FAHP防洪保護(hù)區(qū)洪水風(fēng)險(xiǎn)分析的潰口選擇

基于珠江三角洲流域堤防在大洪水情況下多處潰決的特點(diǎn),以一維、二維非恒定流控制方程作為理論基礎(chǔ),建立珠江三角洲流域多潰口一二維耦合河網(wǎng)模型,在耦合位置采用堰流公式實(shí)現(xiàn)河網(wǎng)和保護(hù)區(qū)內(nèi)水流的實(shí)時(shí)交互。模型采用堤防漸變展寬的潰決方式進(jìn)行潰口參數(shù)設(shè)置,采用地形局部修正的方法處理保護(hù)區(qū)內(nèi)道路和橋涵的導(dǎo)阻水作用,采用糙率分區(qū)和對村莊等密集區(qū)域局部加大糙率的方法進(jìn)行地形的優(yōu)化處理,采用\"干濕判別\"理論對動邊界進(jìn)行優(yōu)化。將優(yōu)化后的模型用于江新聯(lián)圍防洪保護(hù)區(qū)多潰口洪水耦合計(jì)算,對比分析了單一潰口洪水與多潰口洪水淹沒結(jié)果,研究成果對珠江三角洲流域及其他類似區(qū)域的多潰口潰堤洪水風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)具有重要參考價(jià)值。

考慮溝渠倒灌、退水對防洪保護(hù)區(qū)潰堤洪水演進(jìn)的影響,采用有限體積法建立了防洪保護(hù)區(qū)的二維洪水演進(jìn)模型,分別采用二階tvd格式和二階runge-kutta方法對計(jì)算區(qū)域的空間離散和時(shí)間離散求解,定量分析了潰口寬度和溝渠倒灌、退水對防洪保護(hù)區(qū)洪水演進(jìn)及淹沒范圍的影響,并用水面線平鋪得到的淹沒線對模型計(jì)算淹沒范圍進(jìn)行了驗(yàn)證。研究表明:潰口寬度每增加50m,區(qū)內(nèi)蓄洪量相差8%左右,潰口越寬,水位上漲越高,但最大水深隨時(shí)間的變化不明顯,淹沒范圍的變化率較小,最大淹沒范圍相差約1.8%;溝渠退水和支流倒灌的作用非常明顯,最大蓄洪量和最大淹沒范圍相差60%以上。與潰口寬度增大相比,溝渠倒灌、退水會造成更大的淹沒損失。

我國是自然災(zāi)害頻繁、影響范圍廣大、經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重的國家。新中國成立以來,經(jīng)過五十多年的治理,全國主要江河流域的防洪形勢有了重大改觀。由于洪水的影響因素眾多,人類對自然界認(rèn)知的局限性,目前尚無法完全從定性和定量的角度預(yù)知洪水發(fā)生的準(zhǔn)確時(shí)間和真實(shí)過程;此外由于經(jīng)濟(jì)條件的限制和出于環(huán)境、資源等方面的考慮,洪水災(zāi)害目前還難以全面防范或徹底消除。多年來,隨著我國人口的持續(xù)增長和經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,我國洪澇災(zāi)害損失具有逐年增大的趨勢。因此,增強(qiáng)全民防范洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)意識,更好地認(rèn)識自然和利用自然為人類造福,把洪水災(zāi)害的損失降低到最小。

淮河蓄泄洪區(qū)洪水風(fēng)險(xiǎn)分析的認(rèn)識——淮河是我國蓄滯洪區(qū)分布最多的流域,特有的自然和社會環(huán)境決定了淮河防汛調(diào)度和應(yīng)急管理的重要地位.洪水風(fēng)險(xiǎn)圖作為防洪減災(zāi)基礎(chǔ)信息建設(shè)的一部分在淮河流域已經(jīng)開展了近20年.通過對淮河流域蓄滯洪區(qū)洪水風(fēng)險(xiǎn)比較分析我們可以...

