《複雜環境下涇河流域汛期難控制利用洪水臨界效應研究》是依託蘭州大學，由李勛貴擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：複雜環境下涇河流域汛期難控制利用洪水臨界效應研究
- 依託單位：蘭州大學
- 項目負責人：李勛貴
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目在系統分析國內外已有研究成果的基礎上，以複雜環境下涇河汛期難控制利用洪水為研究對象，採用數理統計相關分析、水資源最佳化配置和系統建模、有序度熵以及界殼分析等方法，從工程非工程防洪措施調控洪水量角度和河道引水沙限對汛期洪水棄水的影響角度，界定高含沙河流汛期難控制利用洪水量，通過評估流域洪水調控能力，求得汛期難調控洪水量，量化河道引水沙限和來水來沙組合特性對汛期洪水棄水的影響，提出分級最大值法來計算汛期難引用洪水量，項目預期將基於汛期難調控洪水量和難引用洪水量之間的從屬關係，獲得高含沙河流汛期難控制利用洪水量計算的新方法。同時，選取社會、經濟、生態子系統序參量，建立子系統序參量的有序度計算式，分析汛期難控制利用洪水量與系統有序度之間的關係，構建模糊有序度熵模型，確定汛期難控制利用洪水的臨界區間及其影響因素，揭示汛期難控制利用洪水的臨界效應，為流域洪水資源化和洪水風險研究提供科學依據。
結題摘要
項目在系統分析國內外已有研究成果的基礎上，以複雜環境下高含沙河流—涇河的汛期難控制利用洪水為研究對象，採用系統周界觀控、周期性-長程相關性-複雜性診斷技術、水資源系統建模、模糊有序度熵、風險分析等方法，分離了人類活動對徑流的直接和間接影響，提出了二維徑流還原新方法；結合工程非工程措施，提出了水量-水質相耦合的難控制利用洪水量評價新方法和考慮多變數的超臨界洪水風險分析方法以及水資源系統有序度判別方法；同時，構建了新的土壤侵蝕風險測度，研究了難控制利用洪水和土壤侵蝕風險之間的關係。項目實現了預期目標，完成了預期內容，取得如下研究成果：（1）提出的二維徑流還原新方法優於水文統計相關法、BP神經網路法和分項還原法，適用於不同人類活動影響的情景；（2）難控制利用洪水量由難調控洪水量和難利用洪水量組成，前者主要取決於洪峰過程和工程的防洪調節能力，而後者與徑流泥沙含量和水資源利用沙限關係密切。難控制利用洪水量影響因素複雜，是水量和水質的耦合體，體現水文、氣象、社會、經濟等因素的複雜關係；（3）張家山、楊家坪和雨落坪站天然和實測徑流具有0.05置信水平下的2.2年顯著周期，難控制利用洪水具有同水平下的2.3年顯著周期，與其具有的長程相關性有一定的聯繫。難控制利用洪水較同期天然、實測徑流更為複雜，複雜度具有人類活動影響指示特性、自相似特性、隨機波動特性、反向變化特性與峰值異常特性，流域降水的變化對徑流系統複雜度的變化有重要影響；（4）較之於美國通用土壤流失方程（USLE），提出的土壤侵蝕風險新測度Re可以更好地檢測出土壤侵蝕風險的空間分布及其變化情況。降雨侵蝕力因子R對土壤侵蝕風險最為敏感，值域範圍更大的因子對土壤侵蝕的影響更為顯著。難控制利用洪水與土壤侵蝕風險等級存在著顯著的正線性關係，洪水風險與水資源開發利用沙限和河道引水能力密切相關；（5）超臨界洪水是指超出了防洪工程的防洪-興利聯合運用能力但仍沒有發生洪水災害的那部分洪水，具有洪水資源化和難控制利用洪水的內涵以及高災害風險特性，是發生洪水災害前的一種臨界狀態。巴家嘴水庫及其下游堤防工程的有序度與其超臨界洪水風險存在著顯著的負指數關係，超臨界洪水風險越大，有序度越低，反之亦然。本項目對高含沙河流的洪水資源化和水資源開發利用可提供重要的決策依據，對揭示洪水風險-災害演變機理以及分析人類活動和氣候變化對水資源的影響等具有重要的意義。
