变化环境下治涝效益估算方法研究

治涝工程建设前后涝区内状况往往会发生变化,承灾体的种类、数量和空间分布也会有所改变,因此,变化环境下治涝工程效益应为有治涝工程情况下比假设无该治涝工程情况下减少的涝灾损失;且各频率的暴雨导致的涝灾损失应为与承泄区各种水位组合下的涝灾损失的数学期望值。本文基于Copula函数和GIS构建的变化环境下治涝效益分析计算模型,用Copula函数构建涝区暴雨和承泄区水位的联合分布,借助GIS技术构建涝区数字高程模型。根据涝区暴雨和承泄区水位遭遇组合下的积水过程估算其涝灾损失,进而计算有治涝工程和假设无该治涝工程两种工况时所有组合下的涝灾损失期望值,从而得到治涝工程效益。以广州市南沙区的一个涝区为例简要说明了治涝效益的分析过程,结果表明,本文构建的治涝效益分析模型能分析涝区内状况和承灾体均发生改变、同时考虑涝区暴雨和承泄区水位全体组合下的治涝效益,可为治涝工程建设的合理决策提供科学依据。     

营口入海河口地区雨潮遭遇分析

河口区治涝规划设计中与设计暴雨相组合的承泄区设计,潮位的选取较为复杂。文中以营口入海河口地区为例,通过点绘暴雨潮位相关关系及设计洪潮遭遇线,根据实测资料,分别以降雨为主潮水相应和以潮水为主降雨相应的两种遭遇方式进行分析,进而确定设计潮位。     

城市治涝标准的衔接及规模确定

近年来随着城市的建设发展,城市排涝问题日益突出,目前不同标准和规范对城市治涝标准的要求有所不同。一般北方城市雨水均通过排水管网排泄至承泄区,要求城市雨水管的设计规模应同时满足常遇暴雨和稀遇暴雨形成涝水的排除要求。目前,市政排涝设计中一般按常遇暴雨确定设计规模,缺乏对稀遇暴雨排除要求的分析,而造成城市内涝灾害的往往是稀遇暴雨。通过对银川市中心城区排涝规模的分析计算,找出地面涝水排除标准与雨水干管排水标准的对应关系,并结合规范确定其治涝标准。结果表明:区域地面排水标准与雨水管排水设计重现期及相应排水流量应存在一定的对应关系,才能使城市雨水管满足常遇暴雨及时排除和稀遇暴雨在一定时间内排除的要求。     

感潮地区涝区暴雨与承泄区上游洪水的遭遇规律

感潮地区内涝防治规划设计必须合理确定与设计暴雨相组合的承泄区设计潮位过程,而上游洪水会抬高承泄区潮位,对低潮位的抬高作用尤为显著,导致利用闸门抢排涝水非常不利,故需进行涝区暴雨与承泄区上游洪水的遭遇分析。以中(山)珠(海)联围为例,分别采用定性分析法和概率风险分析法分析中珠联围暴雨与承泄区磨刀门水道的上游西江马口站洪水的遭遇规律。定性分析结果表明,在每年的5—8月,中珠联围发生大暴雨时,有较大可能遭遇到西江洪水,尤其在6—7月遭遇概率特别大。概率风险分析结果表明,当中珠联围发生不低于20年一遇大暴雨和未发生超过20年一遇大暴雨时,马口站发生不低于频率为90%、频率为75%、多年平均、5年一遇、10年一遇年最大洪水的概率分别为15.21%、10.99%、6.58%、4.12%、2.93%和13.62%、9.80%、5.84%、3.65%、2.59%。     

基于不同环境下治涝工程效益估算方法探析

涝区内承载体的空间分布、数量及种类等状况往往会在治涝工程建设后发生较大的变化,因此有治涝工程情况下所能减少的涝灾损失应为变化环境下治涝工程效益,且各种水位组合下承泄区的涝灾损失数学期望值应为各频率下暴雨导致的涝灾损失。文章运用GIS技术、Copula函数构建了涝区数字高程模型和承泄区水位与涝区暴雨联合分布,在此基础上建立了变化环境下治涝效益分析模型。根据遭遇组合水位下的承泄区和涝区暴雨积水过程,通过对所有组合下的两种不同工况的涝灾损失期望值的估算,科学准确的评价了治涝工程效益,然后以新民市境内的一个涝区为例简要分析了其过程。研究表明:考虑了承泄区和涝区暴雨水位组合的治理效益分析模型,能够客观、系统的反映承灾体和涝区的变化状况,为治涝工程建设方案的优化设计及其效益分析提供一种新的途径。     