對黃河下游灘區(qū)的洪水風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了分析,結(jié)果表明:①灘區(qū)近期漫灘幾率為3~5年一遇;②灘區(qū)安全建設(shè)實(shí)施后能夠解決20年一遇以下洪水的人口淹沒和部分財(cái)產(chǎn)損失問題;③補(bǔ)償政策的實(shí)施能使灘區(qū)群眾承擔(dān)的洪水風(fēng)險(xiǎn)得到分擔(dān)與補(bǔ)償,初步解決與黃河下游防洪的矛盾。

1 長潭水庫防洪風(fēng)險(xiǎn)分析與決策 黃志強(qiáng)林躍 （長潭水庫管理局，浙江臺州318024） 摘要：本文從洪水資源化的角度出發(fā)，對長潭水庫的次洪調(diào)度方案進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識別、評估、 評價(jià)加以分析，然后根據(jù)防洪損益值及風(fēng)險(xiǎn)度進(jìn)行洪水調(diào)度決策。 關(guān)鍵詞：水庫調(diào)度；風(fēng)險(xiǎn)分析；風(fēng)險(xiǎn)決策 隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水資源短缺的矛盾日益突出，我國近幾年的防洪減災(zāi)對策措 施與數(shù)年前相比事實(shí)上已經(jīng)發(fā)生了很多變化，正在朝著“洪水管理”和“人與洪水和諧 相處”的方向前進(jìn)。“洪水管理”的核心思想是“適度承受一定風(fēng)險(xiǎn)以合理利用洪水資 源”，洪水的風(fēng)險(xiǎn)是永恒的，“適度的承受風(fēng)險(xiǎn)”需要我們對洪水風(fēng)險(xiǎn)有更加科學(xué)深入的 認(rèn)識，并加以分析，然后進(jìn)行決策，從而使洪水資源化，并得到有效的利用。 1長潭水庫基本情況簡介 1.1水庫概況 長潭水庫位于浙江東南部椒江支流永寧江上游臺州市黃巖區(qū)境內(nèi)，目前，水庫設(shè)計(jì) 洪水為百年一遇，校核洪水

基于風(fēng)險(xiǎn)分析的防洪研究——考慮到只要是以現(xiàn)今的資源去換取未來的期貨，失敗的風(fēng)險(xiǎn)總是不可避免的，而傳統(tǒng)水庫設(shè)計(jì)程序僅考慮抵御或防止相當(dāng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的洪水，依據(jù)現(xiàn)代防洪的理念，基于風(fēng)險(xiǎn)分析的規(guī)劃設(shè)計(jì)防洪減災(zāi)體系程序，全面考慮所有可能發(fā)生的事件引發(fā)的災(zāi)...

以風(fēng)險(xiǎn)的基本概念(風(fēng)險(xiǎn)的定義、特征和風(fēng)險(xiǎn)分析方法)為基礎(chǔ),在排雨水道涵洞設(shè)計(jì)、堤防河道行洪、水庫大壩安全、洪水及風(fēng)險(xiǎn)管理決策等諸方面對防洪系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)分析的研究進(jìn)展加以評述,并對其發(fā)展進(jìn)行了展望。

針對現(xiàn)行城市、鄉(xiāng)村防洪標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行中存在的問題,建議引入防洪保護(hù)區(qū)的概念,并將防洪保護(hù)區(qū)作為防洪的基本單元,綜合考慮保護(hù)區(qū)內(nèi)所有可能被淹沒的防護(hù)對象和總體經(jīng)濟(jì)社會情況,研究制定防洪標(biāo)準(zhǔn)。提出了基本維持現(xiàn)行防洪標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)和以防洪保護(hù)區(qū)替代城市與鄉(xiāng)村實(shí)現(xiàn)歸一化的兩種防洪保護(hù)區(qū)應(yīng)用形式,并對其防洪標(biāo)準(zhǔn)制定進(jìn)行了探討。

引入混合vonmises分布擬合了長江上游與清江年最大洪水發(fā)生時(shí)間的雙峰特征,即夏汛和秋汛。隨后應(yīng)用copula函數(shù)分別構(gòu)造了兩江年最大洪水發(fā)生時(shí)間及發(fā)生時(shí)間與其量級之間的聯(lián)合分布,研究了最大洪水發(fā)生時(shí)間及發(fā)生量級遭遇的風(fēng)險(xiǎn)特征,計(jì)算得出兩江洪水遭遇的兩個(gè)峰值點(diǎn)7月15日和9月13日的風(fēng)險(xiǎn)率分別為0.02%和0.008%;并定量估算了7月15日兩江洪峰流量達(dá)到荊江河段安全流量及最大防洪能力的遭遇風(fēng)險(xiǎn),其最大風(fēng)險(xiǎn)率分別為6.0×10-5和5.8×10-6。最后,繪出了兩江同頻率洪水的日遭遇風(fēng)險(xiǎn)圖和非同頻率洪水在遭遇時(shí)間兩個(gè)峰值點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)圖,可為三峽水庫和隔河巖水庫進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)調(diào)度或補(bǔ)償調(diào)度提供一定依據(jù)。

