马丽[1]2004年在《二维复合极值分布理论在水利及防灾工程中的应用》文中认为河口城市防洪设计水位是关系到人民生命、财产安全的重大研究课题。由于河口城市所处的特殊地理位置，其往往受到河流、海洋、气象等多种环境荷载的综合影响，因此如何合理确定极端环境荷载综合作用下的设计水位一直是工程人员普遍关心的问题。 针对中国最大的河口城市——上海，本文分析了叁种极端环境荷载——天文潮、风暴增水和长江径流增水对上海市防洪设计水位的综合作用，应用二维复合极值分布的具体形式之一：泊松—混合冈贝尔二维复合极值分布(PGMCED)模型，预测了天文大潮发生时风暴增水和长江上游洪峰下泄增水的联合概率。同时也应用基于重点抽样法的随机模拟技术来预测了天文潮、风暴增水和长江径流增水叁者的联合概率，并得出了合理的结果。以上两种方法得到的结果对比用传统方法(如年极值法)得到的防洪设计标准，显示出本文给出了更加合理的计算防洪设计标准的方法。 在本文中还将首次在洪水频率分析中应用PGMCED模型，即在考虑洪水发生频次符合泊松分布的条件下，对洪水的重要要素(洪峰流量、洪水总量)进行联合概率分析，并根据大通站洪水资料给出推算洪水设计值的实例，拓展了PGMECD模型在洪水频率分析方面的新应用，计算结果显示本模型具有更加合理可靠的优点。
李景龙[2]2008年在《强风影响下的工程设防标准研究》文中进行了进一步梳理近年来,随着中国城市化速度的加快、人口增长及社会的快速发展,台风在我国所引发的各种灾害造成的损失也以较快的速度增长。为减少灾害造成的损失,对处于强风影响范围内的工程设防标准进行研究是非常必要的。本文选取福建省第二大河流九龙江流域的22年的水文资料,针对台风影响下的河道水位设防标准利用包括规范推荐的单因素适线方法以及复合极值分布模型等多种极值概率预测模型进行了计算,并比较了计算结果,完成了针对本资料特点的极值概率预测模型的评价。针对本资料单因素适线法Possion-Gumbel极值分布拟合的最好,误差相对较小,拟合结果相对稳定。Pearson-Ⅲ曲线方法拟合的最不好,误差相对较大,拟合结果也最不稳定。所以针对本资料的单因素适线方法本文建议选用Possion-Gumbel极值分布。复合极值分布模型相比单因素适线法,考虑了更多更全面的影响因素,计算结果也更加符合实际情况,结果更加稳定。针对本文所采用的资料,建议使用叁维复合极值分布模型所得的结果。本文对潮涟岛26年的风速资料进行了统计分析,以我国规范为依据,采用不同的概率预测模型对极值风速进行了预测,将复合极值分布预测值与传统的单因素年极值序列拟合极值结果进行了比较,得出了Possion-Gumbel极值分布拟合的最好,误差相对较小,拟合结果相对稳定。同时,考虑到复合极值分布在样本选取方面的优势,针对本资料的极值风速预测方法建议选用Possion-Gumbel极值分布。在仔细比较我国规范和国外规范对于极值风速预测方法的不同规定之后,本文针对不同风向单独的进行极值风速预测,对每个风向分别利用多种极值概率预测模型进行计算,并与同等情况下遵循国内规范规定的预测值进行比较,提出了极值风速预测的一种新思路。
