“7·20”强降雨影响下的常庄水库泄洪风险分析

“7·20”强降雨影响下常庄水库大流量泄洪对下游防洪风险影响显著,尤其是下游贾峪河倒虹吸段的安全泄洪直接关系南水北调中线干渠的运行安全。通过常庄水库调度记录推算“7·20”强降雨引发的入库洪水过程和泄洪过程,综合泄洪期间的多源影像资料获取泄洪淹没信息;然后通过无人机航拍并基于运动恢复结构技术获取水库下游分析区域地形数据,借助二维水动力学模型反演分析“7·20”强降雨期间的常庄水库泄洪下游淹没情况;通过模拟分析水库下游至贾峪河倒虹吸处的淹没水深、淹没时长和流速等特征数据,研究分析“7·20”期间贾峪河倒虹吸的泄洪安全性,对常庄水库泄洪引起的洪水风险进行了综合评估。

基于蒙特卡罗模拟的泄洪风险率计算

水库对天然河道的来水进行调蓄,对下游的防洪安全来说具有重要的作用。在防洪调度中,水库泄洪存在许多不确定性的因素,而这些不确定性因素则会给水库大坝的防洪安全造成一定的风险。蒙特卡罗方法是一种随机模拟方法,将其与计算机编程相结合,可以实现对影响泄洪的不确定性因素进行随机模拟和调洪演算,以便对水库的泄洪风险率进行计算。简述了风险和水库泄洪风险的定义、蒙特卡罗模拟、影响水库泄洪风险的不确定性因素和基于蒙特卡罗模拟的风险率的计算步骤,介绍了大伙房水库泄洪风险计算实例。

洪水过程不确定性对泄洪风险影响的分析

重点分析了洪水过程的不确定性对泄洪风险的影响,并通过假设检验得到了洪峰削减系数的概率密度函数。以实际工程为例,利用蒙特卡洛法计算了考虑洪水过程不确定性的泄洪风险值,并与不考虑洪水过程的不确定性的计算结果进行了比较验证,结果表明后者的风险值明显大于前者,说明洪水过程不确定性对泄洪风险的影响是不可忽略的。

基于随机模拟的水库泄洪风险分析

在对水库泄洪过程中的风险因子进行识别的基础上,采用方差分析的方法选择主要风险因子并建立了水库泄洪风险随机模拟模型。实例应用表明,该模型能够有效地辨识出影响水库泄洪的主要风险因子,得出的水库泄洪风险参数能够代表整个调洪计算过程中的主要不确定性。

单一水库泄洪风险分析计算

分析了单一水库泄洪过程中的不确定因素,建立基于Monte-Carlo法的泄洪风险计算模型,并将该模型运用于张河湾水库的泄洪风险计算,结果表明本模型具有一定的实用性。

用蒙特卡罗法进行泄洪风险分析

本文以吉林台水电站为例,运用蒙特卡罗法计算了考虑洪水过程中洪峰位置不同时的泄洪风险,对洪峰位置靠前和洪峰位置靠后的洪水过程的泄洪风险分别进行了计算,结果表明后者的风险值大于前者,这说明洪水过程中洪峰位置的不确定性对泄洪风险的影响是不可忽略的。

泄洪风险计算方法的分析

介绍了泄洪风险计算常用的7种方法,并且分别指出了他们的优缺点,重点讨论了蒙特卡罗模拟法。

大伙房水库泄洪风险分析

水库对天然河道来水调蓄,下游防洪安全具有重要的作用。在水库防洪调度中,水库泄洪的不确定性造成下游防洪安全具有一定的风险。计算泄洪风险要综合考虑泄洪过程中的不确定性因素,即水文因素和水力因素。在这些因素中,洪水过程的不确定性对泄洪风险的影响是不能忽略的。

