一,洪涝灾害在中国自然灾害中发生频次最高、范围最广、灾损最大。从灾害系统角度,解析洪灾发生时各系统要素的表现特征,对进一步认识洪涝的成灾过程具有重要指导意义。系统收集了鄱阳湖流域核心区的孕灾环境(地形、河网)、承灾体(社会经济)、致灾因子(日降雨量)以及灾情等信息,系统分析了2020年鄱阳湖流域1号洪涝灾害的致灾机理与成灾过程,并探讨了鄱阳湖流域的洪灾防治措施。结果表明:6月以来高强度的降水是2020年鄱阳湖1号洪水爆发的前期基础,土壤湿度较高,趋近饱和;7月1—8日短时间内异常强降水(致灾因子强)和鄱阳湖流域核心区高程低(孕灾环境敏感性高)的共同作用下,洪水漫延快,短时内淹没了湖区的社会经济系统(承灾体),形成洪涝灾害。从灾害系统角度对典型洪涝灾害进行案例分析,有助于提高区域洪涝灾害的风险识别与防灾减灾能力。     

从''98洪水看鄱阳湖流域的水土保持可持续发展

’98洪水给鄱阳湖流域造成了严重的灾害 ,笔者在分析洪水成因和鄱阳湖流域水土流失现状的基础上 ,指出传统农业生产模式单一、毁林开荒、林地林种结构单一等是影响鄱阳湖流域水土流失的重要因素。并针对鄱阳湖流域的情况 ,提出了鄱阳湖流域水土保持可持续发展的具体对策和措施     

基于云模型的平原区洪灾风险等级评价研究

由区域洪水灾害系统理论从致灾因子、孕灾环境、承灾体和区域应灾能力四个方面建立包括9项指标的洪水灾害风险等级评价指标体系,构建云模型对江苏省2010年洪灾风险等级进行评价.结果表明,苏南地区洪水灾害风险等级较低,为低风险和较低风险分布;苏中地区为中等风险分布;苏北地区差异较大,小部分呈较低风险分布,大部分呈较高风险分布....     

变化环境下流域超标准洪水综合应对研究

我国流域超标准洪水应对问题突出,在气候变化、人类活动等变化环境影响下,面临规律重新认知、技术亟需提升和措施体系亟待完善等重大挑战,其难度和复杂程度世界少有,相关研究成果距应用需求仍有较大差距。针对流域超标准洪水综合应对研究这一国家重大需求,拟融合多学科理论与前沿技术,采取理论与试验、物模与数模、技术集成与示范应用相结合的手段,开展变化环境下流域水文气象极端事件演变规律及超标准洪水致灾机理、暴雨洪水立体监测与精细预报预警、流域超标准洪水灾害动态评估、调度与风险调控、综合应急措施、调度决策支持系统集成与示范应用等方面的系统研究工作。力求破解气候变化及人类活动影响下的流域超标准洪水演变规律与致灾机理研究难题,构建流域超标准洪水风险管理理论体系,突破流域超标准洪水立体监测-预报预警-灾害评估-风险调控-应急处置-决策支持关键技术瓶颈,形成流域超标准洪水综合应对的技术体系和成套解决方案,研发强适配性的多场景协同超标准洪水调度决策支持系统,并进行示范应用,以提升中国流域超标准洪水应对水平,保障国家防洪安全。     

流域未来洪水风险动因响应关系定性分析方法的研究

流域未来洪水风险的情景分析,涉及到众多自然因素、人为因素以及这些因素之间复杂的相互作用关系。为构建未来洪水风险情景、开展未来预见研究,借鉴英国已有的研究经验,提出了流域未来洪水风险动因响应关系的定性分析方法,该方法有助于清楚地分析洪水灾害系统中各因素之间的关系、各因素影响洪水风险的作用机制,以及它们影响未来洪水风险的趋势。文中以太湖流域为研究对象,通过描述影响流域未来洪水风险的重要因素,建立起各因素之间的洪水风险动因响应关系,并判断了各因素影响未来洪水风险的重要性和不确定程度,从而为研究流域未来洪水风险提供了必要的基础信息。     

基于GIS的区域洪水灾害风险评价

区域洪水灾害风险评价是洪灾评估和管理的重要内容.综合考虑致灾因子、自然以及社会的作用,从洪水灾害危险性以及社会经济易损性两个角度出发,基于地理信息系统(GIS),采用易、快的因子叠加分析法对研究区(湖北省)进行区域洪水灾害风险评价,实现各种指标定量描述和综合,得出湖北省洪水灾害综合风险评价结果.研究结果表明区内洪水灾害风险性比较大的区域,集中在江汉平原的襄樊盆地的大部分平原核心地区,与实际情况能较好地符合,精度较高.     

