平原河网地区洪水资源利用问题研究

摘要

经济社会可持续发展对水资源需求的全面提升，不仅意味着供水量的增加，更对供水保证率及水质标准提出了更高的要求。我国大部分地区汛期年内连续4个月的降水量占全年的60％～80％，即水资源有2/3左右是难于利用的洪水径流量，在水资源供需矛盾日益突出的背景下，洪水资源利用问题愈显重要。本文以天津市北三河系平原河网地区为例，对雨洪水资源利用的可行性研究、丰枯补偿特性分析、蓄滞洪区洪水资源利用问题、平原河道洪水资源的模拟分析以及平原河网洪水资源利用问题进行了深入研究，主要内容和结论如下：
　　 (1)针对雨洪水资源化潜力的动态性，引入雨洪水资源化理论潜力、可实现潜力、现实潜力和待开发潜力的概念，经计算得出：天津市北三河各流域有进行雨洪资源利用的水资源条件，同时指出北三河系有洪水资源利用的工程条件，因此，在该流域开展雨洪水资源利用工作是必要的、可行的。
　　 (2)依次采用集对分析方法和Copula函数方法对天津市北三河各流域的降雨、入境径流量、入境径流量同境内降雨、入海水量的丰枯补偿特性进行了分析，两种方法相互验证，为水资源补偿特性分析提供了新途径，分析结果表明：北三河系的洪水资源利用模式并没达到较为理想的结果，在该地区进行补偿调度是可行的、有意义的。
　　 (3)指出蓄滞洪区存蓄洪水产生的损失应包括淹没损失和后期遭遇洪水时产生的附加损失两部分内容，并建议采用“附加损失期望值”的概念来描述附加损失的平均大小；构建了蓄滞洪区洪灾风险评价指标体系，给出了相对风险度的计算方法及评判标准；以大黄堡洼为例，对其洪水资源利用各蓄水情景进行了损失、效益估算，举例说明了相对风险度较综合风险度更能增强决策者的风险意识，从而提出应对策略。
　　 (4)阐述了洪水资源利用规划的内涵，总结了洪水资源利用方案的综合评价方法，将所建立的适用于平原河网地区的蓄满-超渗-蓄满三层耦合产流模型和一维非恒定流平原河网模型，应用到考虑洪水资源利用因素的实时调度中，并以大黄堡洼为典型区域进行了模拟计算，给出了控制分洪水量依次为708万m3和1034万m3时的损失、效益和风险值。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1研究背景及研究意义

1.1.1我国水资源概况

1.1.2洪水资源利用的必要性

1.2国内外研究现状

1.2.1雨洪水资源利用研究进展

1.2.2洪水资源利用风险效益研究进展

1.2.3补偿特性分析研究进展

1.3本文研究的主要内容

1.4本文创新点

第二章洪水资源利用的基本模式及原理

2.1洪水资源化内涵

2.2基本模式

2.2.1水库洪水资源利用模式

2.2.2蓄滞洪区洪水资源综合利用模式

2.2.3流域洪水资源利用模式

2.2.4雨水集蓄工程

2.2.5其它模式

2.3原理-协调防洪与兴利的关系

2.4本章小结

第三章平原区域雨洪水资源利用可行性分析

3.1研究区域概况

3.1.1自然地理概况

3.1.2河流水系

3.1.3暴雨洪水特性

3.1.4社会经济概况

3.2雨洪水资源利用潜力估算

3.2.1资源潜力分类及其估算方法

3.2.2北三河系雨洪水资源潜力估算

3.3平原区域雨洪水资源利用策略和措施

3.3.1总体策略和技术措施

3.3.2北三河系洪水资源利用的工程条件

3.4本章小结

第四章平原河流洪水资源利用的补偿特性分析

4.1主要问题

4.2单变量补偿特性分析

4.2.1集对分析方法

4.2.2水资源补偿特性集对分析方法

4.2.3实际应用

4.3多变量补偿特性分析

4.3.1 Copula函数的定义

4.3.2二维Copula联合分布模型

4.3.3三维Copula联合分布模型

4.3.4联合分布模型的拟合检验与优选

4.3.5实际应用

4.4本章小结

第五章蓄滞洪区的洪水资源利用问题研究

5.1主要问题

5.2损失效益分析

5.2.1损失分析

5.2.2效益分析

5.2.3方案优选

5.3洪灾风险评价

5.3.1洪水灾害的三要素

5.3.2洪水灾害风险评价内涵

5.3.3洪灾风险评价指标体系

5.3.4洪灾风险评价标准

5.3.5风险度估算

5.4实例分析

5.4.1大黄堡洼蓄滞洪区概况

5.4.2方案的拟定

5.4.3损失效益估算

5.4.4.洪灾风险估算

5.5本章小结

第六章平原河道洪水资源的模拟分析

6.1主要问题

6.2河道洪水资源利用机理

6.2.1区间降雨径流模型

6.2.2河网洪水演进模型

6.3实际应用

6.3.1产流模型验证

6.3.2河网洪水演进模型验证

6.4本章小结

第七章平原河网地区洪水资源利用分析

7.1洪水资源利用规划

7.1.1洪水资源利用规划含义

7.1.2洪水资源利用规划指导思想

7.1.3主要内容与工作流程

7.2规划方案的评价方法

7.2.1模糊综合评价模型

7.2.2模糊优选模型

7.2.3物元分析法

7.2.4基于边际等值原理的最优方案优选模型

7.3天津市北三河系洪水资源利用

7.3.1洪水调度原则

7.3.2北三河系1994年洪水情况

7.3.3洪水实时调度流程

7.3.4洪水资源利用规划

7.3.5规划方案模拟分析

7.3.6规划方案评价

7.4本章小结

第八章结论与展望

8.1结论

8.2展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