谢波涛[3]2007年在《台风灾害概率预测新理论及其在防洪工程中的应用》文中研究指明近年来,随着地球变暖,海平面逐渐升高,台风的频度和强度也有逐渐增大的趋势。台风的致灾因素比较复杂。如强风、巨浪、暴潮致灾,也有暴雨、洪水致灾。2006年的台风Saomai和Bilis即为上述两种致灾类型的代表。考虑到台风出现频次、中心气压差,登陆到消亡历时、移动速度、最大风速半径、移动方向角、台风中心距致灾点最近距离等七种气象要素均有各自的概率特征,上述气象要素不同组合,引起灾害种类和严重程度也各不相同。因此,一种考虑了台风气象要素和台风灾害的新理论在本文中首次提出来,并采用了二维PGMCED模型、叁维嵌套Logistic对浙江省温州地区的降雨进行了计算。结果表明,新理论在台风灾害预测上,结果较传统方法更加合理和全面。本文首次采用了叁维嵌套模型对长江设计洪水进行了叁维解析解的计算。得出长江上游干流及主要支流来水量出现的最可能组合(即出现概率最大的组合)和最不利组合情况下,相应叁峡大坝不同联合重现期的设计洪水。此结果可用于叁峡工程的风险分析及防洪调度。
陶山山[4]2013年在《多维最大熵模型及其在海岸和海洋工程中的应用研究》文中提出海岸及海洋工程所处的环境条件非常恶劣，它们经常遭受台风、寒潮等严重天气过程的影响。海堤是防御海洋灾害的主要建筑物，我国沿海地区经济发达，一旦遭遇台风而导致海堤损毁，将产生难以估量的经济损失和人员伤亡；海洋平台造价昂贵，灾害性的天气过程将导致平台无法正常工作，严重时甚至会使平台倾覆、石油泄漏，污染海洋环境、造成生态破坏。影响海岸及海洋工程的环境要素主要有风、浪、潮、流、海冰、海雾等，如何有效地构造其设计标准，对于工程结构的安全性和可靠性非常重要。传统的设计标准采用单因素方法，将每种海洋环境要素视为独立变量，进行单独设计。这种方法过于保守，无法反映实际的海洋环境条件。因而有必要进行多维环境要素联合设计标准的研究，这就需要有足够准确的多元概率分布模型作为理论支撑。目前建立的模型类型单一，有时无法反映实际海况，拟合时误差较大。本文在最大熵原理的基础上，推导了二维及多维最大熵模型，将其应用于海堤和海洋平台等的多维环境荷载联合设计中，并将其引入多维复合极值理论、结构可靠度分析以及风险分析中。本文的主要工作如下。一维最大熵分布函数可以涵盖海洋环境设计的多种分布，因而可以避免线型选择的问题。本文总结并提出了一维最大熵分布函数的7种参数估计方法，即叁参数矩法、四参数矩法、经验适线法、最大似然法、概率权重法、L-矩法和粒子群算法；对这些参数估计方法进行了实例验证和Monte-Carlo模拟，结果表明最大似然法和经验适线法的拟合效果较优，因而推荐使用。由于海洋环境设计参数的估计误差较大，因而有必要引入置信区间的概念。本文提出了5种设计重现值的区间估计方法，即Woodruff法、最大似然法、样本分位数渐近法、顺序统计量法和符号检验法。根据数值模拟和实例验证得出，对一维最大熵分布函数，重现值区间估计的参数方法优于非参数方法；而在参数方法中，推荐使用最大似然法区间估计。鉴于一维最大熵分布函数在应用中的优越性，类似对二维情形，给出适用于海洋环境要素的约束组合，建立了二维最大熵分布函数，并推导出其参数的矩估计方法。基于二元Copula函数，推导出边缘分布均服从最大熵分布函数的各种二维最大熵模型，并将这一类Copula模型统一在最大熵原理之下，实现了其与二维最大熵分布函数的统一。利用二维最大熵模型，进行了渤海年极值波高和伴随风速的联合概率设计，以及营口、葫芦岛海冰的同现概率分析。计算结果表明，二维最大熵分布模型对数据的拟合优度良好。