基于随机森林的洪灾风险评价模型及其应用

依据流域灾害系统理论,在综合考虑致灾因子、孕灾环境和承灾体的基础上选取10个评价指标,构建了基于随机森林(RF)智能算法的洪灾风险评价模型,借助GIS技术以100 m×100 m栅格为计算单元,对东江流域进行了评价。结果表明:该模型设置参数少,且无需设定指标权重和分级标准,实现过程较简单;RF模型拥有指标重要性评估功能,方便分析各评价指标对洪灾风险的贡献度;模型的评判精度、分级结果均比支持向量机(SVM)的结果更好,数据挖掘能力更强;与GIS技术结合,便于分析洪灾风险的空间格局及内在规律,具有较好的适用性,为流域洪灾风险评价提供了新的思路。     

鄱阳湖水系"2019.06"暴雨洪水分析

为科学防御暴雨洪水灾害,减少生命财产损失,以鄱阳湖水系"2019.06"暴雨为研究对象,分析了暴雨洪水过程、暴雨洪水特性、水库调蓄过程,并提出了防汛抗洪的建议.研究表明:本次致灾的主要因素是暴雨强度大、覆盖范围广,部分中小河流洪水超历史纪录;同时水库腾库迎洪,削峰错峰,减轻了灾害损失.     

水灾灾度定量分析综合评价模型研究及其在山东的应用实例

用物元可拓方法与反映洪水灾害灾度的指标以及层次分析法相结合,建立了水灾灾度定量分析综合评价模型。利用该模型对山东地区的水灾进行灾度定量综合评价,结果表明：该模型不仅提高了水灾的定量化水平和精确程度,而且使水灾灾度定量评价更加综合和深入,是水灾风险研究的有效方法。     

基于GIS的广西桂林市城区洪水灾害风险评价

以桂林市区作为研究区域,首先综合考虑了洪水灾害的危险性、易损性及社会的抗灾减灾能力,利用GIS与加权综合评价法构建了洪水灾害风险评价模型;然后利用模型对桂林市区的洪水灾害风险进行了分区评价和分析;最后利用自然间距分类法将桂林市洪水灾害风险分成低风险区、较低风险区、中等风险区、较高风险区和高风险区.风险评价结果与评价区域内的实际情况相吻合,可供桂林市防洪减灾决策参考.     

油罗口水库溃坝洪水计算与风险评估

针对5000年一遇校核洪水副坝可能发生管涌导致溃坝的情况,应用Breach数学模型和River2D二维洪水演进计算软件,计算了最初7h溃口流量与时间关系过程线,建立了坝址至下游赣州钴冶炼厂段有限单元数值模型,模拟了副坝溃决后研究范围内的洪水演进过程,估算了生命损失值,分析了生命社会风险。结果表明,副坝发生溃坝后,洪水将影响到2个行政村(镇)、15个自然村(区),受灾人口达70 462人,溃坝警报时间小于或等于5h,生命损失值达百人以上,生命社会风险是不可容忍的。该研究成果可作为水库制定大坝安全管理应急预案的参考依据。     

基于游程理论和Copula函数研究岷江流域干旱特征

为了合理评估区域干旱灾害风险,以岷江流域14个气象站1961-2012年逐月降水数据为研究对象,以阈值为变量设定3种游程截取水平识别干旱,然后利用经拟合优选的Copula函数构建干旱历时与干旱烈度的联合分布,并进行概率分析和重现期计算。结果表明:Gumbel Copula函数对整个流域的拟合效果最优;利用Gumbel Copula函数分析二维条件概率P(S≤60mm|D≥3月),3种截取水平的发生概率从流域东南到西北递增;联合重现期结果显示流域东北部和南部一带的旱情比中西部严重,而同现重现期结果则显示流域西部的旱情比东部严重;联合重现期比同现重现期的空间分布更稳定,任意一种截取水平下的联合重现期都比较接近。研究结果可为游程理论截取水平设定、Copula函数优选以及多变量干旱分析提供依据。     

清苑县南水北调配套工程运行风险评价

南水北调配套工程运行风险评估体系属于复杂的系统问题,其模糊性在评估中应予以考虑。基于模糊识别理论,采用非线性模型对清苑县南水北调配套工程运行风险进行评价。结果表明,清苑县南水北调配套工程运行风险等级介于2级与3级之间,略偏于2级,属于低风险等级。评价过程与评价结果不仅可为清苑县南水北调配套工程的安全管理提供参考意义,而且表明非线性模型在南水北调配套工程运行风险评价中具有良好的适用性。     

五元系数法-改进熵权法在水质评价中的应用

为了使水质监测值和水体划类标准值之间关系更紧密,利用五元联系数方法建立了各水质评价指标与评价标准的五元联系数;同时在传统熵权计算的基础上,采用秩比法设定偏好校正系数,得到改进的熵权重;最后将五元联系数ui和改进的熵权重WRi相结合获得五元综合联系度,据此对水质进行评价,这是一种主客观结合的、符合实际情况的水质评价新方法。以贵州贵阳市河流断面监测数据为例,评定样本点所在河段水质等级,分析了该河流水质变化趋势,验证了五元系数法-改进熵权法水质评价方法的实用性。     

