基于洪水演进数值模拟的溃坝危害性快速评估

采用部分溃坝模型与堰流相交算法计算溃坝最大流量,并基于四次抛物线概化方法得到溃坝洪水的流量过程线;利用洪峰展平法将洪水波概化为三角形,对洪水演进过程进行模拟,分析溃口宽度和溃口形态对洪水演进过程的影响;研究考虑不同溃坝条件下对溃坝洪水的到时、最大流量、水深和洪水历时等洪水演进的主要参数的快速估算方法,以实现对地震可能引发不同溃坝事件危害性的快速评估。     

唐家山堰塞湖溃坝洪水模型及应用

在资料稀缺、时间紧急的情况下，设计出快速相应的洪水演进递推模型。该模型以水量平衡、水力学公式为基础，在溃坝过程中通过递推方法得出不同时刻坝口变化的过程。同时采用以立波方式传播的洪水波对洪水演进过程进行研究，从而实现对溃坝洪水过程的模拟。最后利用唐家山堰塞湖2008年6月10日的观测数据，使用Matlab软件编程进行了演算，验证了模型的准确性、合理性。     

基于溃坝洪水模型的山区堰塞湖避难场所选址

针对山区堰塞湖地理条件复杂多变,溃坝时间、范围不确定且可用于避难的场所不足的问题,本文基于溃坝洪水演进模拟结果提出一种适用于山区堰塞湖的避难场所选址方法。该方法结合堰塞湖区域地理条件,利用层次分析法对避难场所选址因子灵活分配权重值,根据经验理论确定评分标准;权重值和评分标准确定后,基于溃坝洪水演进模拟程序获取的淹没数据以及区域数据构建堰塞湖区域避难场所选址模型并计算得出选址结果;最后结合溃坝洪水演进模拟结果动态分析避难场所的最大利用时长。选择肖家桥堰塞湖为案例区域开展试验分析,试验表明本文的选址方法能灵活解决山区堰塞湖环境差异性大的问题并最大化地利用临时避难场所,为堰塞湖区域制定应急处置预案提供科学依据。     

堵江滑坡坝的溃坝方式模拟与环境效应分析

大型堵江滑坡坝的溃坝方式决定了溃坝洪水的流量、演变及其对下游生态、地质的影响。实地调查岷江上游分布的大量古堵江滑坡土石坝后，重点对扣山古堵江滑坡坝形成的地质环境和坝体的几何特征、溃口形态进行了野外勘察，并用坝体土石样品进行了室内大型土工试验。考虑湖水、坝体渗流和岩土体的耦合作用，采用基于有限单元法的数值模拟软件，进行了古堵江滑坡坝的稳定性分析，模拟结果显示，该天然堵江滑坡坝的溃决方式为漫坝瞬时全溃，溃坝洪水将对沿岸及下游地区的生态环境产生巨大的影响。     

水库溃坝损失及其计算方法研究

主要研究水库渍坝损失及其计算方法．分析了水库溃坝及其损失的特点，提出了溃坝洪水淹没损失的直接经济损失的实物型损失与收益型损失、间接经济损失、非经济损失的内容及其计算方法，并探讨了库区坍岸损失与清决工程损失计算方法．     

中国水库溃坝空间特征分析

水库溃坝受到多种不确定因素的影响，对已溃水库数据资料进行深入分析和凝练，可提高对水库溃坝事故的规律性认识，为我国水库安全管理工作提供技术支持。依据我国各省级行政区（香港、澳门、台湾未统计）历年已溃水库的数据资料，选用年平均溃坝率作为基本指标分析水库溃坝事故的空间分布特征，采用气候状态图对引发水库年平均溃坝率高的气候特征进行了初步研究。结果表明：沿着400mm年降水量线以北及其附近区域年平均溃坝率明显高于该降水量线以南地区；在经历了长时间干旱后的大量降水会增加水库安全事故的发生率；与气候湿润、降水充沛的地区相比，降水量偏少，汛期偏旱地区的水库溃坝率并不低；气温的大幅变化是促使水库发生溃坝的重要因素。     

