我国区域用水总量演变规律及驱动效应研究

针对当前我国稳步推进的节水和水网建设的工作需求,以及水资源时空分布严重不均,各地区经济发展水平、人口规模等存在较大差异的特点,利用我国2000-2020年各省级行政区的用水量、产业增加值、人口结构等数据,采用LMDI指数分解法和GDP不变价换算方法,从时间和空间两个角度分析了各分区用水总量、用水结构变化差异以及用水强度、产业结构、经济规模和人口规模四方面驱动效应的强度和贡献比例,旨在支撑我国水资源规划和管理以及用水结构调整。从时间角度,经济增长是我国用水总量增加的最主要驱动因素,行业用水强度降低和产业结构调整尤其是第一产业用水强度和占比的降低是抑制区域用水总量增加的主要因素,其中用水强度效应略大于产业结构效应,而人口规模增加对用水总量增加的作用效果不明显,因此我国的用水量控制应该在提高用水效率、优化升级产业结构的策略上。从空间角度方面,我国各大分区4种驱动效应对用水总量上升的促进或抑制作用稳定,西南、西北等内陆地区需要在优化产业结构的基础上大力发展经济规模,同时西北地区还迫切需要提高第一产业用水效率,而华东地区可适当控制人口规模,东北和西北则需要控制人口流出,以缩小我国各区域用水量的空间差异。

调水工程建设期安全-进度-投资系统风险分析——以引江济淮工程(河南段)为例

以引江济淮工程(河南段)为例,在确定安全-进度-投资系统风险评价指标体系的基础上,基于层次分析-模糊综合评价方法分析安全、进度、投资的单项风险;在考虑工程建设期安全、进度、投资的相互影响后,基于改进的综合风险评价方法分析安全-进度-投资系统风险。结果表明:当分析单项风险时,安全、进度和投资风险的评价结果均为一般风险;当分析系统风险时,得到安全风险>进度风险>投资风险;进一步分析指标体系中的准则层和指标层,安全风险的现场风险中施工技术方案风险排序第一,是后续风险管控的重点。本研究为提高工程建设期安全-进度-投资系统风险的可靠性、降低风险事件的发生提出了理论和技术参考。

基于土壤水分状态指数的京津冀地区农业干旱时空变化特征分析

为研究京津冀地区多年来的农业干旱情况,采用该地区26个监测站点2003—2017年15年的土壤水分监测资料,计算了各站点逐年和逐月的土壤水分状态指数(SMCI),并利用该指数研究京津冀地区年际、年内变化特征及其空间分布特征。结果表明:15年间,京津冀地区农业干旱平均发生3.7次/a,主要集中在河北省中部和南部地区,以轻度干旱和中度干旱为主;区域SMCI年平均值呈现上升趋势,其中2016年SMCI平均值最高,农业干旱情况加重;56.1%耕地的农业干旱程度表现出显著上升的变化趋势,集中分布在河北省东南部和北部大部分地区。研究结果可为京津冀地区干旱预警和抗旱减灾提供理论依据。

洪灾风险评估方法研究综述

将洪灾风险评估方法分为指标体系评估法、历史水灾法和模拟评估方法3类并分别进行评述。分析认为:由于指标体系法的模型和参数准确与否均难以验证,一般只用于较粗略的评估;历史水灾法往往需要通过模拟分析进行修正,难以独立地进行洪灾风险评估,在数据方面也面临许多困难;模拟评估方法应充分考虑上下游的水力联系,从而应以流域为基本的评估单元;模拟评估法基于明确的物理机理,具有许多重要优点,其关键制约因素主要是数据可获得性与计算复杂性,近年来已经取得一些进展。如何在数据可获得性、计算复杂性和评估精度之间取得平衡以及如何对评估结果进行实证分析是当前亟待解决的问题,这可能是未来研究的2个重要方向。

