基于分形理论的黄河内蒙古段河势演变特征及其与凌汛灾害关联研究

寒区河道凌汛灾害河势“弯道效应”的量化评估十分重要。基于分形理论提出河道横断面-纵剖面-平面多维度河势分形维数计算方法及其物理机制，并探讨黄河内蒙古段不同维度河势演变分形特征及其与凌汛灾害的关联关系。结果表明，黄河内蒙古段不同维度河势均具有多尺度自相似分形特征，且具有多年记忆周期的长程相关性；冰坝（严重性冰塞）发生频次与河道主槽弯曲分形维数呈正相关指数型函数关系，与河相系数、深泓点高程和河段平均底坡分形维数负相关，与水深-面积分形维数正相关，总体表明冰坝灾害更易发生于主槽偏移摆动大、蜿蜒曲折、河湾发育程度高的宽浅型弯曲河道，研究成果可为凌汛期冰塞冰坝灾害易发河段诊断及预测提供重要理论依据。     

中国城市水利面临的严峻形势

我国许多城市的发展特点是城市水利的发展现状令人堪忧，本文从城市人口、水资源、防洪、水环境、管理体制等方面分析了我国城市水利面临的严峻形势，并就水资源、城市防洪标准等方面提出了相应的对策。     

淮沂水系洪泽湖-骆马湖水资源联合优化调度研究

根据洪泽湖与骆马湖存在丰枯遭遇不同步的情况,且两湖联通河道输水能力满足水资源联合调度的需求,建立了LP-DDR(线性规划-动态决策修正)数学模型,对洪泽湖-骆马湖进行了规划水平年联合优化调度研究。结果表明,两湖联合调度可以实现淮沂水系水资源的合理利用,对缓解两湖水资源供需矛盾,提高其抗旱减灾能力具有重要意义。     

用遗传算法优化神经网络初始权重的方法

基于遗传算法的全局搜索和BP网络局部精确搜索的特性,通过采用遗传算法优化网络初始权重的方法,将遗传算法和BP算法有机结合,做到了优势互补,并在提高洪水智能预报精度,特别是提高洪峰预报精度的研究中得到了很好的应用。在珠江流域西江洪水预报系统中,以历史水文资料进行检验的结果表明,洪峰时段的预报精度明显高于平水期的预报精度,证明了这种方法的有效性和可靠性。     

人工神经网络峰值识别理论及其在洪水预报中的应用

本文在总结大量洪水预报实践经验的基础上，提出了一种峰值识别理论及相应的改进BP算法(Error Back Propagation with Peak Recognizer,简称BPPR).该理论及算法在修改网络权重时，偏重大值误差，即大值误差对权重的修改起主要作用.这种BPPR算法使人工神经网络洪水预报模型对洪峰的预报精度显著提高，从而保证了洪峰预报的可靠性.     

基于熵权法的模糊物元模型在山洪防御能力评估中的应用

针对我国山洪灾害评估工作的需求,运用信息熵与模糊物元理论开展区域山洪防御能力评估研究。遴选山洪防御能力中关于风险性、基础应灾能力、监测预警能力和群测群防能力的16项指标构建评估体系,引用熵权法计算指标权重,采用模糊物元方法建立山洪防御能力评估模型。以历史灾情为基础验证资料,分析风险层指标的模型输出结果,后推广至山洪防御能力综合评估中,并与层次分析法评估结果进行对比。结果表明:德宏州各县域的山洪防御能力由高到低的排序为瑞丽市、陇川县、梁河县、盈江县、芒市,其中仅芒市山洪防御能力等级为低等水平,其余县域为中等水平,并与层次分析法评估结果一致。该模型计算简单、结果合理,实用性较强,适用于多因子评估问题。研究成果为我国山洪防御能力评估提供了新方法。     

结构动力的反分析方法研究

本文以线性多自由度体系在随机荷载作用下振动响应的正分析为基础，建立了结构振动荷载谱的反分析方程，采用线性方程组最小二乘解法对诱发结构振动的激振力进行了求解，并求出相应的动荷载时间历程，从而是结合分析可地动力响应分布进行计算，籍高拱坝泄洪振动水弹性模型实验研究。对此反分析方法给予验证，计算结果与实验测试成果的合，事实说明，动力反分析地复杂结构体系在多振源或不确定动荷载作用下的动态特征研究有重要意义。     

多源洪水耦合模型在防洪保护区洪水分析中的应用

针对防洪保护区单一洪水风险分析的不足,以一、二维非恒定流基本控制方程为理论基础,采用有限体积法对网格进行离散求解,建立溃堤洪水和暴雨多源洪水耦合的数学模型。在一、二维模型的链接处选用堰流公式实现河槽与保护区水流的实时交互,借助干湿水深理论对模型进行优化,利用遥感影像解译处理保护区内复杂地形条件下糙率对洪水演进的影响,概化处理区域内道路和过水涵洞对洪水的阻水或导水作用,并利用历史实测洪水资料进行模型验证。将验证后的模型应用于淮河干流凤台段防洪保护区多源洪水运动耦合模拟,分析了单一洪水与多源洪水对防洪保护区的损失比较结果,说明该区域受暴雨内涝影响较为严重。     

洪水风险快速分析技术方法研究进展

在防汛应急管理中,由于水情的复杂性和多变性,洪水风险分析方案存在不确定性和时变性,针对变化的水雨情数据对洪水风险要素进行快速分析是降低洪灾损失的有效手段。总结可用于洪水风险快速分析的各类技术与方法,通过梳理不同建模方式和风险要素识别模式,对洪水风险快速分析技术方法的原理展开了研究。在此基础上,对比分析了各类方法的优势和局限性,并对其技术特点和适用条件进行了深入探讨。最后,对洪水风险快速分析方法的应用前景进行了展望。分析认为:常用的水面高程推算法和水动力模型法仍有重要利用价值;基于元胞自动机思想的建模方法值得进一步研究和推广应用;基于遥感与GIS技术的淹没分析为大范围洪水灾情的快速评估提供了高效的技术手段。     

突变理论与BP神经网络相结合的堤防安全综合评价

针对堤防工程失事后果严重,难以进行全线监控等问题,从致灾因子、孕灾环境和承灾体3个方面考虑,选取恰当的评价指标,构建了多层次多目标半结构性的堤防工程安全评价指标体系。在堤防安全评价指标体系的基础上,提出基于突变理论与BP神经网络相结合的堤防安全综合评价模型,即将突变理论归一公式处理后的指标作为BP神经网络的输入,通过试错法确定中间层,输出为堤防安全综合评价值。利用该模型对黄河宁夏段堤防工程进行堤防安全综合评价,并将综合评价模型评价结果分别与主成分分析法和层次分析法的评价结果进行对比分析。结果表明,模型评价结果合理,既考虑了系统内部各影响指标间的矛盾关系,也具有较强的鲁棒性,简单实用,对同类水利工程安全评价具有借鉴意义。