基于GIS空间信息格网的溃坝损失评估模型

为实现溃坝损失的快速评估,在建立溃坝损失评估方法的基础上,引入GIS空间信息格网来组织和管理空间数据,研究了GIS空间信息格网的实现方法,建立了基于GIS空间信息格网的溃坝生命损失计算方法及经济损失计算方法。构建了溃坝损失评估系统的框架结构,结合数据库技术、GIS技术、溃坝水力学、计算机图形学等方法和理论开发了GIS支持下的溃坝损失快速评估系统。     

基于AHP可变模糊集理论的溃坝环境影响评价

水库溃坝的风险不仅取决于大坝自身风险概率,也取决于溃坝导致的后果。我国大坝数量众多,病险大坝所占比重大,一旦溃坝将给下游带来灾难性后果。溃坝后果研究主要包括生命损失、经济损失、社会影响和环境影响4个方面,相比下来,目前国内外对于溃坝环境影响方面的研究稍显不足。针对溃坝环境影响研究内容的复杂性和不确定性,以前人研究为基础,综合考量河道形态、生物多样性等影响因素,采用可变模糊集理论,构建溃坝环境影响评价指标体系和评价等级标准。结合层次分析法(AHP)确定指标权重,建立了溃坝环境影响评价的可变模糊集评价模型,并以沙河集水库大坝作为工程实例进行验证。结果表明:采用可变模糊集评价模型的评价结果准确合理,具有较好的实用性,为溃坝环境影响评价提供了一种新方法。     

溃坝风险的地域性、时变性与社会性分析

对我国1954-2010年的溃坝资料按三个不同经济社会发展阶段和东部、中部、西部三个区域进行了年均溃坝率、溃坝生命损失及溃坝生命风险统计分析,揭示了它们时变性、地域性与社会性特点。     

二维溃坝洪水波传播的高精度数值模拟

建立了二维浅水方程的高分辨率数学模型。求解浅水方程时,将方程做空间差分算子分裂,并沿各空间方向采用有限体积法积分方程,应用二阶上风TVD格式确定有限体积交界面处的物理量通量。应用该模型对矩型明渠坝体瞬间全溃的洪水波进行了计算,并将计算值与理论解进行了比较;最后用该模型对大坝瞬间局部溃倒所致的洪水演进过程进行了数值模拟,对模拟结果进行了定性分析,并与其它算法进行了比较,表明该模型对模拟溃坝洪水波是有效的。     

暴雨洪涝敏感性影响因子分析及评估--以江西安义县为例

由于区域地理环境存在差异,洪涝敏感性影响因子的选取主要根据区域地理特征及个人经验确定,缺乏统一的标准、系统的分析和科学的评价。洪涝灾害与影响因子之间是复杂的、多变量的非线性关系,与研究区的地质、地貌、土地覆盖等诸多因素密切相关。针对不同的研究区域,搜集尽可能全面的影响因子并对其进行优化选取是实现洪涝敏感性准确评估的前提和保证。南昌市安义县位于潦河中下游,是洪涝灾害的主要受灾区域。基于遥感影像数据和地理信息系统技术,以安义县为例开展暴雨洪涝敏感性影响因子分析及评估研究。首先,利用成灾前后哨兵一号雷达影像提取安义县2016年6月30日至7月5日暴雨洪涝的淹没范围,选取高程、降水、用地类型、距河流距离、坡度等15个洪涝敏感性影响因子。然后,基于随机森林模型对15个影响因子进行重要性排序,按照排序结果对影响因子逐步精简,并基于神经网络模型对影响因子进行优化选取。最后,基于优化选取后的影响因子,采用神经网络模型进行安义县洪涝敏感性评估,并用实例验证洪涝敏感性评估结果的可靠性。研究结果表明,在精简收敛指数、坡向、剖面曲率、地形位置指数和汇流动力指数5个最不重要的影响因子后,神经网络模型的性能有一定提升;敏感性等级为中等及中等以上区域主要分布在潦河两岸,约占安义县总面积的1/3,近70%的洪涝分布在敏感性中等及中等以上区域,洪涝发生在洪涝敏感性等级为中等及中等以上区域的可能性非常大,洪涝敏感性评估结果与安义县实际情况相符。     

