浅谈防洪抗灾建筑设计

通过洪水对建筑物的破坏情况和防洪建筑概念设计的要点,以城镇住宅为例来分析下建筑防洪设计重要性和实际的加固方案。     

考虑风险率模式下的洪潮组合设计方法

防洪(潮)计算中,洪潮组合若以洪为主时,一般选取设计标准洪水与多年平均潮位相组合,当以潮为主时,一般选取设计标准的潮位与多年平均洪水相组合.实际上,按不同的设计标准设计潮位时,河道上游可能发生各种频率的洪水,按不同的设计标准设计洪水时,河道下游也可能发生各种频率的潮位,所以,组合多年平均潮位或多年平均洪水存在一定的风险.为此,构建了洪潮组合风险计算模型,并依据洪潮组合风险提出了洪潮组合设计方法.考虑到各地水文特征的差异性,以深圳市为特例对这种方法进行了分析,为洪潮遭遇组合的合理选取提供科学依据.     

遵义市水泊渡大坝导流洞封堵方案可行性评价

遵义市水泊渡水库为中型水库,坝型为混凝土面板堆石坝,主要建筑物属三级水工建筑物,导流建筑物按V级设计,导流标准采用十年一遇（P=10％）,导流时段为11月-4月,导流流量为82m^3／s。大坝渡汛设计标准采用五十年一遇（P=2％）全年洪水标准,相应渡汛流量为Q=613m^3／s。     

外秦淮河堤防水文失事风险分析

结合南京市外秦淮河堤防整治工程,放弃传统的堤防潮位频率曲线线型,采用频率统计分析的方法确定了外秦淮河堤防潮位频率曲线的线型为反高斯分布;根据该堤防现行洪水设计标准推求了反高斯分布参数λ和μ.基于推求的洪水位频率曲线,将堤防水文失事风险分为洪水漫溢风险和洪水漫顶风险.考虑洪水漫顶事件对堤防水文失事风险的贡献权重,分别建立了堤防洪水漫溢和洪水漫顶失事概率计算模型,求出外秦淮河堤防水文失事风险率为0.374%,能满足工程防洪要求.     

水库防洪风险预警与生态调度的研究及应用

水库防洪调度具有不确定性和实时性,何时何量下泄洪水不仅关系到防洪安全,而且对生态保护也是巨大挑战.为此提出水库防洪调度风险预警指标,在不同洪水级别下,确定合理的生态流量及生态保护策略;在分析水库防洪操作规线的基础上,将洪水实时入流情况与水库目前水位相结合,同时考虑未来洪水情势,对洪水进行监测.通过对现状洪水指标和未来6小时内洪水情势进行分析,在汛期不同阶段,确定防洪与生态调度之间的重要性顺序.以黄河上游龙羊峡水库、刘家峡水库联合防洪调度为研究对象,通过防洪预警的研究及应用,确定水库防洪调度风险程度指导多目标水库防洪、生态调度,为保障黄河安澜提供决策支持,对于支撑黄河流域生态保护和高质量发展具有重要意义.     

论水工建筑物遭遇超设计洪水破坏的概率

本文提出水工建筑物遭遇超设计洪水而破坏的概率特性，给出建筑物在超设计洪 水袭击下破坏的概率分布参数，对目前国内外文献中用定义形式给出的水工建筑物设 计洪水重现期公式，给以概率理论上的解释与证明。     

防洪效益的随机模拟

应用蒙特卡洛法模拟产生洪水系列,以防洪工程使用期为一个时间单位,考虑资金的时间价值,对工程的减灾损失进行了计算,得到了防洪效益的概率分布模式,为防洪工程经济决策评价的风险打下了基础。     

多个洪水共同作用下水利工程防洪标准与重现期

针对利用设计洪水重现期表示多个洪水共同作用下水利工程防洪标准存在的问题,探讨了更合理的防洪标准表示形式,并以桂平航运枢纽水闸防洪设计水位为例进行了对比分析。结果表明:与单个洪水作用下水利工程设计过程中可以假定洪水重现期与洪水威胁成正比的关系不同,多个洪水共同作用下洪水重现期与洪水威胁不存在成正比的理论与实际可能,以其进行设计会导致完全错误的防洪设计参数,多个洪水共同作用下的水利工程防洪标准不宜用设计洪水重现期表示;多个洪水共同作用下的水利工程防洪标准表示形式必须考虑洪水与行洪边界的耦合关系,可采用防洪重现期或者结构荷载重现期表示;同一防洪重现期对应的洪水组合对水利工程的威胁一致,设计防洪重现期认定的危险域与洪水威胁大于设计防洪能力的区域一致,以其确定防洪设计参数可保证水利工程防洪能力确定且达到防洪标准的要求。     

