水质超标风险率的CSPPC模型

水质的变化受多种不确定因素影响，是一种随机过程。本文分析了水质变化过程中的超标风险性，基于随机点过程理论，构造了水质超标风险分析的成丛随机点过程复合(CSPPC)模型，并应用于深圳市西丽水库出水口断面水质超标风险率估算，由实际资料对其水质超标点过程的分布进行了拟合优度检验，获得满意计算结果。CSPPC理论和方法是非突发性环境风险大小识别的有效途径。     

基于蒙特卡罗法的土石坝洪水漫顶风险率计算及其敏感性分析

为了减少土石坝因洪水漫顶造成溃坝所带来的损失,详细介绍了计算土石坝洪水漫顶风险率的蒙特卡罗法模型,分析了影响土石坝洪水漫顶的主要因素为洪水、风浪、水库运行调度方式和水库特性。针对这些因素进行洪水漫顶风险率的敏感性分析,并以南方某土石坝为例进行了实例研究。结果表明:洪峰流量均值和变差系数以及最大风速的均值对土石坝洪水漫顶风险率的影响较大,洪峰流量的偏态系数和风速的均方差的影响较小;水库自身特性及洪水到来前的水库初始水位的影响也比较大。该实例计算得到的洪水漫顶风险率经与相关工程实例分析计算成果比较,表明采用蒙特卡罗法计算洪水漫顶风险率是可信的。     

超标洪水下堤防失事风险评价及工程应用

基于堤防工程可能的失效模式,修正了水文失事风险率和边坡滑动失稳风险率计算模型.分析了漫顶失事、渗透破坏失事以及边坡滑动失稳的条件概率计算方法,建立了堤防综合失事风险率计算模型;同时,提出了超标洪水下堤防失事风险率的计算方法,结合南京市外秦淮河堤防工程实例,得到超标洪水下外秦淮河堤防综合失事风险率为0.57%.     

施工导流系统超标洪水风险率模型研究

本文把超标洪水间隔时间作为随机变量，考虑实际施工导流系统使用之前的最近一次超过设计值的洪水发生时间已知的条件，提出了一种超标洪水风险率模型，并对洪水间隔时间的概率分布做了初步分析。文中提出的模型同样适用于大坝溢洪道，防洪系统，公路排水系统的风险率计算。     

考虑洪水过程预报误差的水库防洪调度风险分析

根据洪水预报确定性系数的定义,推导了洪水过程相对预报误差的标准差与确定性系数的关系,分析了洪水过程预报误差的分布规律;采用水库调洪演算的随机微分方程,解析了方差率与预报误差分布规律的关系,从而将洪水过程预报误差的不确定性转化为库水位过程的不确定性,借以分析水库防洪预报调度的风险水平。以隔河岩水库为例,计算了不同洪水预报精度下水库防洪调度的极限风险率和漫坝风险率,为隔河岩水库开展洪水预报调度提供了科学依据。     

两变量防洪风险模型研究

针对传统设计洪水过程线推求方法所存在的局限性,采用Copula函数建立洪峰和洪量的两变量联合分布,对洪峰和洪量设计值进行联合随机模拟,同时根据随机模拟值与实测洪水过程特征量的相似性来选择典型洪水过程,并基于多变量重现期,建立了两变量防洪风险分析模型。以清江流域隔河岩水库为例,分析不同汛限水位对应的极限风险率和漫坝风险率。研究结果表明：① 隔河岩水库汛期运行水位可确定为193.6m,在预报长江将发生大洪水时,可将水位提前降低至192.2m,不会增加水库的防洪风险;② 当汛限水位继续抬高至194.0m时,尽管极限风险率变化不大,但漫坝风险率成倍增加。所提出的模型可以充分考虑洪水过程的随机性和不确定性,可为流域水库的防洪设计和安全运行提供参考。     

河道行洪风险计算的随机模拟方法

河道行洪风险率的确定对堤防保护区的安全及设防标准的选择具有重要作用。从河道洪水演进的物理过程出发,对河道行洪过程中的风险因子进行了识别、分析。在综合考虑各主要因子不确定性的情况下,建立了河道行洪风险计算的随机模拟模型。由模拟得到的行洪水面线进行河道漫堤风险评估,避免了采用随机过程理论求解水面线分布的繁琐过程。通过实例计算,表明模型能够很快地收敛到问题的解,且计算结果对防洪调度及设防标准的选择具有一定的参考作用。     

利用防洪预报调度调整汛限水位的风险分析

通过分析洪水预报误差对调度风险的影响,建立了遭遇不同设计频率洪水时防洪预报调度的调洪结果超过原规划结果的风险率的计算方法,即通过确定超设计与不超设计风险误差域及其发生的概率,将遭遇洪水的发生概率与相应超设计风险误差域的发生概率相结合作为防洪预报调度调整汛限水位的超设计风险率。以白龟山水库为例计算遭遇频率5%、2%、1%和0.05%设计洪水的超设计风险率分别为0、0、0.001 4%和0,其结果介于相应的期望风险率超设计值和最大风险率超设计值之间,表明该方法合理可行。     

水库汛限水位动态控制的风险评估

水库汛限水位的动态控制实质上是一种风险调度.在对短期水文预报不确定性分析的基础上,提出了将洪水预报精度等级评定指标转化为人库洪水过程的随机特征值的方法,利用水库调洪演算的随机微分方程,分析了不同预报精度等级和不同预见期条件下水文预报误差的传递与演化过程,并建立了水库汛限水位动态控制的风险率计算模型,以定量评估抬高汛限水位对水库大坝和下游河道防洪安全的影响.算例分析表明,汛限水位的抬高将使水库和下游河道的防洪风险率增大,通过提高预报精度和延长预见期可以降低由汛限水位拾高所增加的风险率.     

施工导流超标洪水风险率计算的最大熵法

利用最大熵原理推导了超标洪水间隔时间的熵概率密度函数模型,在此基础上给出了施工导流超标洪水风险率的计算方法。方法可直接根据样本的数字特征值推断洪水类型,而不是先假设典型的概率分布,因而减少了主观假定,具有更充分的数学和物理意义。利用MATLAB软件对具体工程实例进行了计算,并与传统假定为威布尔分布的方法进行了对比分析。结果表明:给出的计算方法精度较高,且算法简单、便于应用。