Modeling flooding extent from Hurricane Floyd in the coastal plains of North Carolina

Abstract

In this article two modeling approaches were developed based on the use of US Geological Survey digital elevation model (DEM) data. These models were utilized to delineate the extent of flooding induced by precipitation from Hurricane Floyd in a portion of Pitt County, North Carolina. The patterns of flood extent derived from the two models were compared to the extent of flooding indicated on a digital aerial photograph taken two days after peak flood levels had been reached. In addition, floodplain boundaries based on Federal Emergency Management Agency Q3 maps were compared to the extent of flooding on the aerial photo. Actual emergency response operations undertaken through the Pitt County Emergency Operations Center during the flood event are described, and are used to provide a context for evaluating the potential utility of these models. The flood extents produced by the modeling methods performed well at representing the actual extent of the flooding.     

“070812”云南元江特大山洪泥石流气象成因分析

利用MICAPS常规资料、加密自动站雨量、FY-2C卫星TBB资料和多普勒雷达探测等资料,分析了云南元江2007年8月12日特大山洪泥石流灾害的气象成因。结果表明:低层冷锋切变在南移过程中受帕布台风低压外围较强东北气流的阻挡和引导,使切变转向后在哀牢山附近形成与山脉平行的西北东南向风向切变是造成本次降雨过程的主要天气系统,切变线附近形成的中尺度系统和多普勒径向速度的逆风区产生的短时大暴雨,是引发元江8.12特大山洪泥石流灾害的直接天气原因。     

基于GIS多准则评价与BP神经网络的暴雨洪涝灾害风险辨识--以闽三角地区为例

灾害风险辨识是灾害有效防控的重要环节之一,辨识体系与风险水平之间的非线性复杂关系使研究方法向精细化、智能化转型。闽三角地区是我国重要的沿海经济开放区,独特的“山-海”自然地理格局、起伏破碎的地形、高发的台风暴潮和极端短时降雨特征使其常遭受洪涝灾害侵扰。以闽三角为例,将生态服务价值纳入风险评价体系,构建基于GIS多准则评价与BP神经网络模型的风险辨识方法,旨在完善评价体系的同时,弥补传统评价方法存在的非线性缺陷和主观依赖,并以此为基础,进一步探究该地区风险空间分布规律和空间格局,为灾害风险防控提供思路。结果表明:①基于GIS多准则评价与BP神经网络模型的风险辨识方法能够系统准确的认知暴雨洪涝灾害风险水平与空间分布;②高风险区主要分布在河流沿岸、河口处、湾区,且人口、经济活动较活跃地区,城市化发展快速区与缓慢区相比,更容易遭受洪涝灾害威胁;③洪涝风险以高-高和低-低集聚为主,风险根据空间自相关性特征分为“整体随机”“局部随机-邻域集聚”和“整体集聚”三种类型。最后根据风险特征将闽三角地区高风险分为“厦门集美版块”“泉州湾区版块”“漳州县区版块”,分别提出灾害治理建议。     

金沙江白格滑坡及堰塞湖洪水灾害分析∗

2018年10月10日和11月3日，西藏自治区江达县波罗乡白格村金沙江右岸同一位置先后两次发生滑坡堵江灾害，滑坡体方量分别约为1 000×10⁴ m³和283×10⁴ m³，其中第一次滑坡为高位、高剪出口、高速滑坡，第二次滑坡则为第一次滑坡牵引区进一步发展的结果。在堵塞金沙江近2 d及9 d后，滑坡堰塞湖蓄水量达到峰值分别为2.9×10⁸ m³和5.24×10⁸ m³，并分别在自然泄流和人工开挖泄流槽两种方式下开始从堰塞体右岸垭口处过流，其中第二次滑坡堰塞湖溃决洪水造成西藏、四川和云南3省（自治区）多处房屋、道路、桥梁和耕地受损，无人员伤亡。基于两次滑坡及溃决洪水受灾区现场勘测调查，并结合相关资料，对比分析了两次滑坡堰塞湖的处置及溃决洪水灾害情况，启示如下：越早进行人工干预，灾害越轻；为更好地应对今后可能出现的滑坡堰塞湖溃决洪水，水电站应提高设计标准并充分发挥其收蓄洪水的能力。     