针对当前多维概率模型大多限于低维（二维或叁维），很难向更高维推广的缺点，根据多维联合信息熵和最大熵原理，建立了一般的多维最大熵模型、矩约束下的多维最大熵模型，以及适合海洋环境约束的叁维最大熵分布函数；鉴于建立的叁维最大熵分布函数难于计算，利用多元Copula函数构造了边缘均服从一维最大熵分布函数的多维最大熵模型，并将其统一于最大熵原理之下。利用黄海某岛25年的年极值波高、周期、增水数据，根据叁维最大熵模型，提出了一种海堤顶高程和越浪率的联合设计方法。针对灾害性天气过程中多维环境要素的两组样本（过程中同为极值的要素及荷载最大时伴随的环境要素），提出了两种新型的多维复合极值模型，进而获得多维复合最大熵模型。利用这些模型对青岛风暴潮的强度进行了分级，对台风过程下导管架平台的环境条件设计进行了计算。结果表明，多维复合最大熵模型描述台风/寒潮等灾害性天气过程的统计分布是合适的；并且，其中最大荷载对应环境要素组合下的多维复合极值分布对应的设计值更为安全。将多维最大熵模型引入静态结构可靠度计算中，结合直接积分法，使得结构可靠度计算的全概率法得以实现。鉴于静态可靠度计算无法考虑结构与荷载随时间的变化，无法真正保证结构的耐久性和安全性，因而对结构的时变可靠度进行了相应讨论，给出了相应服役期内时变可靠度的计算公式。最终，结合渤海某平台，就较为简单的情形进行了工程验证。利用标值点过程理论，将灾害性天气过程视为随机点事件，将过程中各种环境荷载作为该点事件的标值，建立了灾害性天气过程的Poisson多元标值点过程模型。将多维最大熵分布作为多维标值的联合分布，利用以上点过程模型，推导出了海洋平台的综合风险率，为其安全防护提供了参考。
王莉萍[5]2005年在《多维复合极值分布理论及其工程应用》文中进行了进一步梳理本文以测度论为基础,在严谨的数学理论基础上,建立了一个由离散型随机变量和一个多维连续型随机变量构成的一种新型的理论分布模型——多维复合极值分布模型。模型中的离散型随机变量,可以是不同海区每年台风、飓风、寒潮大风出现的各不相同的频次,也可以是由于海洋环境条件的随机性而构成的各年(或过阈)不同的最大荷载取样个数,而模型中的多维连续型随机变量是由于台风(飓风)影响或不同取样条件下所产生的灾害性海洋环境条件,即相应的特征值(如波高,风速,风暴增水等)的概率分布。 由于该模型讨论的是灾害性环境条件——极值联合分布,因此对论文中的分布函数从测度论上证明了其存在的合理性。 针对不同工程采取不同的计算方法,将会引起一定的计算误差,因此,论文从测度论的角度,用严密的数学推理,给出了用于误差估计的两个引理,推导出用于误差估计的叁个推论。 该模型以便于工程界应用的显示表达式给出,其明显的优点就是考虑了台风发生的频次或资料取样的随机以及相关结构的非对称性,同时涵盖了原有的一元复合极值分布理论。 复合极值在取样上体现了很大的优越性。若考虑台风发生的频次,选择台风过程中的极大值组合,则避免了为使样本满足独立同分布假设而要求的时间间隔的选择。若资料采用阈值取样法,则该模型考虑了资料取样的随机性,同时使所选取的阈值不仅有理论根据,而且有明确的取值方法,而且克服了阈值法取样中主观性判断的缺陷,它不同于以往习用的任意性很大的经验方法。 对于文中建立的多维复合极值分布模型,给出了多个算例,以便于读者能从不同的角度更深的理解模型的工程内涵。 针对多种不利因素遭遇的问题,根据对吴淞实测水位分离得到的数据组,结合多维复合极值分布模型,对上海市极端环境条件下的设计水位进行了概率分析,得出天文大潮、长江径流增水和风暴增水共同影响下的设计水位的推算方法和结果。 对朝连岛1963—1988共26年风浪同步资料,采用波高为控制因素