洪水联合风险分析方法的探讨

洪水总是表现为多特征属性,针对传统单变量洪水分析的片面性,同时考虑洪峰和洪量对防洪风险的影响,从概率论角度出来,采用秩相关系数和Copula函数理论,构造洪水联合风险概率模型,模型不仅能够避免计算条件概率的复杂性,并且很好地表示了洪峰和洪量的复杂关系;采用随机模拟的方法,通过联合风险概率模型进行随机抽样计算,得出联合洪水风险概率与单变量洪水风险概率的3种不同关系,论证洪水风险分析综合考虑洪峰和洪量的必要性．     

水库防洪预报预泄调度的风险分析

水库预报预泄调度是水库防洪调度的重要方式之一,它可以提高水库防洪能力．通过分析水库预报预泄调度可能产生的后果,给出了水库预报预泄调度风险率的定义．建立了考虑洪水预报误差情况下入库径流的随机模拟方法．通过大清河流域王快水库和龙门水库实际应用表明,在目前的洪水预报精度情况下,对于10年一遇以下的洪水,对这两座水库进行防洪预报预泄调度要冒汛限水位不能及时恢复的风险,进而可能影响水库的供水需求;而对于20年一遇洪水以上的洪水,对其进行预报预泄调度是非常必要的,所发挥的防洪效益也比较明显．     

基于安全裕度理论的太湖流域北部城市排涝与区域防洪标准衔接研究

提出了基于水位安全裕度理论的太湖流域北部城市排涝与区域防洪标准衔接方法,剖析现状城市排涝与区域防洪标准的衔接性,并通过不同标准组合方案的试算,分析了区域和城市防洪排涝标准变化对关键断面出入水量的影响,并基于水位安全裕度评估方法提出了相衔接的城市排涝标准与区域防洪标准设计组合。研究结果表明：现状太湖流域北部区域防洪与城市排涝标准基本具备抵御50年一遇洪水的能力,但城市、区域层面防洪排涝能力与需求表现出不衔接,表现为城市内部水位远低于防洪设计水位,而区域水位则接近甚至超出防洪设计水位,防洪能力略显不足;不同区域防洪标准提升导致的外排格局变化特征具有显著差异,武澄锡虞区、阳澄淀泖区防洪能力提升通过扩大向长江泄洪实现,湖西区则通过扩大向太湖泄洪实现;限制城市大包围外排水量对缓解城市外部区域防洪压力的效果有限;太湖流域北部50年一遇区域防洪标准与20年一遇城市排涝标准是相衔接的标准设计组合。     

基于长短时记忆（LSTM）神经网络的黄河中游洪水过程模拟及预报

洪水预报是防洪减灾的重要非工程措施,黄河中游地区水文情势近50 a发生显著变化,为提高变化环境下黄河中游半干旱半湿润地区洪水预报精度,本文以对时间序列数据具有良好模拟效果的深度学习神经网络（长短时记忆神经网络）为基础,建立不同预见期下的流域暴雨洪水模型,以探讨长短时记忆神经网络在黄河中游水文预报中的应用. 模型建立采用汾河上游静乐控制站1956—2014年98场暴雨洪水数据,其中以14个站点降雨及静乐站水文数据作为输入,不同预见期下的洪水过程作为输出,率定期为78场次,验证期为20场次. 结果显示:在预见期为0～6 h时预报精度较高,预见期为6 h以上时预报效果相对较差;预报精度随神经元数量和训练次数的增加而呈上升趋势,预见期为0～6 h时预报精度上升较为明显,而预见期6 h以上时预报精度上升较为均匀.      

基于Infoworks ICM模型的典型海绵措施径流减控效果评估

为了分析海绵措施在流域尺度的雨水径流减控效果,提出适用于海绵城市系统建设的最优组合模式。基于Infoworks ICM模型构建马草河综合流域洪涝模型,结合雨水控制与利用工程设计规范,定量评估调蓄池、下凹式绿地及透水铺装海绵组合模式的蓄滞效果。研究结果表明:(a)海绵组合措施对10年一遇以下低重现期降雨径流量、洪峰流量和峰现时间的削减延迟效果较好;当降雨重现期达到10年一遇及以上时,径流量和洪峰流量削减比例不同程度地降低,洪峰流量削减和峰现时间延迟效果明显降低。(b)实施海绵措施后流域年径流量平均削减39%,各管控地块全部满足控制标准,现行雨水设计规范标准有助于支撑海绵城市试点建设。     

