都市防洪堤加高工程对滨水建设用地的影响分析

为有效选择提高防洪标准的合理方式,从建设用地价值角度选取交通条件、基本设施、环境状况、城市规划4个因素,利用德尔菲法、层次分析法、中心点三角白化权函数法及模糊综合评价法,构建了都市防洪堤加高工程对滨水建设用地影响评估模型,分析了都市域内防洪堤加高工程对滨水建设用地的影响,并针对Y市防洪堤加高工程进行了实证分析。结果表明,都市防洪堤加高工程对滨水建设用地会产生一定的不利影响,建议优化防洪堤加高方案,或选择外围工程方案,并确立完善的非工程措施。

东江流域骨干水库对下游防洪作用分析

以东江流域三大骨干水库进行三库联调、两库联调及单库运用,分析水库对流域防洪控制断面的防洪作用。结果表明:三库联调时,可将防洪控制断面100年一遇洪水削减为30年一遇洪水;两库联调时,新丰江、白盆珠两库联调防洪作用最大,新丰江、枫树坝联调次之;单库运用时,新丰江水库的防洪作用最大,白盆珠与枫树坝水库的防洪作用基本相同。研究具有现实意义,可为东江流域防洪工程规划提供基础支撑,为流域防洪调度提供决策参考。

基于损失函数的城市洪涝灾害弹性演化规律研究

为了提升城市防洪水平与洪涝灾害恢复能力以及推进以人为核心的新型城镇化战略的目标任务,以潍坊市城区为研究区域,借助基于元胞自动机的CAflood模型获取淹没水深数据,并通过数据挖掘与相似性分析方法直接移植引用城市损失率建立研究区淹没水深-损失率函数,构建基于损失函数的城市洪灾弹性模型方法并计算了潍坊城区在遭遇5、50、100及200 a重现期降雨时的内涝弹性指数分布。同时,分析研究区在2012、2017和2022年3种不同土地利用情况下,潍坊市城区洪涝灾害弹性的时空变化趋势,揭示潍坊城区城市演化与区域洪涝灾害弹性响应关系。结果表明:潍坊市城区洪涝灾害弹性随重现期增加总体呈下降的趋势,且下降剧烈区域主要集中在人造地表面积占比较大的中心城区、街道和东部开发区,以及河流周边平坦低洼区域。从空间分布上看,这种下降趋势呈现出以主城区为中心向外扩张的趋势。此外,随着城市化程度的增加,研究区各分区的平均弹性指数均有不同程度的降低,其中C7山丘区一直处于弹性较高水平,C4高新开发区在多种模拟情景下均处于较低水平,并且在遭遇相同重现期降雨后,城市化程度越高,各分区的平均弹性指数降幅越大。研究结果为潍坊市应对未来增长的洪涝风险,实施城市洪灾弹性提升策略提供了科学支撑。

流域防汛智慧化总体框架建设及实施路径研究

为大力推进智慧水利和数字孪生流域建设,在防洪减灾领域需要构建流域防汛智慧化总体框架并研究实施路径,进而推动新阶段水利高质量发展。分析流域防汛智慧化建设过程中涉及的防汛业务应用智能化水平和应用系统建设水平等现状,从打造智慧化防洪“四预”体系、建设“三算”能力提升体系等方面构建我国防汛智慧化总体框架,并从优化提升洪水监测预报能力、加强洪水模拟推演和防洪调度模拟仿真技术应用、提升洪水风险管理与科学精准决策能力等方面提出具体实施路径。研究成果能为水利部门开展智慧化流域防洪业务、流域防洪规划修编提供技术支撑和对策参考。

大禹治水、民族共同体意识与影视传播功能

反映具有中华民族共同体意识的英雄传奇故事,以大众媒体的涵化培养机制培根铸魂,探索当代影视铸牢中华民族共同体意识的新路径,这是大禹治水题材特征和媒介传播功能的显性价值。文章对大禹治水神话题材的共同体叙事特征、影视媒介传播的涵化培养作用和互动仪式链效应进行分析,阐述了大禹影视作品铸牢中华民族共同体意识的作用机理。影视工作者应该树立影视传播全流程思维,重视影视文本的共同体叙事,构建影视媒介的多元融合传播,强化影视接受的议程设置和认同引导。

