地下排水的特殊功能

地下排水可分为地下水平和垂直排水,除涝治渍,而地上排水仅排洪涝,不能排地表残积水之涝,而要由地下排水完成.除此之外,还有利于土壤与地下水库建设;有利于增加地下水激发补给和地表水降水利用率,减少地下无效与有害蒸发;可以治理盐碱;增大土壤渗透,提高地温,增加固氮;改善生态环境,增强生态功能.     

三江平原成灾雨型及治理对策

从2004年和历年三江平原成灾雨型分析得，长历时大雨及长短历时大暴雨雨型是主要和最主要成灾雨型，但针对这种雨型产生的渍涝和涝渍灾害，尚未提到三江平原工程治理日程，与国内外走过的治涝、治渍两个历史发展过程有很大差距。根据当今国内外发展水平和方向(重视渍涝治理)和三江平原的自然与社会特点(洪涝轻，渍涝重，机械水平高)采取治理新对策，把渍涝治理提到日程；坚持井灌；建设“排降蓄灌”水利。     

洪灾综合风险结构与综合评价方法(Ⅰ)宏观方面

从洪灾形成的成灾模式入手,探讨了洪灾综合风险的宏观结构特征.从洪水灾害风险形成机制的角度出发,应用灾害学的研究理论探讨洪水灾害的风险性,建立由致灾因子的危险性、孕灾环境的脆弱绝对性、承灾体易损相对性及用于洪灾风险宏观评价的灾情损失评估所组成的洪灾综合风险分析的宏观结构,并给出了相应量化的分析概念模型.     

层次分析法和GIS技术在河南省雷电灾害风险区划中的应用

根据自然灾害风险评估理论,利用闪电定位资料、地理信息数据、社会经济数据以及雷电灾情等数据,采用层次分析法(AHP法),从致灾因子的危险性、承灾体的暴露度和承灾体的脆弱性方面,研究雷电灾害风险评估及区划方法,建立起评价指标与风险评估的定量关系,形成了河南省雷电灾害风险评估的方法.同时,结合GIS技术,形成了致灾因子危险性分布图、承灾体的暴露度分布图和承灾体的脆弱性分布图,最终叠加形成河南省雷电灾害综合风险区划图.区划结果表明:高风险区主要位于豫东和豫西北大部分地区,低风险区主要位于豫北和豫西南部分地区.     

滑坡灾害典型受灾体失效概率计算方法及应用

从系统研究的角度看,滑坡灾害系统包括致灾体子系统和受灾体子系统。滑坡灾害是这2个子系统共同作用的结果。以往的研究主要集中在致灾体稳定性的评价上,没有全面考虑2个子系统对灾害风险的影响,尤其缺少对受灾体子系统的研究。针对这种现状,对一种典型受灾体（框架结构）在滑坡灾害作用下的失效概率计算方法进行探讨：将滑坡灾害致灾模式简化为致灾体对受灾体的冲击破坏模型,推导了滑坡冲击力计算公式;探讨了典型受灾体整体功能函数的建立方法,提出了滑坡灾害典型受灾体失效概率计算方法。采用该方法进行了算例分析,分析了滑坡灾害致灾强度和受灾体抗灾性能对受灾体失效概率的影响,得出滑坡灾害影响范围可划分为绝对危险区域、相对危险区域和绝对安全区域。还研究了受灾体失效概率对不确定性影响因素的敏感性,得出当定值计算受灾体为失效时,受灾体失效概率随影响因素变异性增加而减小;当定值计算受灾体为安全时,受灾体失效概率随影响因素变异性增加而增加。     

区域非稳定动力学环境下的工程场地破裂效应初探

工程场地破裂效应是区域非稳定动力学环境下的主要灾害效应之一,但目前对缺乏系统性研究。本文提出了工程场地破裂效应研究的区域稳定动力学方法,并对非稳定动力学环境下的破裂效应进行了初步探讨。笔者提出：非稳定动力学条件决定了破裂原动力,深浅相关性,以及成灾致灾连续性等动力学和运动学特征。     

