洪災(zāi)綜合風險分析的理論方法與應(yīng)用研究

前言

第1章　緒論

1.1　研究背景與意義

1.2　國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.2.1　洪水為害風險分析

1.2.2　防洪工程風險分析

1.2.3　防洪投資風險分析

1.2.4　防洪風險決策分析

1.2.5　博弈論的應(yīng)用研究

1.3　現(xiàn)狀評述及研究趨勢分析

1.3.1　洪災(zāi)風險分析的綜合化研究趨勢

1.3.2　洪災(zāi)風險分析的系統(tǒng)化研究趨勢

1.3.3　新技術(shù)、新方法的不斷開拓與應(yīng)用

1.4　研究方案與主要創(chuàng)新點

1.4.1　研究內(nèi)容與研究方法

1.4.2　技術(shù)路線

1.4.3　主要創(chuàng)新點

第2章　洪災(zāi)風險分析的系統(tǒng)化研究

2.1　基本概念辨識

2.2　洪災(zāi)風險分析的系統(tǒng)化

2.2.1　洪災(zāi)風險分析與管理

2.2.2　洪水災(zāi)害與減災(zāi)系統(tǒng)

2.2.3　洪災(zāi)風險分析系統(tǒng)化

2.3　本章小結(jié)

第3章　洞庭湖區(qū)洪災(zāi)孕災(zāi)環(huán)境變異性分析

3.1　資料來源及其基本分析

3.1.1　資料來源

3.1.2　樣本特征分析

3.2　年最大流量序列周期性分析

3.2.1　小波分析概述

3.2.2　方法介紹

3.2.3　計算結(jié)果

3.2.4　周期對比

3.2.5 曲線擬合

3.2.6　結(jié)論

3.3　年最大流量序列趨勢分析與持續(xù)性研究

3.3.1　趨勢分析

3.3.2　持續(xù)性研究

3.3.3　結(jié)論

3.4　年最大流量序列混沌特征初步分析

3.4.1　分形理論概述

3.4.2　理論與方法

3.4.3　結(jié)果分析

3.5　本章小結(jié)

第4章　洞庭湖區(qū)洪災(zāi)危險性分析

4.1　洞庭湖區(qū)洪災(zāi)危險性特征分析

4.1.1　洞庭湖區(qū)洪災(zāi)發(fā)展的階段性

4.1.2　洞庭湖區(qū)洪災(zāi)發(fā)生的持續(xù)性

4.1 3　洞庭湖區(qū)洪災(zāi)發(fā)生的可公度性與周期性

4.2　洞庭湖區(qū)洪災(zāi)危險性形成機制分析

4.2.1　洞庭湖區(qū)特大洪災(zāi)對厄爾尼諾的響應(yīng)機制

4.2.2　洞庭湖區(qū)特大洪災(zāi)年大氣環(huán)流特征

4.2.3　洞庭湖區(qū)洪災(zāi)區(qū)域聯(lián)系機制

4.3　本章小結(jié)

第5章 基于遺傳投影尋蹤法的洞庭湖區(qū)洪災(zāi)易損性評價分析

5.1　洪災(zāi)易損性評價的內(nèi)涵

5.2　基于遺傳算法的投影尋蹤評價模型

5.2.1　PPCE—RAGA的建模過程

5.2.2　基于實數(shù)編碼的加速遺傳算法

5.3　洞庭湖區(qū)洪災(zāi)易損性評價及分析

5.3.1　洞庭湖區(qū)洪災(zāi)易損性評價指標體系

5.3.2　洞庭湖區(qū)洪災(zāi)易損性評價方法

5.3.3　洞庭湖區(qū)洪災(zāi)易損性評價結(jié)果及分析

5.4　本童小結(jié)

第6章 洞庭湖區(qū)洪澇災(zāi)情的混沌特征及其評估分析

第7章　洞庭湖區(qū)堤防工程綜合風險分析

第8童　基于洞庭湖濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估的洪泛區(qū)管理

第9章　洞庭湖區(qū)洪災(zāi)防治對策的博弈分析——以退田還湖對策為例

第10章　總結(jié)與展望

參考文獻 2100433B

本書構(gòu)建了洪災(zāi)綜合風險分析的系統(tǒng)化研究體系，在洪災(zāi)綜合風險分析和對策研究中運用了多種新理論方法：如小波分析、R/S分析、遺傳算法與投影尋蹤方法、混沌動力學理論方法、灰色系統(tǒng)理論、博奕論等。并率先在洞庭湖區(qū)進行了系統(tǒng)的應(yīng)用。將豐富和發(fā)展水文學、水力學、災(zāi)害學、風險管理等的理論與方法；創(chuàng)新復(fù)雜河網(wǎng)地區(qū)洪災(zāi)綜合風險分析的理論與方法；指導(dǎo)其防洪減災(zāi)實踐，對維系洞庭湖區(qū)和長江流域的防洪安全、糧食安全、生態(tài)安全與經(jīng)濟安全具有重要的作用；為洞庭湖區(qū)乃至長江流域社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。

本書可供從事水利水電工程、水文學、水資源學、環(huán)境學、地理學、資源科學、災(zāi)害學、經(jīng)濟學、金融學以及有關(guān)專業(yè)的師生、科研人員、管理人員和工程技術(shù)人員閱讀，也可作為相關(guān)專業(yè)的本科與研究生參考教材。