洪水災(zāi)害是農(nóng)業(yè)的主要災(zāi)害之一,明確洪水災(zāi)害的各種致災(zāi)因子及各因子的權(quán)重有利于加強(qiáng)農(nóng)業(yè)洪水災(zāi)害的防御和管理工作。本文由15位專家運(yùn)用德爾菲法將浙江農(nóng)業(yè)洪水風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)分為5類共23個(gè)因子,構(gòu)建研究基本模型,并進(jìn)一步運(yùn)用層次分析法對這些因子進(jìn)行了量化的分析。研究結(jié)果表明:氣候因素和農(nóng)業(yè)自身因素對浙江農(nóng)業(yè)洪水風(fēng)險(xiǎn)的影響程度較高,梅雨氣候、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種類和臺風(fēng)暴雨是位居前三位的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)。因此,應(yīng)該從做好針對惡劣天氣的防洪預(yù)案,合理規(guī)劃農(nóng)業(yè)生產(chǎn),加強(qiáng)洪水頻率較高地區(qū)的災(zāi)害管理,提高植被覆蓋率防止水土流失等方面入手,做好農(nóng)業(yè)洪水災(zāi)害防御和風(fēng)險(xiǎn)管理工作。

為量化分析洪水風(fēng)險(xiǎn)、準(zhǔn)確評估洪災(zāi)損失,利用最新的數(shù)據(jù)和技術(shù),對已有的美國洪水模型進(jìn)行了改進(jìn),并開發(fā)了新的亞洲洪水模型和法國洪水模型.改進(jìn)后和新開發(fā)的模型可幫助保險(xiǎn)公司和資產(chǎn)所有者實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的洪水風(fēng)險(xiǎn)量化分析,提高防災(zāi)意識,制定科學(xué)的風(fēng)險(xiǎn)管理決策,并將模型提供的數(shù)據(jù)用于承保決定、保險(xiǎn)費(fèi)率厘定和再保險(xiǎn)購買.

從滲流穩(wěn)定和堤身整體穩(wěn)定出發(fā),考慮堤防工程的保護(hù)范圍、保護(hù)對象,提出防洪堤失事風(fēng)險(xiǎn)分析方法。以縉云縣壺鎮(zhèn)鎮(zhèn)好溪干堤防洪一期工程為例,分析堤防失事概率和可能造成的損失,得出相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)值。分析結(jié)果表明堤防加固后,風(fēng)險(xiǎn)值得到明顯降低,防洪效益顯著。

黃河下游河道在歷史上決口頻繁.自1946年人民治理黃河以來,黃河下游的防洪措施確保了兩岸保護(hù)區(qū)的安全,共取得防洪效益44062億元.采用“實(shí)際發(fā)生年法”對1996-2015年黃河下游防洪保護(hù)區(qū)的防洪效益進(jìn)行了分析.結(jié)果表明：近20a黃河下游防洪工程減免大堤決口9次,防洪效益38515億元.

黃河下游灘區(qū)洪水漫灘災(zāi)害頻發(fā),作為防洪非工程措施的洪水風(fēng)險(xiǎn)分析對于指導(dǎo)黃河下游灘區(qū)實(shí)施防洪減災(zāi)措施有著重要的意義。針對黃河下游灘區(qū)呈現(xiàn)\"二級懸河\"的不利局面及下游洪水泥沙含量大的特點(diǎn),采用基于gis的黃河下游二維水沙數(shù)學(xué)模型分量級計(jì)算相關(guān)洪水風(fēng)險(xiǎn)信息。根據(jù)洪水風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果,制定灘區(qū)居民遷安救護(hù)方案,編制了不同量級洪水淹沒下的灘區(qū)洪水風(fēng)險(xiǎn)圖,增強(qiáng)灘區(qū)居民風(fēng)險(xiǎn)意識及應(yīng)急避險(xiǎn)撤退能力。提出了相關(guān)減災(zāi)應(yīng)對措施,有著顯著的防洪減災(zāi)效益。

以長江干流中下游河段為研究對象,在運(yùn)用一階二次矩法(jc法)對河道行洪風(fēng)險(xiǎn)及水庫泄洪風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行計(jì)算的基礎(chǔ)上,首次對防洪系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)分析的預(yù)報(bào)閾值進(jìn)行了研究,從而使風(fēng)險(xiǎn)分析的理論更加完善,在實(shí)際工程中的應(yīng)用更廣泛.