洮儿河河湖连通系统洪水资源利用边界阈值研究

河湖连通工程的实施为洪水资源的引蓄利用提供了有力保障。洪水引蓄过程中,安全与效益并重。基于洪水的双重属性,文章利用MIKE11一维水动力学模型及相关的流量、水量计算方法对洮儿河白城境内的河湖连通系统洪水引蓄的安全值以及各受水单元(湖泡、湿地、灌区)的需水量进行了界定。结果表明:20年一遇及以下量级洪水可保证河道全线安全引水,河道最大安全流量为2 140 m~3/s;河道三个区间的生态基流分别为4.79 m~3/s、3.19m~3/s、2.97m~3/s;河道外受水单元需水量上限值为9.38×108 m~3,需水量下限值为5.60×108 m~3。河湖连通系统加强了河道内外的水力联系且河道内外供需水相互影响,边界阈值的确定将为洪水资源利用过程中的调度决策提供重要参考。     

全过程联合校正的洪水预报修正方法

洪水实时校正是洪水预报的重要组成内容,也是水文预报研究的热点与难点。为进一步提高洪水预报精度,提出了一种全过程联合校正的洪水预报修正方法。该方法的主旨是在雨量站数目较多的流域,构建雨量站网密度与洪水预报误差分配比例之间的定量关系;对雨量站数目较少的流域,借用该比例关系,将洪水预报总误差按比例划分为面雨量输入误差和模型误差两部分;再基于系统响应理论,对研究流域的这两部分误差进行修正,从而实现输入误差与模型误差的全过程联合校正。在淮河三个典型流域的应用结果表明,相较于目前单变量的系统响应曲线修正方法,全过程联合校正方法可进一步提升误差修正效果,提高洪水预报精度。     

水资源工业生产价值能值评估及空间分布

从生态经济学的角度,运用能值分析方法,以黄河流域60个地市为研究对象,量化了流域水资源工业生产价值,并通过空间自相关分析法,研究了水资源工业生产价值空间分布特征。结果表明:黄河流域水资源工业生产价值介于16.3～26.9元/m~3,流域中东部价值较高;黄河流域水资源工业生产价值全局Moran(莫兰)指数为0.327 1,呈显著的正向空间自相关特征;Moran散点图和LISI(局部空间关联)聚集图显示,黄河流域水资源工业生产价值以"H-H"(高值)型集聚为主,主要集中在流域中东部。研究成果可为黄河流域工业系统水量分配提供理论支撑,为流域水资源优化配置提供数据参考。     

基于模糊相似的长距离输水管线系统 风险评价指标体系确立

长距离输水管道工程因其复杂性而存在诸多风险,由于失事后果的严重性,通过实践获取各风险事件的发生概率及事故造成的损失很不现实。鉴于评价指标的模糊性和关联性对评价结果的客观性影响很大,通过引入模糊相似理论和三角模糊数,提出了模糊相似评价方法。以东北某长距离埋地输水管道供水工程为例,对初步识别的风险事件进行筛选,并完成了对风险评价指标集的模糊相似评价。评价表明,暴雪和山体滑坡、工程总体布局不尽合理和流量调整频繁、设备失灵和监控系统失效、管理设施不完善和资金保障不到位、人为破坏和通信故障等五组指标具有较高的相似度,结果比较符合实际,可剔除权重较小的相似指标,新确立的风险指标体系能在一定程度上简化风险综合评价的复杂度,方法简便可行。     

溃堤洪水的二维水动力模型及其应用

为了减少堤防溃决造成重大的生命财产损失,加强防洪减灾非工程措施建设,建立了溃堤洪水的二维水动力模型,对溃堤洪水的精细化仿真模拟。该模型考虑了溃堤口门展宽变化,局部网格加密处理,并采用干湿水深理论与热启动技术对模型进行优化。将该模型应用于黄河内蒙段南岸灌区的溃堤洪水演进模拟,利用2008年杭锦旗奎素段实际溃堤数据对所建模型进行验证,结果表明:流场分布均匀且光滑,计算结果合理可靠,模型具有较高的计算精度及可靠性。采用该模型模拟了沙圪堵工程与奎素段堤防同时溃决的情形,并绘制了洪水风险图,为该地区防洪风险管理决策提供了重要的技术支持。     

基于能值理论的洪涝灾害脆弱性评估

在搜集整理2015年郑州市暴雨洪涝资料的基础上,从生态学的角度,运用能值分析方法评估区域洪涝灾害脆弱性。进而使用能值作为统一的度量尺度,以能值评价的结果和表征区域洪涝灾害脆弱性的能值指标为基础,借助地理信息系统(GIS)对郑州市洪涝灾害的脆弱性进行空间差异分析。结果表明郑州市洪涝灾害脆弱性的空间分布差异明显,大致呈现从中部向四周递减的趋势。新密市的脆弱性最高,其次是市区,脆弱性最低的是新郑市。结论表明,在暴露度相同的条件下,有效提高系统的适应能力是降低脆弱性的关键。