济南市山前平原区暴雨内涝模拟

应用InfoWorks ICM综合流域模拟软件,建立济南市山前平原区一维排水管网模型和二维地面淹没模型,对2015-08-03场次实测降雨和不同降雨情景下的研究区内节点溢流和地面淹没情况进行定量模拟,统计溢流检查井的分布和地面淹没范围,利用实测地面淹没过程线校验实测洪涝过程模拟结果,验证模型适用性,分析模型误差原因.结果表明:1)一维模拟站点附近节点最大溢流出现时间为21:50,二维模拟地面最大水深出现时间为20:05,二维模拟与实际出现时间20:03较为相符,二维模拟最大水深为0.078m,与实测值0.07m 也比较吻合;2)由于二维模拟结果准确性较高,以二维模拟结果为标准,确定2015-08-03场次降雨为5a一遇降雨标准.本研究对研究区历史暴雨洪水进行了评估,给出了多种降雨情景下的地面淹没过程,将为研究区防洪减灾工作及正在进行的“海绵城市”建设工作提供科技支撑.      

基于InfoWorks ICM的城市洪涝模拟及其风险分析

在气候变化与城市化的双重影响下,我国沿海城市面临日益严峻的洪涝形势．本文以沿海城市福州市中心城区白马河片区为例,基于InfoWorks ICM建立水文水动力耦合模型,并采用2021年2月10日实测降雨及检查井液位数据对模型参数进行了校验．利用了重现期分别为10、20、50和100 a 这4种工况作为降雨驱动模型,其结果表明:在10 a一遇设计降雨时,模型在10:12时达到最大水深0.402 m;在20 a一遇设计降雨时,模型在10:07时达到最大水深0.419 m;在50 a一遇设计降雨时,模型在10:02时达到最大水深0.438 m;在100 a一遇设计降雨时,模型在10:00时达到最大水深0.450 m．本文在水文水动力学模型分析的基础上,基于地形数据构建二维水动力模型作为补充,并采用洪水风险率危险性分析法分别对片区洪水危险性进行了量化计算和空间分析,可以为典型城市洪涝情景模拟及风险量化分析提供一定的技术支撑．      

新建防汛墙水平位移监测与分析

防汛墙在城市防洪中起到至关重要的作用,防汛墙的稳定关系着人民群众的生命和财产安全,采用极坐标法对黄浦江防汛墙进行水平位移监测以了解防汛墙在墙后施工过程中的变形情况,通过对监测资料分析,结合施工过程中采取的应急措施,为今后类似项目墙体的设计及后期施工控制变形提供了实例。     

Mike Flood在中小河流洪涝风险分析中的应用

为了加强对中小河流的洪水管理,分别构建中小河流域水文学模型、Mike11模型以及Mike21FM模型,运用Mike Flood对一、二维模型进行耦合计算,对中小河流进行洪涝风险分析。以徐州市丰县复新河左岸地区为例,建立洪水演进数值模型,分析复新河的防洪能力以及不同暴雨情况下研究区内涝情况。结果表明:研究区域基本满足20年一遇防洪能力,部分中小河流排涝能力不足,导致部分地区内涝较严重。     

中国公路防洪标准现状及存在问题

通过对国内外防洪标准制定方式的的归纳,以及对中国公路桥梁防洪标准制定的发展历程的分析,指出了现行标准主要存在以下三方面问题：学习国外经验与中国国情发展研究不够;指导思想不够全面,防洪思路需转变;特殊地区公路防洪标准考虑不全面。并针对存在问题提出了防洪标准修订的两点建议：一是基于洪水风险管理理论,考虑公路建设综合效益,制定公路防洪标准;二是细化公路防洪标准的等级划分,并对特殊地区加以补充说明。     

提高水库汛限水位的防洪风险分析

为了提高水库的水资源利用率,探讨水库提高汛限水位的可能性,根据东武仕水库1951—2000年入库洪水的统计特征,采用一阶自回归模型对入库洪水进行了模拟,并考虑了泄洪能力的不确定性及不同典型洪水过程和历史特大洪水等因素对东武仕水库汛限水位进行调整分析.研究结果表明,东武仕水库的汛限水位在目前102 m的基础上,可以进行适当的提高,但最多不要超过104 m,而此时库水位超过其设计洪水位106.68 m的风险不超过1.9600/;超过校核洪水位110.70 m的风险为0.0300/,并可增加蓄水约2×107m3,占设计兴利库容的13.800/,增加的经济效益较为可观.     

水库预报调度分期分级模型系统的研究与应用

洪水资源化是利用洪水的资源特性,缓解水资源短缺,减少水旱灾害损失,实现水资源可持续开发利用的重要措施.水库的预报、分期、分级调度是节省水资源、洪水资源化的有效手段.水库的这种运用方式是今后的重要研究方向.本文针对水库调度的这种需求,概化出了一种预报调度的分期分级模型系统,并将该模型系统应用于漳卫南运河防汛决策支持系统的岳城水库的调度工作中.