基于Copula函数推求的管运洪水防洪标准探讨

探讨了2种洪水风险理念,论述了现行防洪标准的含义及年标准洪水频率曲线的推求方法,提出了基于年标准洪水频率曲线诊断管运洪水防洪标准的新方法。介绍了基于Copula函数推求管运洪水的方法,研究了其风险结构。以马边河马边站洪水为例推求管运洪水,结果表明:基于Copula函数推求管运洪水选取的样本序列不完全符合防洪规范要求,所得到的管运洪水对应标准高于现行防洪标准,增大了洪水风险,会加大涉水工程的规模。

不同二变量重现期在水利工程防洪设计中的应用对比——以桂平航运枢纽为例

针对多变量洪水共同作用下的水利工程,已有的多变量重现期计算所得的防洪参数仍存在防洪能力不一致导致的风险,多变量重现期的定义与计算也成为洪水频率分析中的重难点。介绍了一种新的多变量重现期定义——防洪重现期,并与传统二变量重现期在定义及危险域划分方面进行对比,再以桂平航运枢纽为例,利用Copula函数构造干支流洪水的联合分布,计算分析防洪重现期与传统二变量重现期在防洪设计中的差异,验证防洪重现期在洪水风险分析中的合理性与可靠性。研究表明,防洪重现期考虑了洪水组合与调洪耦合的关系,利用防洪重现期计算得到的防洪设计参数,防洪能力与防洪标准一致,能避免高估洪水风险,增加工程费用或低估洪水风险,增加工程防洪破坏风险的问题。

设计洪水不确定性下的水库防洪风险调度

水库防洪调度中,设计洪水的推求对于水库防洪安全至关重要,而在其实际的推求过程中存在着诸多不确定性因素影响。本文针对设计洪水洪峰、洪量以及洪水过程线多重不确定性,提出了一种水库防洪风险调度模型并进行求解,探求设计洪水不确定性下的水库防洪调度过程。应用Copula函数建立洪峰与最大3日洪量的联合分布模型,采用蒙特卡洛重抽样方法,获取一系列峰量联合设计值;针对传统设计洪水过程线选择的单一性问题,对水库实测洪水过程进行了分类,并对不同类型的洪水过程线进行随机模拟,生成多维不确定性下的设计洪水过程;引入经济学指标条件风险值(conditional value at risk,CVaR)来衡量水库防洪调度过程中超过调洪最高洪水位的风险,建立了考虑CVaR的水库防洪调度模型,通过不同的风险系数取值获得不同的水库防洪调度过程。以安康水库洪水过程为例,二次重现期标准下百年一遇设计洪水联合设计值存在着较大的不确定性;采用Kmeans聚类法把洪水过程分成了3类,并应用蒙特卡洛法对不同类型洪水过程进行随机模拟,获取了考虑不确定性的大量水库设计洪水过程,推求了安康水库不同风险系数下水库防洪调度规则。本文所建立的考虑设计洪水不确定性的水库防洪风险调度模型可为不确定性条件下水库调度规则的制定提供指导。

新时期我国防洪水库布局与功能优化提升

按照2023年全国水利工作会议要求,全面检视七大江河防洪规划实施情况,深入分析我国大江大河防洪水库建设情况、存在问题和建设需求,以及当前影响防洪水库功能实现的制约因素和短板,按照党的二十大报告关于“优化基础设施布局、结构、功能和系统集成,构建现代化基础设施体系”要求,以推动新阶段水利高质量发展和完善流域防洪工程体系为导向,提出了优化防洪水库布局和功能的对策建议,以期为新时期我国流域现代防洪减灾体系建设提供参考借鉴。