以遼寧省遼繞保護(hù)區(qū)洪水風(fēng)險(xiǎn)圖編制為依托,較為系統(tǒng)的介紹了gis技術(shù)在洪水風(fēng)險(xiǎn)編制圖工作中的應(yīng)用流程,主要包括數(shù)據(jù)收集、信息管理、風(fēng)險(xiǎn)分析及最后的制圖工作,并對gis技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用情況進(jìn)行了分析。

通過分析洪水預(yù)報(bào)誤差對調(diào)度風(fēng)險(xiǎn)的影響,建立了遭遇不同設(shè)計(jì)頻率洪水時(shí)防洪預(yù)報(bào)調(diào)度的調(diào)洪結(jié)果超過原規(guī)劃結(jié)果的風(fēng)險(xiǎn)率的計(jì)算方法,即通過確定超設(shè)計(jì)與不超設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)誤差域及其發(fā)生的概率,將遭遇洪水的發(fā)生概率與相應(yīng)超設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)誤差域的發(fā)生概率相結(jié)合作為防洪預(yù)報(bào)調(diào)度調(diào)整汛限水位的超設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)率。以白龜山水庫為例計(jì)算遭遇頻率5%、2%、1%和0.05%設(shè)計(jì)洪水的超設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)率分別為0、0、0.0014%和0,其結(jié)果介于相應(yīng)的期望風(fēng)險(xiǎn)率超設(shè)計(jì)值和最大風(fēng)險(xiǎn)率超設(shè)計(jì)值之間,表明該方法合理可行。

土石壩潰壩的發(fā)生將會對下游居民、經(jīng)濟(jì)、社會環(huán)境產(chǎn)生災(zāi)害性的影響,水庫大壩的洪水風(fēng)險(xiǎn)分析有助于掌握水庫的健康運(yùn)行狀況,有著重要的指導(dǎo)意義。通過二維水力學(xué)有限元法模擬潰壩下游洪水演進(jìn),并獲取潰壩洪水風(fēng)險(xiǎn)圖,制定相應(yīng)的應(yīng)急處理預(yù)案。

洪水總是表現(xiàn)為多特征屬性,針對傳統(tǒng)單變量洪水分析的片面性,同時(shí)考慮洪峰和洪量對防洪風(fēng)險(xiǎn)的影響,從概率論角度出來,采用秩相關(guān)系數(shù)和copula函數(shù)理論,構(gòu)造洪水聯(lián)合風(fēng)險(xiǎn)概率模型,模型不僅能夠避免計(jì)算條件概率的復(fù)雜性,并且很好地表示了洪峰和洪量的復(fù)雜關(guān)系;采用隨機(jī)模擬的方法,通過聯(lián)合風(fēng)險(xiǎn)概率模型進(jìn)行隨機(jī)抽樣計(jì)算,得出聯(lián)合洪水風(fēng)險(xiǎn)概率與單變量洪水風(fēng)險(xiǎn)概率的3種不同關(guān)系,論證洪水風(fēng)險(xiǎn)分析綜合考慮洪峰和洪量的必要性.

洪水變量分布的選擇是防洪風(fēng)險(xiǎn)分析中的一個(gè)重要工作,目前常用p-分布來描述洪水的隨機(jī)特性.建立在組合分布模型的基礎(chǔ)上,本文提出了改進(jìn)的組合分布模型,給出了不同情況下求最優(yōu)分界點(diǎn)的模型.實(shí)例計(jì)算表明,改進(jìn)的組合分布模型在理論和應(yīng)用上都優(yōu)于原始分布,它能較好地反映洪水的風(fēng)險(xiǎn)

在已有成果的基礎(chǔ)上,以長江流域?yàn)楸尘?將防洪系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)度模型和風(fēng)險(xiǎn)分析相結(jié)合,提出考慮入流洪水地區(qū)組成不確定性的防洪調(diào)度決策風(fēng)險(xiǎn)模型.該模型采用ar模型方法進(jìn)行流量預(yù)報(bào),對于預(yù)報(bào)誤差,用一定置信水平下t分布估計(jì)誤差的方差,從而求出流量過程誤差的上下限,計(jì)算出未來發(fā)生的多種來水過程,為實(shí)時(shí)調(diào)度的貝葉斯決策和風(fēng)險(xiǎn)分析提供計(jì)算基礎(chǔ).在某聯(lián)合調(diào)度方案下,可以進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析計(jì)算,將一個(gè)復(fù)雜的隨機(jī)調(diào)度決策問題轉(zhuǎn)化為確定性調(diào)度決策問題.結(jié)果表明,該模型的計(jì)算工作量較一般隨機(jī)生成模擬模型的計(jì)算工作量小得多,同時(shí)可以計(jì)算并保存可能大洪水情況下的調(diào)度應(yīng)急方案.