防洪减灾风险管理之思辨

分析梳理了防洪减灾风险、风险及其分析、风险管理和治理等概念,指出防洪减灾理念从20世纪早期的"控制洪水"到20世纪后期的"减小洪灾损失"再到21世纪初的"降低洪灾风险"的演变,与防洪减灾形势、社会公共管理水平等密切相关;防洪减灾风险源于洪水时空变化的不确定性、承灾体的不确定性和防灾减灾措施实际效果的不确定性等,需要根据具体问题做具体分析;防洪减灾风险管理指采取多方参与方式,在洪灾发展周期的不同阶段,针对多种不确定性,综合分析各种风险,力求做出相对科学的决策。在防洪减灾风险管理的研究和实践中,应重视有关人文因素及其不确定性、构建风险分析文化的重要性。     

流域防洪效益计算宏观模型

针对现有防洪效益计算模型所需资料多、计算复杂等问题,本文在符合防洪效益特点的宏观假定基础上,提出了防洪效益计算的洪水频率面积系数和洪水频率严重系数,并用水文学和数理统计的有关原理导出了流域防洪系统效益计算的宏观模型。算例研究的结果表明:模型理论上合理,实际应用简单,可操作性强。     

施工导流风险分析与计算

施工导流工程是一项风险工程,在进行施工导流工程的风险计算时,应综合考虑水文和水力两方面的不确定性,利用JC法计算了施工导流风险,分析了各不确定性因素对施工导流综合风险的影响,并具体分析了各水力不确定性因素在综合风险计算中的作用.     

黄河下游防洪工程体系减灾效益计算模型研究

以黄河下游防洪工程体系为背景,系统研究了防洪工程体系减灾效益计算有关水文、水力学、工程、经济等方面的问题,提出了防洪工程体系减灾效益计算的整体思想,开发了相应的计算模型。研究中还开发了用于分析黄河下游防洪保护区12万km2范围决堤洪水成灾状况的二维非恒定流模型。结合黄河下游防洪保护区具体情况,提出了财产状况、洪灾损失率、地形地物数据等减灾效益计算的重要参数。实例计算结果表明:模型计算结果合理,对解决防洪工程体系减灾效益计算问题是非常有效的。     

太湖流域应对特大洪水防洪工程效益模拟

防洪效益评估对防洪工程投资决策与减灾对策制定具有重要意义。建立集成了与太湖流域防洪效益评估相关的系列模型和方法,包括含降雨产流与平原净雨计算的水文分析方法、由河网水动力学模型和平原区域洪水分析模型组成的大尺度水力学模型、综合流域社会经济和淹没因素的洪灾损失评估模型。模拟了太湖流域遇特大洪水的灾害损失,开展了不同防洪工程应对流域性特大洪水减灾效益的预测分析。结果表明：1999年型200年一遇降雨将会给太湖流域造成高达568.29亿元的直接经济损失,外排动力增强30%至100%的防洪效益介于26.69亿元到45.70亿元之间,新建圩区、太浦河拓宽的防洪效益依次减小,而圩区泵排能力增加30%的防洪效益仅为0.65亿元。基于研究成果提出了增设外排泵站、加强圩区科学调度、通过保险分担风险等应对特大洪水的对策措施建议,为太湖流域特大洪水的防治提供支撑和参考。     

太湖流域应对特大洪水防洪工程效益模拟

防洪效益评估对防洪工程投资决策与减灾对策制定具有重要意义。建立集成了与太湖流域防洪效益评估相关的系列模型和方法,包括含降雨产流与平原净雨计算的水文分析方法、由河网水动力学模型和平原区域洪水分析模型组成的大尺度水力学模型、综合流域社会经济和淹没因素的洪灾损失评估模型。模拟了太湖流域遇特大洪水的灾害损失,开展了不同防洪工程应对流域性特大洪水减灾效益的预测分析。结果表明:1999年型200年一遇降雨将会给太湖流域造成高达568.29亿元的直接经济损失,外排动力增强30%至100%的防洪效益介于26.69亿元到45.70亿元之间,新建圩区、太浦河拓宽的防洪效益依次减小,而圩区泵排能力增加30%的防洪效益仅为0.65亿元。基于研究成果提出了增设外排泵站、加强圩区科学调度、通过保险分担风险等应对特大洪水的对策措施建议,为太湖流域特大洪水的防治提供支撑和参考。     

柴河水库防洪安全实时监控系统多年平均防洪效益计算

柴河水库工程管理向自动化、智能化发展,实现柴河流域防洪安全实时监控创造了显著的防洪效益。系统的多年平均防洪效益计算分两部分,即实际年平均效益和期望年平均效益,从实际和预期2个角度,采用实际发生年法和长系列调节法,计算了柴河水库防洪安全实时监控系统多年平均防洪效益。经过分析计算,系统的多年平均防洪效益的实际发生值为2982万元,系统的多年平均防洪效益的期望发生值为820万元。从“实际发生”和“预期”两个方面分别计算柴河水库防洪安全实时监控系统的效益,可以更全面地衡量系统的性价比。     

基于遗传算法的分级预泄调度方案优化研究

采用分级预泄进行汛限水位动态控制,综合考虑洪水、预报系统、调度决策系统等不确定性因素影响,留有余地地选择浮动库容、预泄级数、相应泄流及流量控制点。此种调度方案能在保证防洪安全的前提下获得较大的兴利效益。实例表明,借助于遗传算法良好的全局优化搜索能力,合理设置参数约束范围和适应度函数,可以得出比较满意的调度方案。     