基于改进差分进化算法的万安水库防洪优化调度

水库防洪调度问题具有多阶段、非线性和多重复杂约束特性,研究其高效稳定求解方法有助于提升其防洪优化调度效果。差分进化算法(DE)作为一种启发式智能优化方法在水库优化调度应用中效果较好,但受其随机搜索策略影响搜索易早熟收敛陷入局部最优。为平衡DE的全局和局部搜索能力,提出了一种改进差分进化算法(SDE),通过考虑适应度排序的差分变异策略用于提升搜索能力,并通过随机选择机制用于提升开发能力。相关数值试验验证了SDE收敛能力显著优于粒子群算法(PSO)、遗传算法(GA)、差分进化(DE)、连续域蚁群优化算法(ACOR)。实例分析结果表明,SDE在可行解、计算时间、精度、稳定性和速度指标上均优于逐步优化算法(POA)和DE,平均削峰率较POA提升0.17%-4.26%,较DE提升0.13%-1.26%。

雨、潮联合作用下防洪设计的不确定性分析

以北海铁山港入海明渠为例,基于北海站1967年—2008年实测连续42 a 24 h降雨量资料和与其相应石头埠潮位站潮位资料,采用G-H Copula函数构建以皮尔逊Ⅲ型分布为最优边缘分布的雨量、潮位联合分布模型,同时在传统的OR和AND重现期基础上,引用防洪重现期概念,发现防洪重现期与OR和AND重现期相比更能避免最可能设计组合值设计标准出现偏高或偏低的情况。此外,基于蒙特卡罗法对雨、潮组合进行不确定性分析。结果表明:雨、潮最可能组合联合设计值95%置信区间随着重现期水平的递减和样本容量的增加而逐渐减小。以防洪重现期为设计标准推求得到的明渠设计水深的95%置信区间宽度和标准差均小于OR重现期,说明防洪重现期可以有效减少明渠设计水深的不确定性。

基于防洪重现期的水库安全设计研究

在进行水库防洪安全设计时,现阶段水库的防洪安全设计大多以单一变量来控制,忽略了变量间的相关性,无法全面反映洪水事件的真实特性。采用二维Copula函数构造年最大洪水峰、量的联合分布,以两变量重现期为防洪标准,选取多组峰、量组合,用以放大典型洪水过程线,经水库调洪演算得到一系列设计水位,最终得到这一系列设计水位的变化范围。为研究不同设计重现期对水库设计值的影响,采用防洪重现期,在水库安全设计方面展开研究,并与当前较常用的四种传统重现期(联合重现期、同现重现期、Kendall重现期以及生存Kendall重现期)进行对比分析,以位于柳江流域都柳江河段的洋溪水库为例,计算分析五种重现期标准下的设计水位,探讨防洪重现期在水库安全设计中的合理性、可靠性及优势所在。研究表明,任何重现期水平下的防洪重现期危险域确定且唯一;防洪重现期等值线的形状与工程的行洪界面存在耦合关系;不同重现期标准下的设计水位差别较大,且基本满足联合重现期>防洪重现期>Kendall重现期>生存Kendall重现期>同现重现期的规律;水库防洪安全设计中,防洪重现期标准下的防洪设计参数所对应的防洪能力与工程防洪标准一一对应,可在缩减工程成本的同时,有效抵御洪水风险,保证工程安全。

湿地的防洪功能分析评价——以东洞庭湖为例

湿地作为生产力最高的土地类型 ,具有水文、水质、食物链和栖息地等方面的功能以及社会经济价值。其中水文功能主要表现在防洪功能方面 ,包括调蓄洪水、削减洪峰、滞流和减少侵蚀等。文中通过利用地理信息系统、遥感数据、模拟、统计分析和空间计算等方法 ,定量分析评价东洞庭湖湿地的防洪功能 ,提出了湿地防洪功能评价方法。