山区河流水灾害问题及应对（特约稿）

全球重大自然灾害正深刻影响着人类的生存和发展,如何更有效地应对各类自然灾害尤为重要。2008年“5·12”汶川大地震后,“地球人都要有灾害意识,地球人都要有灾害教育”已深入人心,中国人的灾害意识和防灾技术水平均得到了较大幅度的提升。由于独特的区域地质构造、地形地貌和水文气象等条件,中国西部地区一直是水灾害频发的区域,防灾减灾工作已成为影响区域社会经济及国家整体发展的重要方面。作为国家布局在西部的高水平研究型综合大学,四川大学传承和创新了都江堰的治水智慧,在应对高坝泄洪与防洪安全、高坝工程结构安全、山洪泥沙灾害与滑坡防治、流域生态环境保护等山区水灾害方面进行了积极探索,取得了一系列重要成果。主要有：1）开发细观实验与模拟技术,揭示了高坝水力学复杂水流现象的细观机理,建立了更加可靠的判别准则和计算方法,形成系统的细观水力学体系,并创新地提出了多级泄洪原理与技术;2）原创性地提出了地质力学模型破坏模拟与综合法试验新技术,揭示了高坝工程整体结构安全响应机制,建立了能够准确反映受复杂地质环境及超标洪水等因素影响下高坝-坝基-库水整体结构安全评价体系;3）揭示了山洪与泥沙共同作用下“小水大灾”机制,提出了特大山洪泥沙灾害“降阶防控”技术,将山洪泥沙灾害致灾不确定性降到可防控范围;4）引入应用三维激光扫描仪等新设备与技术实现了滑坡变形监测从“点、线、面”拓展到三维空间整体,提升了水动力型滑坡的灾害监测预警水平以及灾害应急响应能力;5）针对滑坡-堰塞坝物质组成和结构特性变异性大的问题,提出了滑坡-堰塞湖分类应急处置与综合治理技术;6）针对西南地区地理、生态与环境特点,提出了生态需水配置和过鱼、梯级水库水温预测成套方法和低温水控制、高坝泄水总溶解气体（TDG）过饱和的预测与调控等一整套维护水生生物生境的关键技术,将生态环境保护研究从工程局部及单一水环境领域,拓展到山区流域整体系统并形成多学科领域交叉的综合科学技术体系。最后,针对中国西部山区河流水灾害的特点以及国家防灾减灾救灾的总体需求,提出了变化环境下的水灾害形成与演化、耦合致灾机理与临界判据、水灾害动力灾变机制与演化过程、突变河流的生境-生物相互作用机制、灾变河流的生态演变机制和新平衡态、水灾害监测预警和风险评估、基础大数据库与云平台、水灾害流域协同管理与灾后重建等一系列山区水灾害领域的重大前沿科学技术问题,有助于促进下一步防灾减灾相关学科领域研究工作的发展。     

洪水灾害经济损失的预测研究

为有效预测洪水灾害所带来的直接经济损失,综合考虑降雨量、海平面变化、排水管道、水库总容量、常住人口、国内生产总值(GDP)等因子建立了洪水灾害经济损失预测模型。采用层次分析法对各洪灾致灾因子进行合理分权,运用灰色预测模型对各致灾因子进行分析预测,结合致灾因子的预测值和权重采用BP神经网络进行洪灾风险直接经济损失预测。以深圳市洪灾损失为例进行预测仿真,通过实例的仿真验证了该模型的可行性。     

泥沙补给突变下的山洪灾害研究构想和成果展望

全球山地面积占陆地面积的30%,每年有超过5 000人死于山洪灾害。中国山洪灾害防治区面积占陆地面积的48%,居住人口占全国人口的44.2%。2000年以来,中国每年约1 000人因山洪灾害死亡,山洪灾害死亡人数占洪涝灾害死亡人数的70%左右。山地区域地形险峻,地表破碎,表层风化层厚,局地暴雨频发,洪水陡涨猛落,沟床冲淤调整剧烈,山洪水沙运动耦合致灾突出。山洪灾害防治已成为中国工农业、能源、交通、国防安全等国家重大工程基础建设、区域社会经济发展和人民生命财产安全面临的突出难题,暴雨山洪灾害研究仍是中国当前防洪减灾工作的重点和难点。面对严峻的山洪水沙灾害风险形势,传统忽略泥沙运动影响的防灾理论与技术难以解决山洪水沙耦合致灾问题,无法满足目前重大山洪水沙灾害防治的实际需求,突出表现为泥沙补给突变对重大山洪灾害的成灾效应认识不够、山洪水沙运动耦合成灾区识别不清、山洪水沙灾害防治技术针对性不强、山洪水沙运动防灾减灾的区域联动性考虑不全等。因此,急需通过系统梳理暴雨山洪水沙运动规律,实现山洪水沙耦合成灾理论创新,提出重大山洪水沙灾害的源头治理和区域全面防范的有效措施,显著提高中国山洪水沙灾害防治技术水平,为保障国家重大工程安全和人民生命财产安全提供理论基础和技术支撑。长期以来的暴雨山洪灾害预报预警理论及防治技术研究多以降雨–径流–水位分析为主,以临界降雨/水位阈值条件为判据,较少涉及泥沙补给突变引发的沟床剧烈调整致灾机制,而大量的暴雨山洪灾害现场表明泥沙补给与洪水的耦合作用是重大山洪灾害的关键源动力。"泥沙补给突变下的山洪灾害研究"项目以山区暴雨山洪灾害现场调查与灾害试验反演模拟为基础,采用水文学、土力学、水力学及河流动力学等理论方法和水沙运动数值模拟技术,突出研究山区小流域暴雨洪水、坡地破坏产沙、宽级配卵砾石输沙以及沟床来沙超量补给的水沙运动耦合致灾过程。通过系统研究山地区域暴雨洪水及其产沙特征、复杂沟床输沙动力,以及超量泥沙补给下的水沙运动及其沟床响应规律,以揭示山地区域暴雨山洪过程与泥沙补给突变的沟床响应致灾机理,为山地区域山洪灾害预警及灾害防治提供依据,并及时丰富和完善暴雨山洪灾害所涉及的水沙运动规律与沟床响应致灾防治技术。     

