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防洪保护区洪水风险评价与避险转移方案研究

宋文涛  
【摘要】:洪水灾害一直是世界范围内最主要的自然灾害之一。近年来,全球气候变化和人类活动强度的加大导致全球洪水灾害的发生频率显著增加,造成了巨大损失。在我国,防洪体系建设虽不断完善,但洪灾仍难以避免,如何有效的防洪减灾也因此一直倍受关注。建立防洪保护区是非常重要的防洪工程措施,其堤防不仅可保护区域内的目标,同时还具有一定的调蓄作用,从而使保护区免受更大的洪灾损失。近年来我国的防洪减灾策略已经由原来的控制防御洪水向洪水管理转变,其中洪水风险评价作为洪水管理决策的重要基础,可以对全区域所承受的洪水风险大小进行评估,对提高洪水管理的效率和效果具有重要指导作用。本文首先分析了目前国内外关于洪水风险评估方面的研究现状,然后在现有研究与应用成果的基础上,根据防洪保护区洪水灾害的特性,以河北省滦河下游右岸防洪保护区为工程实例,利用数值模拟模型模拟保护区不同情景下洪水淹没演进情况,并建立与洪水和工程特点相适应的指标体系,采用多目标可变模糊集理论对保护区不同情景的洪水风险进行评价,并以此为依据制订了保护区的避险转移方案。本文主要从以下几个方面进行研究:(1)不同情况下洪水淹没演进的数值模拟。以研究区地形资料、堤防资料和设计洪水资料为基础,利用MIKE21FM模型建立现状和规划堤防条件下六个重现期(3年、5年、10年、20年、50年和100年)的模拟模型,得到保护区不同情景的淹没水深、洪水最大流速和淹没历时等量化结果。(2)建立指标体系并评价洪水风险。针对防洪保护区洪水灾害特性,分析现有指标体系的不足,从危险性和易损性角度确定影响洪水风险的少量重要指标,建立评价体系,针对洪水评价的模糊性、不精确性和不确定性特点,采用多目标可变模糊综合评价方法综合评价洪水风险。以滦河右堤规划工况发生100年一遇设计洪水为例,详细介绍了评价过程进行并对比分析了评价结果的合理性。(3)制定避险转移方案。在洪水模拟和风险评价的基础上,编制了保护区100年一遇洪水避险转移方案。首先根据洪水模拟和风险评价成果,确定危险区及其转移安置方式,选取避险安置点;其次根据遥感影像手绘补充校正研究区内的道路网数据,建立道路网络数据集;再次利用路阻函数计算道路通行时间;最后以总转移时间最短为目标选取最佳撤离路径,编制避险转移方案。最后对全文的研究成果和存在问题进行了总结,并指出一步的努力方向。


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