中国与荷兰洪水风险分析方法的比较研究

基于洪水风险的定义,从洪灾发生概率、洪灾后果评估、风险评价指标和防洪标准经济优化决策原则等方面阐述了中荷两国在洪水风险分析研究方面的异同,初步分析了存在差别的原因以及两种方法的特点.在分别应用中国和荷兰现有风险评估方法分析安庆市堤防圈的洪水风险的基础上,探讨了将两国的风险分析方法进行整合的思路.算例表明,将堤防的工程风险与洪水本身出现的水文风险相结合,并考虑在不同洪水位下损失的差异的方法是与洪灾发生机理相符,综合考虑了各种不确定因素的、切合我国洪灾特点的一种值得进一步深入研究的新方法.     

巢湖流域旱涝时空特性分析

利用巢湖流域14个站点39年(1961~2000年)的降水观测资料,采用Z指数作为旱涝指标,运用地理信息系统(GIS)等方法,对巢湖流域汛期旱涝的时空变化特征进行了分析探讨,其结果表明:巢湖流域旱涝灾害十分频繁,旱涝灾害发生的频率和降水量呈现正相关关系,具有阶段性和周期性等特性,空间分布上存在一定的结构性,巢湖流域北部为易旱易涝区,西部为易旱区,东南部、南部是易涝区,中北部是不易旱易涝区。     

A study of farmers' flood perceptions based on the entropy method: an application from Jianghan Plain,China

Using survey data from 280 farmers in Jianghan Plain, China, this paper establishes an evaluation index system for three dimensions of farmers' flood perceptions and then uses the entropy method to estimate their overall flood perception. Farmers' flood perceptions exhibit the following characteristics: (i) their flood‐occurrence, flood‐prevention, and overall flood perceptions gradually increase with age, whereas their flood‐effects perception gradually decreases; (ii) their flood‐occurrence and flood‐effects perceptions gradually increase with a higher level of education, whereas their flood‐prevention perception gradually decreases and their overall flood perception shows nonlinear change; (iii) flood‐occurrence, flood‐effects, and overall flood perceptions are higher among farmers who serve in public offices than among those who do not do so; (iv) the flood‐occurrence, flood‐effects, and overall flood perceptions of farmers who work off‐farm are higher than those of farmers who work solely on‐farm, contrary to the flood‐prevention perception; and (v) the flood‐effects and flood‐prevention perceptions of male farmers are lower than those of female farmers, but the flood‐occurrence and overall flood perceptions of male farmers are higher than those of female farmers.     

渭河流域"05.10"洪涝灾害特征分析

利用2005年9~10月渭河流域内各气象站和水文站的资料,对2005年渭河流域致洪暴雨的雨情、水情及灾情进行分析。对洪水的特征,水情、河道的概况,特大洪灾的降水特点进行总结,得出“05.10”洪水具有降水范围广、水位高、洪水倒灌、灾害重等特征,造成的经济损失严重。揭示了洪灾形成的主要原因,从而对减少洪灾的形成和流域的治理提出有关建议,达到防灾减灾的目的。     

宁波市水旱灾害及其规律的研究

水旱灾害是宁波市最为严重的自然灾害,特别是洪涝台灾害已成为该市自然灾害中经济损失增长最快的自然灾害。依据宁波市历史上水旱灾情资料,结合自然地理环境条件,分析研究宁波市水旱灾害基本特征,并揭示了水旱灾害发生的时间性和区域性规律。在此基础上还探讨了水旱灾害发生频率的演进趋势。