基于系统论的水旱风灾害防御机制研究

运用系统科学理论研究水旱风灾害防御体系,基于系统的普遍定义和对水旱风灾害防御过程及所涉及要素的分析,提出了水旱风灾害防御系统的定义,分析了水旱风灾害防御系统的要素、结构、功能与环境;基于感知控制论,深入研究了水旱风灾害防御系统在治理与准备、紧急防御和灾后恢复等不同状态下的运行控制过程;通过控制过程分析,总结了系统科学理论对改进水旱风灾害防御机制的启示。研究表明:水旱风灾害防御活动应实行分层指挥控制,落实分级管理;应将县级作为指挥决策能力建设的重点,而乡镇水旱风灾害防御能力建设应着重于提高执行力;应加强基层执行主体的自主行动能力,发挥执行主体的核心作用;为提高水旱风灾害防御系统面对复杂自然环境和社会经济系统变化的适应性,应建立专家会商机制,并随着自然环境和社会经济环境的变化主动对系统结构进行调整。     

洪涝灾害损失划分的原则与方法初探

以淮河流域中游焦岗湖洼地为研究对象,提出了一种新的洪涝灾害划分原则与涝渍灾害损失的定量划分方法,该方法以农田排水径流模拟模型和作物水分胁迫生产函数模型为基础,实例研究表明了该划分原则与划分方法的合理性与有效性.     

城市排水防涝规划编制要点探讨--以常州为例

以常州为例,探讨了平原水网城市排水（雨水）防涝综合规划编制要点,提出了从内涝风险评估、规划标准制定、防涝工程体系完善等方面加强规划研究,着重从河网水系梳理、排涝设施建设、市政雨水通道安排、易淹易涝片区整治、低影响开发等方面构建城市防涝工程体系,保障城市排水安全。     

关于城市防涝减灾的若干思考——杭州“10．8”涝灾过后的反思

2007年10月8日,受第16号“罗莎”台风环流和北方冷空气南下的共同影响,杭州主城区遭遇40年一遇强暴雨,使杭州主城区街巷遭受罕见的涝灾．近几十年来,我国的城市建设发展迅速,但是在发展的同时也带来了各种隐患,其中以城市化造成城市内涝灾害最为严重,给人民生命财产带来的损失最大．以杭州市为例,从城市面临的内涝灾害问题、城市内涝灾害原因分析以及城市防涝减灾新对策三大方面做了若干分析,希望对杭州“10·8”涝灾过后的经验总结具有一定的借鉴作用．     

三江平原涝渍治理

分析了不同自然与社会条件的典型国家与地区的涝渍类型和治理对策,结合三江平原实际,确认三江平原涝渍类型主要是渍涝,应把渍涝治理作为三江平原治理主攻方向,具体治理可参照国内外不同国家和地区的成功技术与经验,因地制宜进行。     