郝小丽[6]2004年在《致灾台风暴潮的长期分布模式及其强度划分》文中研究表明针对青岛市滨海地带在城市可持续发展中的重要地位，本文分析该地区建国以来海洋灾害的特性和重现规律，以青岛地区风暴潮过程的极大值水位和波浪同步观测序列，考虑台风的出现频次，建立新的二维复合极值分布模型，得到风暴致灾强度的分布规律，对比已经掌握的潮灾资料，提出了强度等级的划分标准，用以作为对未来台风致灾程度的判据，为风暴潮的社会经济风险评估奠定了基础。本文完成的主要工作如下： ●发展了二维复合极值模型，在已有泊松二维混合冈贝尔分布的基础上，推导出泊松二维冈贝尔逻辑分布。 ●发展了二维复合型分布，在已有泊松二维冈贝尔分布的基础上，推导出泊松二维对数正态分布。 ●考虑台风导致的高水位和波高对风暴潮灾害的贡献，对建国以来影响青岛地区的台风暴潮进行了统计分析。基于二维的泊松冈贝尔逻辑分布模式与泊松对数正态分布模式，对海岸地区的致灾风暴潮进行了长期的随机分析。
谢波涛[7]2010年在《台风/飓风影响海区固定式平台设计标准及服役期安全度风险分析》文中研究说明海洋平台结构是海洋油气资源开发的基础性设施,是海上生产作业和生活的基地。每年夏季台风、飓风诱发的狂风、巨浪等极端环境荷载都会给海洋平台结构带来考验；一旦发生事故,不仅会给国家带来巨大的经济损失和社会影响,其造成的海洋污染将是灾难性的。2005年Katrina飓风导致美国墨西哥湾平台倒塌的事故使我们认识到：对极端环境荷载考量不足使得平台标高、设防标准偏低；以及平台老化导致的抗力衰减使其不能承受极端载荷的作用是此次事故中平台大量倒塌的重要原因。为达到减小环境荷载设计风险,了解和掌握服役期平台可靠度的目的,本文做了以下叁点创新性工作：●本文结合复合极值分布理论,提出了海洋环境荷载参数设计风险概念和海洋平台标高求解法。对因极值模型、取样方法、取样区间、参数求解方法等方面存在的各种不确定性而导致的设计风险进行了探讨；并使用了多维复合极值分布模式,对天文大潮、风暴潮、波高各因素同时出现的极端海况进行了概率预测,并用于平台标高的确定。●海洋平台的构件缺陷、机械损伤、疲劳和裂纹扩展的损伤积累等不利因素都将导致平台整体抗力的衰减、影响结构的服役安全度和耐久性。因此基于时变可靠度理论的海洋平台风险分析具有更重要的理论和实际意义。鉴于以往研究只侧重结构抗力时变衰减研究,忽视对环境荷载时变性问题的考虑,本论文在研究了腐蚀、海生物等对平台抗力衰减的时变分析后,提出基于贝叶斯理论和等效荷载法的海洋环境荷载时变可靠度求解法。由于本方法使用服役期内结构真实环境资料对环境荷载参数进行了更新,因此可靠度计算结果更加合理。●台风灾害由南到北,遍及我国沿海各省；而我国目前已探明油气资源在渤海、黄海、东海、南海等海域均有分布。由于地理位置、海洋环境等方面的不同,不同海区台风的气象特征及致灾因素往往也呈现较大差异。为使海洋环境条件研究成果更好地为海洋产业规划和资源开发服务,构建海洋环境条件的参数区划是发展的必然趋势。本论文在自主研发的“台风灾害区划、设防标准双层嵌套模式”基础上,对我国海区进行了区划研究：即考虑了各海区台风强度、频次及其诱发的各种灾害的机制及概率特征,以此为基础构建了我国各海区台风灾害区划,研究成果可为我国海洋工程的防灾规划及设防标准制定提供重要参考。