中美水利突发公共事件应急管理机制比较分析

在简要介绍中国和美国应急管理机制基本情况的基础上,以防洪应急管理机制与水污染事件应急管理机制为例,对比分析了中美两国在水利突发公共事件应急管理机制方面的异同点。结果表明:我国应急管理机制的发展方向与美国基本一致,均为由单项应急管理向综合应急管理转变、由应急处置向加强预防转变、由单纯应急管理向突发事件全过程管理转变;在具体的法制和体制方面,我国防洪应急管理的某些方面要优于美国,但在更多方面尚存在较大差距。较突出的差距表现在:我国应急法律法规和应急预案的可操作性不强、执法力度不够,在突发事件综合风险评估和趋势预测方面,我国与美国的差距比较大,应急机构之间的整合和协调机制尚不完善。

防洪体系系统风险评估模型研究

防洪体系系统风险评估方法研究是当前几个难点和关键问题之一。根据系统可靠度理论,定义了防洪体系的失事序列,基于失事序列建立了防洪体系系统风险评估模型,以算法形式给出了主要失事序列的通用识别方法,建立防洪体系的主要失事树。并根据防洪体系系统风险评估模型的特点,采用有效的限界措施改进了识别算法,提高了识别过程的计算效率。通过算例研究表明,由于自然风险转移和人为风险转移的作用,重要工程对防洪体系系统风险的贡献远比单独评估工程自身得到的风险小。

山洪灾害风险度评价技术综述

在山洪灾害(包括溪河洪水、山体滑坡和泥石流)的防治过程中,不确定性和各种风险是需要考虑的重要因素,风险度评价指标的选取和相应评估方法的研究是山洪灾害防治规划中不可或缺的一环。为了为全国山洪灾害防治规划提供相关参考和实用技术,在《全国山洪灾害防治规划编制技术大纲》的指导下,基于风险分析理论,阐明了风险度、危险度和易损度的概念,根据现有成果的研究深度、合理性和实用性对相关评价技术进行遴选,认为溪河洪水、山体滑坡和泥石流3种灾害的危险度评价应该分别进行,而易损度评价可以采用同一种方法进行统一评估,在危险度和易损度评价的基础上对二者进行耦合即可以得到相应的风险度评价结果;同时认为,对于资料较为齐全的地区,山洪灾害的危险度、易损度和风险度可以采用推荐的评价模型进行评价,继而进行山洪灾害的风险区划;对于资料缺乏而无法进行风险评价的地区,宜采用历史调查方法或直接根据当地经验来直接进行风险评价和区划。

相关性对结构系统可靠度的影响

相关性对结构系统可靠度有重要影响。一般认为,相关性增加对串联系统的可靠性有利,对并联系统的可靠性不利。结合Hohenbichler和Johnson的公式,对这一结论给出数学上的解释,在证明相关性对串联和并联系统可靠度影响的利弊的同时将其影响程度量化,并以此为基础研究了相关性对串并联混合系统综合可靠度的影响及其影响程度。从而可以更有效地处理可靠性分析中的相关性以及相关数据,提高计算效率,更精确地计算失效概率及可靠指标。

山洪灾害临界雨量研究综述

临界雨量是一个关键的山洪灾害预警指标。按其技术原理将临界雨量推求方法划分为数据驱动的统计归纳法和基于灾变物理机制的水文水力学法分别进行评述,并介绍了临界雨量指标的两个拓展:动态临界雨量和暴雨临界曲线,综述了临界雨量不确定性分析的研究进展。通过综述发现:中国目前主要应用的是较简单的统计归纳法;临界雨量推求主要考虑前期降雨量(前期土壤饱和度)和时段累积降雨量两个因素的影响或仅后者一个;临界雨量指标难以反映山洪灾害的规模;考虑临界雨量不确定性有助于提高预警质量,但如何充分考虑其影响仍然是一个挑战。