黑龙江省洪涝灾害及其长期预报

洪涝灾害居黑龙江省自然灾害之首。产生洪涝的环流形势待点是：在东亚区为北脊南槽型，西太平洋副热带高压偏北偏东，且６月份与洪涝月７（８）月形势基本相同。为揭示环流形势演变特征，制作高纬６５°Ｎ中纬４５°Ｎ前一年１１月至当年７（８）月经向时间剖面图。又以１９９１年７月我省特大降水形成洪涝为例，计算其流函数、速度势、辐散风、纬向风、水汽通量和垂直速度等物理量。表明洪涝具备的条件须有两支水汽通道，一支来自西南方向印度洋的水汽，另一支来自偏南方向太平洋的水汽。二支相汇在１２０°—１３０°Ｅ的渤海湾附近，使水汽通量大大增强形成强烈的辐合上升。从洪涝前期各主要系统的演变待征指出了长期预报指标。     

基于小波变换的径流周期与ENSO事件响应关系研究

在气候变化和人类扰动下,河川径流过程变化日益复杂,探索径流变化对气候因子(ENSO事件)的响应规律,掌握区域水资源发展动态,对科学制定区域水资源规划和管理策略及满足人类需求与生态系统的水平衡要求极为重要。通过交叉小波变换法与凝聚谱方法,分析陕西省渭河咸阳站、无定河丁家沟站、汉江安康站河川径流规律与ENSO事件的相关性,从物理驱动因素层面探讨径流周期变化的潜在机理。分析结果显示:20世纪70年代以前,各站径流与ENSO指数(MEI指数)在小尺度2~4 a周期上均存在着显著的负相关;从20世纪70年代开始,径流与ENSO指数的相关性变得复杂,这与研究区内人类活动影响增强并成为径流驱动的主因有关。研究表明:交叉小波变换法与凝聚谱方法适用于水文和气象要素间响应关系的分析,可深层次地揭示两者之间的相关性和响应时滞方面的联系,可反映气候因子对径流过程影响的时域变化特征。案例结果表明:陕西省河川径流变化在20世纪70年代以前主要受气候因子驱动,响应较为紧密;20世纪70年代以后,人类活动影响逐渐超越气候因子影响,径流变化表现为人类与气候双驱动模式,且以人类活动为主。     

基于数学模型的城市内涝灾害风险评估研究

分析了内涝灾害的成因,评估方法、评估内容,以城市地表与明渠河道水流运动为主要模拟对象构建内涝数学模型,并应用于阳原县.根据该县的地理信息特征设计多边形的计算网格,对2013年8月9日的暴雨进行模拟.模拟的积水误差在2cm以内的大约占85%,只有12%的网格模拟的积水误差大于3cm.因此,通过此模型能够良好的预测降水量,使得在内涝灾害评估中及时发现安全隐患,在一定程度上减少人员财产的损失,保护了国家和人民的利益.     

基于InfoWorks ICM模型的陕西省咸阳市排水系统能力及内涝风险评估

为了评估陕西省咸阳市主城区的排水系统能力和内涝风险,基于InfoWorks ICM模型建立了咸阳市主城区一维、二维耦合水动力学模型,对排水系统现状进行评估,并使用英国洪涝灾害指数评价体系对内涝风险进行评估。结果表明:咸阳市主城区采用平篦雨水口,覆盖程度满足设计要求,但是雨水口存在破损、移位及淤堵等问题,且部分排雨管道被严重堵塞,整体管道达标率较低; 现状排水管网管径较小,在4种降雨强度(设计重现期为0.5、1、3、5年)的模拟中,排水能力小于0.5年一遇、0.5～1年一遇、1～3年一遇、3～5年一遇和大于5年一遇的管网所占比例分别为68.9%、5.8%、3.9%、5.3%和16.1%; 人民路—东风路—渭河—咸通路围成的地块和东风路—河堤路—福银高速公路—金旭路围成的地块为内涝高风险区域。     

SWMM模型在沧州市内涝积水模拟中的应用

随着城市化水平的提高,排水设施建设滞后,城区增雨系数变大,很多城市发生了不同程度的城市内涝,迫切需要开展城市除涝研究。以地下水漏斗、地面沉降相对严重的沧州市为例,通过建立暴雨内涝模型、设计暴雨研究对城市内涝进行了模拟,并提供了提高模型精度的建议。     

基于Web GIS的福州市公路水毁预警系统设计

以福州市水毁预警系统为对象,研究水毁预警系统的总体目标与设计方法、系统框架、数据库和系统的实现界面.根据系统实时需求建立基于.NET三层构架的程序开发平台;用OracleSpatial构建并将数据导入和转换进数据库;通过Web GIS系统集成的平台实现网络构架和界面显示并进行直观的水毁评价及预警.最终建立易操作、可扩展、集成性高、可量化的水毁预警系统.