利用AMH Copula函数分析磨刀门水道潮洪组合风险

为探讨磨刀门水道潮洪组合风险,借助AMH Copule函数,利用竹银水文站及马口水文站的实测资料,构建年高潮位与西江洪水量的联合分布,分析该水道潮洪遭遇组合风险率。结果表明:磨刀门水道的年最高潮位与上游洪水呈现正相关性;高潮位遭遇上游洪水的风险率为洪水量愈大,风险率愈小;重现期大于30 a一遇的潮位,遭遇上游洪水的风险率随潮位的增高而有所上升,遭遇上游多年平均洪水量的风险率接近20%,遭遇上游10年一遇洪水量的风险率约为5%。     

变化环境下的治涝效益估算方法研究

治涝工程直接经济效益表现在涝灾的减免程度上，应该只是因有、无治涝工程措施而导致的涝灾损失的差值。由于在治涝前、后，涝区的内环境常常可能会发生变化，承灾体的种类、数量和空间分布也都可能会发生变化，因此，变化环境下治涝工程效益应该是有治涝工程情况下比假设无该治涝工程情况下减少的涝灾损失；而且孕灾外环境可能是随机变化的，故各频率的暴雨导致的涝灾损失应为与各种承泄区水位组合下的涝灾损失的数学期望值。因此，现有的治涝效益估算方法均不能或不完全适用于变化环境下的治涝效益估算。本文基于Copula函数和GIS构建的变化环境下治涝效益分析计算模型，用Copula函数构建涝区暴雨和承泄区水位的联合分布，借助GIS技术构建涝区数字高程模型。根据涝区暴雨和承泄区水位遭遇组合下的积水过程估算其涝灾损失，进而计算有治涝工程和假设无该治涝工程两种工况时所有组合下的涝灾损失期望值，从而得到治涝工程效益。并以实际案例来进行研究分析。     

深圳大空港新城截流河防洪防潮与治涝工程体系研究

对大空港新城防洪(潮)治涝工程的水文计算和工程总体设计进行了阐述,采用DHI MIKE FLOOD软件建立内涝计算模型,模拟了2年和50年一遇设计暴雨的内涝积水过程.计算结果显示,采取工程措施后,水系在排涝时的承泄能力得到极大提高,内涝灾害程度大幅降低.     

感潮河段水位与上游洪水和河口潮位的关联性研究

感潮河段水位过程的差异直接影响到两岸易涝区涝水的外排进程,对感潮河段水位与上游洪水和河口潮位进行关联性分析,旨在为感潮河段两岸易涝区治涝合理选取设计潮位过程提供依据。本文构建的感潮河段水位与上游洪水、河口潮位的关联性分析模型,首先采用Copula函数分别构建感潮河段年最高水位与上游相应洪水和河口相应潮位的联合分布,再基于联合分布提出关联性分析模型。选取珠江三角洲磨刀门水道的竹银站来分析其水位与上游马口站洪水和河口三灶站潮位的关联性。分析结果表明：（1）对任一重现期竹银站最高潮位,与马口站流量遭遇的概率显著低于与同一重现期的三灶站高潮位遭遇的概率,即竹银站出现高潮位时,受河口潮位影响的概率要大得多;（2）对一确定重现期竹银站最高潮位,与马口站流量组合的风险并不一定低于与同一重现期三灶站高潮位组合的风险,当重现期较大时,前者高于后者。     

基于Copula函数的浙江沿海流域雨潮组合风险分析

受暴雨与外江潮位共同影响,沿海地区防洪排涝问题异常复杂,传统的单变量水文频率分析已无法解决复杂的实际防洪排涝问题。为此,采用了二维Copula函数进行暴雨和潮位的二维联合概率计算,并基于同现风险率、条件风险率和防涝风险率进行风险分析,最终应用于浙江省多个沿海流域的雨潮遭遇分析。应用结果表明:Copula函数能够较好地模拟浙江省沿海流域的雨潮联合分布,准确定量地计算出不同雨潮组合下的风险率,且该方法分析成果与传统的洪潮遭遇分析成果基本一致,具有较强的可靠性和实用性。