三峡水库防洪作用与鄱阳湖流域洪灾分析

近期,长江中下游洪灾引发国内外网民和社会公众的重点关注和广泛热议,人们认为这是三峡水库不作为造成的。因此,客观、公正、科学地认识长江中下游洪灾,以及评价三峡水库的防洪作用,对稳定社会、人心具有重要现实意义。在介绍长江2020年7月三次编号洪水基础上,分析三峡水库调度过程及其对长江中下游流域的防洪作用与贡献;从气象、水文、地理和防洪标准等角度,揭示鄱阳湖流域洪灾发生的原因。结果表明,三峡水库有效调度了三次编号洪水,削减洪峰幅度为34%~46%,拦蓄洪量为25~88亿m 3,大大缓解了长江中下游防洪压力。鄱阳湖流域洪灾发生的主要原因:一是入梅提前,导致降雨集中强度大、范围广、持续时间长;二是部分支流堤防建设滞后、蓄滞洪区运用不合理,导致上游形成的洪水峰高量大且与鄱阳湖洪水发生遭遇,以及城市加速排洪至河道、中下游长时间处于高水位运行、鄱阳湖受其顶托作用而无法及时通过干流泄洪等。研究结果对正确认识三峡水库的防洪作用与长江中下游流域防洪减灾具有重要参考价值。

基于copula函数的三峡水库预泄对鄱阳湖防洪影响分析

三峡工程的运行对鄱阳湖防洪形势存在潜在影响。以三峡-鄱阳湖系统为典型,采用基于copula理论的多维联合分布函数,建立三峡工程运行前长江-鄱阳湖-"五河"(赣江、抚河、信江、饶河、修河)系统中水文要素之间的联合概率分布及条件概率分布,并假设该条件分布关系在三峡工程运行前后保持不变;估计三峡工程运行后长江水文要素的概率分布,结合前面的条件概率分布,可以得到三峡工程运行后研究变量的概率分布;对比分析前后概率分布的变化,即可从统计角度评价三峡水库运行对鄱阳湖水文情势的影响。研究表明:三峡工程运行对鄱阳湖水位有一定影响;5、6月份三峡预泄,将增高鄱阳湖水位,其中,平均水位的增幅大于最高水位增幅,低水增幅大于高水增幅;三峡预泄影响下,湖区圩堤堤前水位没有超过原有堤防设计水位,没有降低湖区圩堤的防洪标准。

水库实际防洪能力估算

根据风险决策理论，考虑水库调洪过程中多种水文不确定因素，通过概率组合方法，用实测水文资料估算了水库的防洪能力．结果表明，本方法比仅依赖设计洪水过程给出的防洪标准更能反映水库的实际防洪作用．

基于D-S证据理论的多水库联合调度方案评价

多水库防洪调度是一个典型的具有不确定性的多目标决策问题,在调度决策过程中,往往含有大量不确定性因素。提出了利用D-S证据推理方法,对多水库联合防洪调度方案进行评价。通过对不确定性评价信息进行融合,将问题转化为确定性决策问题。给出了证据合成的算法步骤,通过算例分析说明该方法的有效性和实用性。

黄河黑山峡河段的功能定位和开发任务

从协调水沙关系、解决宁蒙河段防洪防凌问题、黄河水资源合理配置、区域生态建设、西北电网和西电东送的稳定安全运行等方面,分析了黑山峡河段开发的功能定位和开发任务,即:协调水沙关系和防洪防凌;协调水量调度和发电运用之间的矛盾,充分发挥水资源综合效益;为附近地区供水,改善生态环境;合理配置全河水资源,满足国家长远发展战略需要。

水库水沙联合调度多目标决策模型

针对水库运用过程中蓄水与排沙之间的矛盾,本文首先建立了水库防洪、发电及航运调度子模型;然后,以水库防洪、发电及航运效益为基本目标,应用多目标决策方法,建立了水沙联合调度多目标决策模型;为减少水沙联合调度计算的工作量和难度,以子模型计算结果为基础,建立水库运行参数与目标之间的函数关系,将各目标有机地联系在一起,据此合理进行水沙联合调度;最后,将该模型应用到三峡水库汛末蓄水的研究中,得到一个兼顾各目标要求的蓄水方案。

防洪工程效益可靠性评价

本文针对防洪工程的特点,根据实际发生的历史洪水灾害损失调查资料,采用数理统计的方法,求出工程防洪效益函数,用蒙特卡罗方法模拟计算工程使用期的防洪效益,并对模拟效益进行了统计分析,为防洪工程效益分析计算提供了一个新途径和新方法。