基于改进AFSA算法的大坝泄洪能力风险率仿真分析

在洪水入库和泄洪过程中,导入的调洪水位数值受到随机参数的影响,导致传统大坝泄洪能力风险率仿真分析方法下大坝内流矢量出现分布不均匀问题。因此,提出基于改进AFSA算法的大坝泄洪能力风险率仿真分析方法。通过对大坝坝体的测绘,得到各项基础数据,分析泄洪流速大小,得到溢洪闸的调度实测序列。利用改进的AFSA算法,计算溢洪闸调度。采用数学模型演化泄洪的过程,避免随机参数影响调洪数值的计算,模拟洪水入库和泄洪的环境。通过计算大坝泄水流速的数值,得到大坝泄洪能力风险率,完成对于改进AFSA算法分析大坝泄洪能力方法的设计。仿真实验表明,文献[6]方法的内流矢量分布集中在0.4~1.2 m之间。文献[7]方法内流矢量分布集中在0.3~1.2 m之间,所提方法的内流矢量分布集中在0.6~1.2 m之间。所提方法的内流矢量分布更广,且分布更加均匀,因为该方法更具有实用价值。

随机微分方程数值解在泄洪风险分析中的应用

根据泄洪过程中库水位过程的随机微分方程,利用数值解方法,模拟了随机干扰下的库水位及其波动状况.采用相应公式计算了洪水漫越坝顶事件的概率以及库水位过程在不同时刻的样本均值.并通过比较在同样强度的随机干扰下库水位的高低状况,确定出各种泄洪方案的优劣,从而对防洪工作具有重要的指导意义.

基于PSO的水库泄洪风险计算

基于结构可靠度指标的物理含义,建立了水库泄洪风险计算优化模型,并引进了粒子群全局优化算法对该模型进行求解.通过对该模型在具体水库泄洪风险计算的应用举例,表明了该水库泄洪风险计算理论不仅能有效地避免求偏导运算,且能获得高精度的运算结果,求解速度也有一定的优势.

城区水源地污染风险评估方法及实例研究

为评估水源地各类风险源对水源水质的潜在影响,构建了以压力-状态-响应模型为框架、基于GIS的水源地风险评估方法。该方法以风险源特征、生态、健康及环境影响因子和污染控制为指标,定量确定其计算方法,对指标值标准化后根据其权重求和,最终获得风险源风险值。以深圳水库固定风险源、交通风险源和沙湾河泄洪风险为例进行了风险评估。结果表明,交通风险及沙湾河泄洪风险较大,固定源风险较小。实例评估表明该方法切实可行。

基于遗传算法和并行组合模拟退火算法的洪水过程缩放模型研究

针对泄洪风险和施工导流风险计算对洪水缩放的要求和传统洪水同频率放大方法中手工修匀任意性较大等方面的不足,提出采用计算机优化方法来实现洪水过程的自动放大。在满足洪峰流量约束和分时段洪量约束条件下,本文建立了以洪水过程模式尽量相似为目标的洪水过程放大优化模型,并采用具有全局搜索能力的遗传算法和并行组合模拟退火算法求解该模型。通过实例计算可以看出,这两种算法计算结果均能较好的满足洪峰洪量约束要求,并有效保持了典型洪水的模式,避免了人工修匀的任意性。

赵经华，王长新，李双喜，石铁玉，庞毅

文章介绍用VB编写的一个泄洪风险分析软件。其特点是具有可视化界面，易修改。可对不同的泄洪洞进行繁琐计算。

Risk calculation method for complex engineering system

This paper presents a rapid and simple risk calculation method for large and complex engineering systems, the simulated maximum entropy method (SMEM), which is based on integration of the advantages of the Monte Carlo and maximum entropy methods, thus avoiding the shortcoming of the slow convergence rate of the Monte Carlo method in risk calculation. Application of SMEM in the calculation of reservoir flood discharge risk shows that this method can make full use of the known information under the same conditions and obtain the corresponding probability distribution and the risk value. It not only greatly improves the speed, compared with the Monte Carlo method, but also provides a new approach for the risk calculation in large and complex engineering systems.