纪巧玲[8]2012年在《允许越浪海堤的环境设计参数确定及越浪流与堤后波况计算》文中提出风暴潮是影响我国沿海地区的重要灾害种类之一，由于我国经济较发达的城市基本集中于沿海地区，因此，防范风暴潮灾害成为重要的研究课题。海堤是我国沿海地区防范风暴潮的主要海岸建筑物，是沿海地区防御风暴潮体系中最直接、最有效的工程措施。风暴潮作用下海堤的环境条件设计标准确定需要考虑多种因素的综合作用，包括环境条件的不确定性、工程投资、海堤失效的风险等，其中，多种环境条件的联合设计标准引起了国内外研究者的广泛关注。在确定海堤堤顶高程时，传统的做法是按照不允许越浪标准进行设计，然而海洋环境条件的不确定性和工程投资等因素使得越浪不可完全避免，因此需要按照允许越浪标准设计海堤。在设计允许越浪海堤时，需要校核越浪流对堤顶及后坡的稳定性影响及冲刷作用，而不同的越浪流其作用方式不同，仅通过平均越浪量难以确定，因此需要对最大单波越浪量及越浪流速度场等参数进行详细研究才能给出堤顶及后坡的设计参数。本文对受台风暴潮影响海区允许越浪情况下斜坡式海堤的环境条件设计标准进行了研究，并应用数值模型对越浪引起的越浪流及堤后波况进行了定量研究，以期为允许越浪的海堤堤顶高程和后坡防护提供设计参数。本文的主要工作如下：针对工程区域实际海洋观测资料有限的现状，采用台风暴潮过程后报模型获得工程需要的同步发生的，分别以风为主、以浪为主、以水位为主的长期多维极值统计序列，并利用邻近海区的观测站资料对模型的后报结果进行了验证。后报模型主要采用RAMS、POM、SWAN叁种模式，其中，考虑到SWAN在绕射计算方面可能存在不稳定，在波浪场的近岸推算中采用了一个简化的不考虑风场的考虑绕射的浅水波浪传播模型。由于最大熵分布有4个待定参数，可以更加细致地拟合数据和更广泛地适用于各种情况下的非线性海浪，且对数据拟合时不带先验性，因此采用最大熵分布对海洋环境要素进行边缘分布拟合。现有的多维分布模型的边缘分布多是相同的，而统计序列进行抽样时，与主要因素序列伴随发生的其他两个次要因素序列一般都不符合极值分布，采用相同边缘分布的模型与客观情况不符。本文建立的以最大熵分布为边缘分布的叁维嵌套逻辑分布模型，在边缘分布拟合上更加灵活，能够更好地反映各个要素的不确定性。多维联合分布模型对应于某一联合重现期的解有无数组，求解时需要使用一定的约束条件。本文以越浪量为约束条件，采用四种计算方法推求允许越浪海堤的海洋环境要素重现值设计标准和堤顶高程，并比较了叁种主因素序列对堤顶高程设计的影响。同时，考虑到某些海堤的危险状况是由峰值越浪体积引起的，对海堤的最大单波越浪量进行了验算，并尝试了以最大单波越浪量为约束条件确定海堤的重现值设计标准和堤顶高程。对于允许越浪的海堤，需要堤顶和后坡防护设计的水文参数。因此，建立了用于越浪流模拟的二维数值波浪水槽。该数值水槽采用CIP方法求解对流方程和THINC方法追踪自由面，可以处理自由面的大变形和多重自由面的问题。采用前人的实验结果对数值波浪水槽进行了验证，包括溃坝实验、规则波和孤立波在潜堤上的传播变形实验以及越浪流在堤顶的厚度和堤后次生波的变化。应用建立的数值波浪水槽对堤顶和后坡上的越浪流进行了数值研究，给出高堤顶窄堤宽和低堤顶宽堤宽两种断面尺寸的堤顶及后坡上越浪流的速度场和不同侵蚀指标的侵蚀分析，并对两种断面进行了比较分析。