本項目圍繞綜合性樣條的特性，對CAD中的曲線曲面進行了深入而廣泛的研究，發(fā)展了若干經(jīng)典理論，提出了新方法。 在曲線研究方面，注重發(fā)揮綜合性樣條的多樣性和簡便性的特性，也重視發(fā)掘它的幾何特性。首先，吸取了Lengdre理論的精華，把以Bernstein函數(shù)為基礎(chǔ)的正交多項式的構(gòu)造方法，加以深化，并將其推廣到綜合性樣條，用作構(gòu)造以綜合性的UE-Bézier基為基礎(chǔ)的擬Lengdre正交多項式；再推廣到B樣條空間，用作構(gòu)造以樣條函數(shù)為基礎(chǔ)的具有顯式表示的一組Lengdre型的正交基，從而豐富了Lengdre方法的內(nèi)容。其次，從提取多項式全正性的幾何要素著手，運用幾何方法，發(fā)現(xiàn)了NUAT-B樣條、綜合性UE樣條都具有全正性，進而具有近乎嚴格的全正性，并給出了簡單、直觀、初等的證明方法，從而擴大了全正基的范圍，充實了全正性的理論。用變次數(shù)B樣條的觀點，審視C-B樣條和綜合性UE樣條曲線的升階過程，提出了升階算子，由此克服升階不能分段進行的困難，揭示其間隱含幾何意義，解決了升階矩陣的二對角隨機矩陣的分解難題，為矩陣的分解提供了直觀的有效的幾何方法等。 在曲面研究方面，著重研究了用非多項式的函數(shù)構(gòu)造三角域上曲面時所需要的定義空間，在三角域上建立多類型的三角曲面片理論，以改變僅用二元多項式表示Bézier三角曲面片的局面。首先，把定義P-Bézier基函數(shù)的一元三角函數(shù)線性空間，推廣到二元函數(shù)，構(gòu)造二元的線性三角函數(shù)的空間，建立具有權(quán)性、對稱性、邊界性的二元線性擬P-Bézier型的基函數(shù)。由此，定義邊界是P-Bézier曲線的擬P-Bézier型的三角曲面，使得能用控制網(wǎng)格的方法表示三角域上由三角函數(shù)刻劃的曲面片。接著，把四階C-Bézier基的一元混合函數(shù)定義空間，也推廣到二元混合函數(shù)，構(gòu)造了一組與二元三次Bernstein多項式有相同的權(quán)性，端點性的基函數(shù)，從而定義了三角域上的四階擬Bézier曲面，可以插值角點，無需用有理的形式，以圓弧作邊界，克服了Bézier三角曲面的不能表示圓弧邊界不足。又進一步為了球的表示，將二元線性擬P-Bézier型基發(fā)展為P-Bézier型的三角域上的五階的P-Bézier基，可以用三角形的控制網(wǎng)格表示球面片和整個球。 此外，在極小曲面、PH曲線、變次數(shù)樣條顯式表示、迭代逼近算法、圖像處理、圖形模擬等方面開展了研究，取得了不少成果。 2100433B

本項目研究綜合性樣條的理論與應(yīng)用。綜合性樣條是近年來才出現(xiàn)的樣條的新品種，其特點是兼有多樣性與簡便性。多樣性指一條樣條曲線上有多種類型的曲線段存在；簡便性指樣條曲線的求導(dǎo)要簡單，計算要穩(wěn)定、方便。NURBS具有多樣性，但不具備簡便性；B樣條雖有簡便性，但缺少多樣性。相比之下，綜合性樣條的優(yōu)點是突出的。本項目的研究難點，在于綜合性樣條定義空間的構(gòu)造,無現(xiàn)成研究樣條的方法可循。為此，本項目首先要創(chuàng)造新方法，構(gòu)造該空間。該空間要具有聯(lián)合性與可變性。聯(lián)合性要求該空間能融合多個空間于一個整體；可變性能使綜合性樣條曲線曲面可以從其中的一個空間變到另外一個空間。其次要在該空間中構(gòu)造具有權(quán)性，局部支撐性的B基。該基應(yīng)具有可變性。通過可變性統(tǒng)一多樣性和簡便性，最后，要研究綜合性樣條曲線曲面的性質(zhì)，發(fā)揚多樣性、利用簡便性，建立富有特色的理論體系，要設(shè)計高效算法，使其在CAD和逆向工程應(yīng)用中發(fā)揮巨大的作用。

本書系統(tǒng)闡述風險與應(yīng)急評價的基本概念、原理、方法和應(yīng)用。從風險分析與評價的視角，重點介紹傳統(tǒng)風險矩陣及其局限性，在此基礎(chǔ)上提出加法、減法、乘法和除法四種新的擴展形式，從風險多維度分析的角度構(gòu)建原始風險九度分析模型及其改進模型，并以校園風險和區(qū)域災(zāi)害風險為例，詳細介紹綜合風險分析方法的應(yīng)用。從應(yīng)急評價的視角，重點從可減緩性、可救援性和可恢復(fù)性三個角度，對應(yīng)急管理事中評價的分析框架、概念模型和應(yīng)用進行系統(tǒng)介紹。此外，還提出從三維角度開展風險分析與應(yīng)急評價的思路，給出示例分析方法和模型，為實現(xiàn)評價的全面性和系統(tǒng)性提供新的路徑。