水库汛限水位调整与运用

基于对水库汛限水位主要影响因素的系统分析,从洪水资源安全利用的角度出发,阐明了水库汛限水位调整综合分析论证所应遵循的原则,提出了风险设计分析论证的框架、定量分析方法和汛限水位合理调整的论证。最后以海河流域潘家口水库为分析实例,从设计洪水、预报预泄、洪水预报调度方式、上下游防洪设计标准、上游移民淹没及土地退赔线、水库长期运行的风险和效益等多个方面分析论证了水库汛限水位的合理调整方案。     

三峡水库汛末蓄水时间与目标决策研究

针对三峡水库运行中存在的防洪、发电与航运之间的矛盾,研究了汛末不同蓄水方案下,三峡水库的防洪风险、发电以及上下游航运效益的变化情况;通过寻求水库防洪、发电及航运之间的相互关系,建立水库水沙联合调度模型,对三峡水库汛末蓄水时间和方式进行了多目标决策;应用加权均衡规划排序模型对非劣方案进行评价,给出了三峡水库汛末蓄水运行的最佳方案,为三峡工程正式建成后制定合理的调度运用方案提供科学依据。     

水库预蓄效益与风险控制模型

在论述水库预蓄效益与风险分析的必要性和主要困难的基础上,首先提出一种风险率的计算方法;然后提出了一种经经济效益与风险率为目标的水库预蓄水位模糊优化控制模型及其求解方法,可供汛期分斯抬地限水位或实时决策控制预蓄水位时使用,为决策者提供有依据的信息;最后通过优选丰满发电厂水库预蓄高度算例,较详细地叙述模糊优化控制模型的建立及其求解方法,说明建模及求解方法理论是严密的,计算任意便且易于推广应用。     

三峡水库动态汛限水位洪水调度风险指标及综合评价模型研究

汛限水位是综合利用水库运行和调度的重要参数之一,也是协调防洪和兴利矛盾的焦点所在。现行的汛限水位过多地考虑了小概率洪水事件,不能充分挖掘水库汛期的兴利效益,因此,采用动态汛限水位进行调度,对综合利用水库的运行具有重要的理论意义和实用价值。根据三峡水库围堰发电期的调度规程,建立预报预泄调度模型,采用宜昌站1882-2001年汛期实测日流量资料,实现了考虑预报信息的动态汛限水位洪水调度模拟;提出了多目标风险指标体系;计算了9种动态汛限水位方案下的风险指标值,通过综合评价模型对各方案进行比较和优选,得到了相对合理的动态汛限水位方案。     

基于最大熵原理和属性区间识别理论的洪水灾害风险分析

针对复杂洪水灾害系统中随机、模糊、灰色等各种不确定性,结合洪水灾害风险管理广义熵智能分析的理论框架,以最大熵原理和属性区间识别理论为基础,建立了基于最大熵原理的洪水灾害风险属性区间识别模型(AIRM-POME),利用梯形模糊数和层次分析法相结合的方法确定评价指标权重,采用均化系数综合AIRM-POME计算得到的属性测度区间,由置信度准则和特征值公式对各评价单元进行危险、易损等级的评定和排序,并根据联合国对自然灾害风险的定义及其定量表达式给出风险等级。将模型应用到荆江分洪区洪水灾害风险分析中,实例研究表明,模型合理可靠,深层次地刻画了各种不确定性,是一种风险分析新方法,可推广应用到其他自然灾害的风险分析中。     

Dealing with Uncertainty in Flood Risk Assessment of Dike Rings in the Netherlands

Current flood protection policies in the Netherlands are based on design water levels. This concept does not allow for a proper evaluation of costs and benefits of flood protection. Hence, research is being carried out on the introduction of a flood risk approach, which looks into both the probability of flooding and the consequences of flooding. This research is being carried out within the framework of a major project called the Floris project (FLOod RISk in the Netherlands). To assess the probability of flooding the Floris project distinguishes different failure modes for dikes and structures within the dike ring. Based on a probabilistic analysis of both loads and resistance the probability of failure is determined for each failure mode. Subsequently the probabilities of failure for different failure modes and dike sections are integrated into an estimate of the probability of flooding of the dike ring as a whole. In addition the Floris project looks into the different consequences of flooding, specifically the economic damages and the number of casualties to be expected in case of flooding of a particular dike ring. The paper describes the approach in the Floris project to assess the flood risk of dike rings in the Netherlands. One of the characteristics of the Floris project is the explicit attention to different types of uncertainties in assessing the probability of flooding. The paper discusses the different starting-points adopted and presents an outline on how the Floris project will deal with uncertainties in the analysis of weak spots in a dike ring as well as in the cost benefit analysis of flood alleviation measures.     

长江防洪决策支持系统——防洪决策风险分析

针对长江中游防洪决策过程,筛选出几个主要的风险因子.考虑暴雨洪水历史资料,短期洪水位预报以及中长期雨洪预报三种不同信息条件,建立防洪决策风险分析模型,针对长江三峡至螺山河段防洪系统,是否启用分蓄洪区的各种防洪决策方案,给出决策风险的定量描述.