某些海堤具有掩护堤后水域的作用，需要对发生越浪时海堤堤后方水域的泊稳状况进行验算。本文将越浪在堤后的传递波看成是一种能量的传递，在基于能量守恒的波浪传播数值模型中添加越浪系数。该模型可以综合考虑绕射、反射、折射、越浪对堤后波况的影响，用以估算堤后水域的波高分布，验算海堤的掩护功效。将模型应用于青岛爱华游艇码头的平面布置方案的比选中，计算了不同环境条件设计标准下的港内波高，并采用两个参数评估港内的波况，为决策者提供参考。
王沙燚[9]2008年在《灾害系统与灾变动力学研究方法探索》文中认为灾害系统是一个极其复杂的巨系统,它的发生、演化都具有相当复杂的特征,如有序化、突跳性、不可逆性、长期不可预测性以及模糊性、灰色特性等,这些特征都是传统的牛顿力学所不能描述的。然而,耗散结构、协同、突变论、混沌理论等非线性理论和复杂性科学的出现,使得从总体上研究系统灾变的非线性动力学发生、演化过程及控制因素成为可能。以耗散结构、协同、突变论、混沌理论的非线性理论强调了系统发生、演化的方向,亦即系统演化的不可逆性。开放的灾害系统吸收负熵流,系统的各个组成部分之间存在非线性作用,并在涨落作用下通过自组织和突变形成新的有序的结构—耗散结构。本文从耗散结构和自组织的角度研究整理了实际工程中的滑坡、围岩系统演化、水土流失、生物湮灭等灾变过程的发生、演化,总结了复杂性科学在煤矿安全管理中的指导作用,并介绍了耗散理论在社会经济、证券市场、气象、水文循环中的应用。突变理论是研究系统的状态随外界控制参数连续改变而发生不连续变化的数学理论,是研究灾变系统突跳特性的重要工具。本文介绍了尖点突变模型在系统危险性评价、预测和采矿、水利工程中灾害分析的应用,以及在隧道、地下硐室施工中防灾的指导作用;介绍了含软弱夹层岩体边坡失稳问题和建筑火灾的燕尾突变模型的应用。针对灾害系统的模糊性和灰色特性,本文介绍了利用模糊理论和灰色预测理论,为灾害系统的分级、综合评价、聚类分析和灾害的预测等问题整理出了较系统的解决办法。此外,灾害链理论是近几年才发展起来的灾害理论,本文介绍了基于灾害链式发生机理的防灾减灾新方法的当前有关成果。信息熵是热力学熵的推广,是系统混乱程度的测度。灾害系统的发生就是降维、有序化的过程,因此,用信息熵的演化来描述灾害系统的发生、演化特征是可行的。本文在修正一些既有灾害熵表述的不足之处基础上,构造灾变信息熵基本量的特征,并提出了基于损伤张量第一不变量构造损伤信息熵的观念。介绍了信息熵应用于系统的安全评价以及水文循环等实际问题中。混沌论是上世纪60年代才建立起来的科学,混沌是指在确定性系统中出现的无规则性或不规则性,灾害的混沌特征主要表现在短期可预测而长期不可预测的特征。用Lyapunov指数、Kolmogorov熵、分数维等研究、预测灾害系统的演化,以达到防灾的目的。本文介绍了滑坡、基坑的非线性混沌预测以及基于混沌理论的冲击地压预测的具体方法。本文总结大量的灾害研究的资料,并以此为基础探索、总结了灾害系统的非线性与灾变动力学的研究内容和方法,从大系统角度讨论了如何研究灾害孕育、演化、发生、传播、影响,评定、预测和防止的普遍规律和方法。提出了建立灾害系统和灾变动力学的思想和理论框架体系,为灾害研究以及防灾减灾提供了新思路。