水库报废的影响分析：宏观过程与效应

对无修复价值的水库进行降等运行或报废处理是解决水库病险问题的一个较优选择,但目前对水库报废的影响研究较为缺乏。首先比较了中美两国拆坝动机的不同,指出环境生态原因并非我国水库报废的主要动机,且非报废论证的主要内容,这将直接导致对水库报废产生的环境生态影响关注不足,并可能因此导致善后处理措施不得力;然后对水库报废可能产生的影响进行分析,认为所有不利影响的初始原因均可归因于报废对河流水沙过程的影响,而最终效应均可归结于社会和经济影响,同时,水库报废的可能影响具有区域性,上游、库区和下游所受影响有明显差异;最后,给出了水库报废最终效应的评估框架,其评估结果表现为经济效应与不可消除的社会效应。

未来洪灾风险与适应性洪水综合管理框架

鉴于未来洪水灾害系统状态及其风险的不可预测性,提出了以社会学习过程为核心的适应性洪水综合管理模式,同时针对如何选择具有良好适应性的洪水管理策略的问题,提出了未来洪灾风险和洪水管理策略分析的情景分析概念模型。分析认为:适应性洪水综合管理的基本要求是管理措施多样化、避免不可逆转的管理措施、利益相关者的广泛参与、建立更加系统全面的信息监测和处理系统、采用情景分析技术制订洪水管理策略、采用有效方法综合评价管理策略的适应性;在情景分析时应关注洪水管理策略的动态变化特性及其与洪水灾害系统状态之间的动态互馈关系,在评价洪水管理策略时应同时考虑其短、中、长期的综合表现以及在不同未来情景下的适应性。

矩形渡槽槽身可靠度的敏感性分析

基于三维随机有限元方法,分析南水北调中线工程澧河段梁式渡槽矩形槽身可靠度对混凝土的强度参数的敏感性。计算结果显示,槽身可靠度对抗压强度(Rc)更敏感,且在可靠指标较低的槽身危险部位,Rc的敏感性较其他部位小;可靠指标对Rc均方差的敏感性远比对Rc均值的敏感性大。分析表明,一味增大材料的抗压强度,槽身可靠性未必能得到与之相称的改善,而且槽身各部位的可靠指标将变得过于悬殊,不利于充分利用材料的强度;提高施工质量比提高混凝土的抗压强度能更有效地改善槽身的可靠性能。

调水工程系统建筑物风险相关系数推求方法

对调水工程系统进行风险分析时,建筑物风险之间的相关性应予以考虑,但目前的相关研究比较欠缺.针对这一问题,基于概率论和系统可靠度理论给出了含统计相关变量的安全裕量方程之间相关系数的推求方法,实现了串联系统安全裕量方程的近似重构,进而给出了串联系统之间相关系数的推求方法.本研究在调水工程系统的风险分析中具有一定的应用价值,同时也可应用于具有类似计算模型的其他系统.

基于状态转移分析的堤防体系洪灾风险评估

洪水作用的时间效应与堤防体系中存在的风险转移关系对堤防风险有重要影响,当目前得到的关注较少。本文根据洪水致灾的主要物理过程,在Monte Carlo模拟框架下,采用状态转移分析方法分析模拟风险转移关系,采用分支限界技术提高模拟效率,基于此给出了考虑洪水作用时间效应的洪灾风险计算方法,从而提出一种新的堤防体系洪灾风险评估模型。案例分析表明,洪水作用的时间效应明显地增加了堤防体系的洪灾风险,风险转移作用的存在将降低堤防体系的洪灾风险,改变堤防体系洪灾风险的空间分布。

水生态修复工程的风险管理框架

风险理念贯彻于水生态修复行为的每一环节中。基于全过程风险管理理念,提出一种可用于水生态修复工程的风险管理框架。分析认为:水生态修复工程面临的风险较大,主要包括修复效果不及预期目标及虽达预期目标但成本超过效益2类风险;将生态风险评价内化于水生态修复工程风险评价的成本效益分析框架中是可行和有益的;生态效益可以从生态风险变化和生态系统服务价值变化2个角度评价,2种方法在本质上具有一致性;水生态修复是管理者调整水生态系统状态的风险控制措施,水生态修复工程风险管理是对水生态风险控制措施本身的风险管理。