李琼[10]2012年在《洪水灾害风险分析与评价方法的研究及改进》文中研究指明洪水灾害是自然灾害中对人类影响和危害较为严重的一种。20世纪以来,以全球气候变暖为主的自然系统的变异以及以城市化为主的现代人类经济社会活动,对自然灾害系统特别是洪水灾害造成了极大的影响。尽管人类已进入信息时代,科学技术有了很大发展,且防洪体系的建设日趋完善,但洪涝灾害仍时有发生,甚至愈演愈烈。人类如何面对全球气候变化下的洪水风险,实现人水和谐发展,是一个关系到人类发展的重大问题,也是一个迫切需要研究和解决的问题。近年来,人类在总结经济发展与洪水灾害相互竞争的历史经验中逐步提出了新的防洪减灾策略,这就是：对洪水灾害进行管理,调整人与水的关系,由原来的“防御洪水”转变为“洪水管理”,实现人与水的协调发展。而在洪水管理中,洪水风险管理是其中一项重要的工作。它是分析、评价、预防和处理洪水灾害的一项复杂的系统工程。天气气候的变化,极端事件频繁的发生、强度的不断加强,这些都对洪水风险管理提出了更高的要求。在我国开展洪灾风险评估和区划研究不仅能够发展和完善我国洪灾风险研究的理论基础,而且可以为我国防洪减灾和风险管理提供理论和技术支持。本文围绕国家“973”重点基础研究发展计划课题“复杂条件下坝堤溃决机理与风险调控理论(2007CB714107)”和国家科技支撑计划课题“叁峡及长江上游特大型梯级枢纽群联合调度技术(2008BAB29808)”的研究任务,以大量考察和调研获得的第一手数据资料为基础,建立了一套洪灾风险评估的理论框架和方法,开展了针对小样本情形的洪灾风险评估体系的研究,对促进洪灾风险理论的完善,形成更有效的防洪安全保障体系,达到防洪减灾,促进人与自然的和谐发展,保障社会经济的可持续发展等方面具有一定的科学价值和现实意义。风险分析的传统数学基础是概率论,计算方法是统计方法。本文对这种流行的观点提出了异议,认为由于自然灾害系统具有极端复杂的特点,许多输入输出的关系还无法识别,在现阶段人类认知能力和条件下只能表达为一种模糊性关系。因此,风险分析的数学基础应该是模糊集理论。目前关于自然灾害各环节的研究,已经有了一些较为成熟的方法,现阶段自然灾害风险分析的主要任务是如何把它们有机的结合起来,并对这些研究结果提出改进意见。本文以系统论为科研方法,以模糊数学理论为基本工具,将信息扩散的模糊数学方法引入洪水灾害风险分析领域,在广泛借鉴自然科学、社会科学、环境科学和系统科学等众多分支学科相关理论方法的基础上,针对防洪减灾中的风险评价问题,在理论、模型、方法和应用上进行了较为深入和系统的研究,力求得到稳定并符合实际的风险结果。本文的内容包括以下几个方面：1.本文系统的介绍了洪水灾害风险分析与风险评价的理论、方法、模型与应用的相关理论体系。在总结国内外先进研究成果和深入研究洪水灾害风险形成机制的基础上,以量化研究为途径,以主成分分析、模糊数学方法、层次分析法、神经网络方法、信息扩散技术等分析技术为手段,构建了风险评估的理论框架、指标体系、方法与模型,并对洪水灾害的风险程度进行了评价与等级划分,借助地理信息系统绘制出相应的风险图系。2.论述了自然灾害风险评价的基本理论,其中重点讨论了风险本质、风险分析的基本原理、风险评价的概率统计方法和风险分析的模糊系统方法等,并对其中的主成分分析法进行了改进和完善。根据1998年的10个地区的洪灾损失数据的统计资料,对这10个地区的洪灾损失进行了分析、比较和排序,结果显示,用分组和层次分析法建立的改进主成分分析法,得到的洪灾损失的评估结果与实际情况相符,为科学评估洪灾损失和防洪减灾提供了科学依据。改进主成分分析法可以有效的避免主成分分析法的无序问题,与主成分分析法相比,结果更合理可靠。3.介绍了不完备信息条件下洪水灾害风险评价的理论和模型,详细展示了有关模型的应用研究。在信息分配方法、信息扩散原理和正态信息扩散的理论基础之上提出了改进信息扩散方法。并结合我国国情和历史资料,综合考虑社会、经济、环境与灾害系统的复杂性与多样性,建立了小样本条件下洪水风险综合评价模型与方法体系,综合评价洪水灾害影响程度,对其中的不完备信息进行适当的信息膨胀,可以提高风险评价精度。本文还利用改进的信息扩散方法和可变模糊模型,根据中国某地区1949-2009年洪水的实测资料对洪水灾害风险程度和重现期进行了分析评价和实证研究。本文的研究丰富了洪水风险评价理论的方法和体系,为流域防洪规划提供了科学的决策依据。4.使用计算机仿真技术对有关模型进行可靠性论证。本文主要采用计算机模拟和先进的数值算法,比较了多种方法进行洪水风险评价的优劣性,并对改进信息扩散方法提出了合适高效的数值计算方法,用实例分析说明了该模型的有效性和实用性。5.在洪水风险分析和评价的基础上,利用信息扩散方法提出了小样本条件下洪水风险区域图的绘制方法。这些风险图直观的展示了风险的分布及随灾害程度的增加风险的空间变化趋势,有关研究成果作为国家“973”重点基础研究发展计划项目“复杂条件下坝堤溃决机理与风险调控理论(2007CB714107)”的一部分,已于2011年10月结题验收。理论和实际检验均说明,用信息扩散技术进行的小样本条件下的洪灾风险评价,可以得出相当满意的结论。洪灾风险评估是一个综合多学科、多领域的复杂问题,它包括水文水动力学、气象学、环境学、地理学、灾害学和风险学等等,具有十分丰富的内涵。虽然本文在我国洪水灾害风险分析、评估方法和区划研究上做了一些有意义的的探索,但是相对于本领域基础理论的研究和完善以及现实方案的解决,还有一段相当的距离。总之,洪水灾害风险评估是一项非常复杂的系统工程,在理论研究和工程实践上都需要做进一步更深入、系统的研究和探讨。
参考文献：
[1]. 二维复合极值分布理论在水利及防灾工程中的应用[D]. 马丽. 中国海洋大学. 2004
[2]. 强风影响下的工程设防标准研究[D]. 李景龙. 中国海洋大学. 2008
[3]. 台风灾害概率预测新理论及其在防洪工程中的应用[D]. 谢波涛. 中国海洋大学. 2007
[4]. 多维最大熵模型及其在海岸和海洋工程中的应用研究[D]. 陶山山. 中国海洋大学. 2013
[5]. 多维复合极值分布理论及其工程应用[D]. 王莉萍. 中国海洋大学. 2005
[6]. 致灾台风暴潮的长期分布模式及其强度划分[D]. 郝小丽. 中国海洋大学. 2004
[7]. 台风/飓风影响海区固定式平台设计标准及服役期安全度风险分析[D]. 谢波涛. 中国海洋大学. 2010
[8]. 允许越浪海堤的环境设计参数确定及越浪流与堤后波况计算[D]. 纪巧玲. 中国海洋大学. 2012
[9]. 灾害系统与灾变动力学研究方法探索[D]. 王沙燚. 浙江大学. 2008
[10]. 洪水灾害风险分析与评价方法的研究及改进[D]. 李琼. 华中科技大学. 2012
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