非常自然灾害条件下保坝泄洪应急预案的编制方法

我国相当一部分大坝存在严重的安全隐患,在非常自然灾害条件下存在溃坝风险,为防止溃坝事故发生或减少溃坝损失,有必要研究保坝泄洪应急预案的编制方法。本文结合灾害应急预案的原则要求,对特大洪水和超设计地震条件下保坝泄洪应急预案的编制进行了初步研究,明确了应急预案的目标和基本内容,对应急预案的重要环节进行了较详细的技术说明,包括紧急情况的预测预报、大坝溃决模式及其效应分析、应急预案启用决策和启用标准、应急调度措施、预警决策、应急预案的组织实施等多方面的内容,为保坝泄洪应急预案导则的编制提供了较全面的参考。

堰塞湖灾变特征与应急管理策略

自2008年汶川大地震以来,堰塞湖灾害的应急管理引起了人们的广泛关注。在堰塞湖成因及其灾变特征分析的基础上,给出了堰塞湖应急管理的一般程序,根据分类管理、分级响应和分期处置的原则讨论了堰塞湖应急管理的基本策略。建议将堰塞湖应急管理纳入国家防汛抗旱应急体系的框架之中,但由于其复杂性,短期内应通过各级政府及其应急管理办公室与其他相关部门建立更强有力的协作关系,特别是在信息监测和共享方面,长期应考虑建立区域综合应急机构来应对堰塞湖以及其他灾害和事故。堰塞湖应急管理的重心应放在缓解原生灾害以减小堰塞湖出现几率方面,其中风险区划、监测和信息共享网络建设是应当优先完成的工作。

促进江湖联系的闸口生态调度防洪排涝风险分析

以天鹅洲长江故道湿地自然保护区为例,根据风险分析理论对促进江湖联系的闸口调度的防洪排涝风险进行了研究。分析结果表明:促进江湖联系的闸口调度方式对目标区洪涝灾害风险存在一定影响,但在合理的调度方式下,如能采取具有针对性的对策措施,则程度比较轻微;促进江湖联系的闸口调度方式取得的生态和环境效益巨大;在当前对保护区经济财产有一定影响,但从长远来看,如能充分利用良好的生态和环境,积极开展环境教育和生态旅游以及相关的第三产业,其直接和潜在经济效益将会很大,远远超过目前的种植和养殖业。总体而言,在重视可持续发展和大力提倡科学发展观的今天,促进江湖联系的闸口调度方式比现行调度机制更为合理,其示范和带动作用也不可低估。

蓄滞洪区运用补偿办法存在的问题及对策建议

为解决或缓解蓄滞洪区运用难的矛盾,保障蓄滞洪区及时有效地运用,采用适当的运用补偿政策是必要的。分析了蓄滞洪区运用困难的基本原因,提出蓄滞洪区运用的决策动力机制,阐明蓄滞洪区运用的动力因素和阻力因素,指出补偿机制应达到的效果以及应采取的相应政策和措施,结合对现行补偿办法数年来的实践经验的调查总结,从补偿对象、范围和标准,补偿资金的筹措和管理以及补偿方式和程序等3个方面讨论了现行补偿政策中存在的问题,根据运用决策动力机制和实践经验总结,就上述3个方面存在的问题提出了相应的对策建议,并提出加强蓄滞洪区建设和管理,设立蓄滞洪区运用补偿基金以及采用定值补偿措施等具有针对性的建议,为蓄滞洪区运用补偿办法的修订提供参考。

防洪体系系统失事率评估方法探讨

由于防洪体系组成部分的风险程度各异,综合的系统失事率难以评估。为解决这一问题,讨论了防洪体系系统失事率的概念,提出了防洪体系的分级失事模型和修正分级失事模型,并分别用于评估若干个建筑物同时失事的系统失事率和评估洪灾损失大于某一水平的系统失事率;然后根据防洪建筑物的类型及其保护区,将防洪体系分解成单个的防洪建筑物(如大坝、堤段等),应用系统可靠度理论对各建筑物分别进行失事率评估,并采用有效的算法识别防洪体系的主要失事模式,在此基础上综合评估得到防洪体系的系统失事率。