台风灾害预警—应急响应两阶段决策方法

针对具有不确定情景预测信息的台风灾害应急决策问题,提出一种同时考虑事前预警措施和事中应急响应措施的两阶段决策方法。该方法中,首先考虑决策者的风险规避行为,通过计算各应急响应措施的实施效用来确定针对不同预警措施和灾害情景下的最优应急响应措施;其次考虑决策者的后悔规避行为,计算任意两个预警措施相比较的后悔—欣喜值,并通过最大熵法将不确定情景的区间概率转化为点概率;在此基础上,计算出各预警措施的综合后悔—欣喜值及排序值,并最终确定第一阶段的最优预警措施和第二阶段针对各灾害情景的最优应急响应措施。最后,通过算例研究和对比分析说明该方法的可行性和有效性。     

宝顶山石窟岩体风化破坏的作用因素分析

宝顶山石窟石雕风化破坏日趋严重，这是石刻区普遍存在的问题。本文在现场工作及试验研究的基础上，从岩体内部作用因素和外部环境因素两方面，详尽论证岩体风化破坏的形成原因，作为石刻区制定防风化措施的依据。     

倒伏胁迫对水稻可视茎叶穗比率的影响及光谱响应解析

倒伏胁迫下作物的冠层光谱响应机理解析,是大范围作物倒伏灾情遥感监测的重要基础。倒伏胁迫直接改变了遥感光谱探测视场内的可视茎叶穗比率,通过解析冠层光谱与可视茎叶穗比率间的关系,探索不同强度的倒伏胁迫下水稻可视茎叶穗组分变化规律及其与冠层光谱响应规律,为大范围作物倒伏灾情遥感监测提供理论支持。以2017年江苏省兴化市、大丰区的实发倒伏水稻为研究对象,在野外观测实验的支持下,分析不同倒伏强度的倒伏水稻冠层光谱变化规律,并对不同倒伏强度下的冠层可视茎叶穗比率与倒伏角度进行相关性分析,筛选能有效表征倒伏强度的敏感农学参数,采用灰色关联分析法构建倒伏水稻冠层光谱指标与敏感农学参数之间的响应模型,实现水稻倒伏灾情的光谱诊断,并利用野外实测样本评价诊断精度。研究结果表明,随着倒伏强度的加大,冠层光谱表现出规律性变化,红光波段与近红外波段响应较为明显,“红边”位置明显“蓝移”,且“红边”振幅与“红边”面积增大,说明红光波段和近红外波段对水稻倒伏胁迫强度较为敏感;冠层可视叶茎比存在随倒伏强度增加而减少的规律,其相关性可达0.715,说明倒伏后的水稻冠层可视叶茎比对于倒伏强度有着较好的表征能力;通过对可视叶茎比与冠层高光谱反射率进行相关性分析,分别于红光波段和近红外波段内筛选出698与1 132 nm作为敏感波段,进而计算特征植被指数;利用灰色关联分析构建了基于特征植被指数的水稻可视叶茎比光谱响应模型,检验样本的决定系数为0.635,以可视叶茎比预测结果进行倒伏灾情等级划分的精度达到82%。因此,倒伏发生后水稻冠层的茎、叶、穗等组分在光谱探测器视场中的贡献比例发生了规律性改变,茎、叶、穗本身光谱反射率差异和视场内比率差异直接反映于倒伏水稻冠层光谱差异,其中可视叶茎比能有效表征受倒伏胁迫的水稻群体结构变化,与倒伏强度具有较好的响应关系,不同倒伏强度的可视叶茎比与水稻冠层光谱之间的响应规律可以有效区分倒伏灾情等级,有助于为区域尺度的水稻倒伏灾情遥感监测提供先验知识。     

A POD-based reduced-order model for uncertainty analyses in shallow water flows

ABSTRACT

This work presents an intrusive reduced-order model (IROM) for uncertainty propagation analyses for flood flows. The 2D shallow water equations are reduced using Galerkin’s projection onto bases obtained from the snapshot-based proper orthogonal decomposition technique. To speed up the computations, the non-polynomial and nonlinear momentum and friction terms are judiciously approximated and the time accuracy issues are addressed using the principal interval decomposition technique. The performance of the IROM is investigated in some test cases. Also, this model is applied to the study of uncertainty propagation for a hypothetical flood in a real river, to derive a probabilistic flood map. The upstream discharge and the Manning roughness coefficient are considered as the uncertain parameters. For relatively small variations around the mean of the inputs, the comparisons of the statistical moments (mean and standard deviation) of the water depth show errors, between the reduced and full models, less than 0.72%. These simulations were completed at up to 50 times faster using the proposed reduced model.     

湖泊沉积物中洪水事件判识及洪水序列重建的评述与展望

基于国内外利用湖泊沉积物研究洪水事件、重建洪水序列的研究成果,综合整理了湖泊沉积物中判识洪水事件的常用沉积物指标,评述了这些指标在洪水层中的变化特征.在此基础上,指出了利用湖泊沉积物研究洪水事件进而重建洪水序列存在的影响因素以及研究要点,最后对该领域未来的研究方向进行了展望.     

基于GPU并行计算的浅水波运动数值模拟

利用有限体积法求解描述水流运动的二维浅水方程组,模拟洪水波运动传播过程,并通过GPU并行计算技术对程序进行加速,建立了浅水运动高效模拟方法。数值模拟结果表明,基于本文提出的GPU并行策略以及通用并行计算架构(CUDA)支持,能够实现相比CPU单核心最高112倍的加速比,为利用单机实现快速洪水预测以及防灾减灾决策提供有效支撑。此外,对基于GPU并行计算的浅水模拟计算精度进行了论证,并对并行性能优化进行了分析。利用所建模型模拟了溃坝洪水在三维障碍物间的传播过程。     

人为地质灾害成因及其对策

本文通过大量事例阐述了人为地质灾害产生的主要原因及其防治对策。指出,对工程区地质情况认识不清楚,设计不合理或设计失误,施工质量达不到要求等是人为地质灾害产生的主要原因。同时指出,人为地质灾害具有可防治性,人们完全可以通过规范自身的行为增强科学性,减少盲目性来达到避免和减轻人为地质灾害的目的。     

地震灾害人员伤亡预测模型研究

地震人员伤亡的准确预测和评估是开展应急准备的重要前提,也是震后快速响应的重要依据.对典型的地震人员伤亡预测模型进行了总结和比较,探讨了各类模型的适用特性,搜集了云南省1996-2015年历史地震案例数据,利用相关性分析提取了影响人员伤亡的主要因素,通过对多元归回模型添加二次项并进行对数变换修正,建立了地震灾害伤亡人员预测模型,并通过案例应用验证了模型的有效性.     

基于灰色灾变模型的通货紧缩预测

针对未来期间通货紧缩是否存在的分歧以及通货紧缩可能存在的危害性,利用灰色灾变预测模型结合中国通货紧缩的小样本数据,预测未来通货紧缩发生的日期,预测结果显示通货紧缩约在2020年前后出现,预测结果一方面意味着当前应该审慎选择货币政策和财政政策,另一方面在2020年前后应该积极调整货币政策和财政政策,避免通货紧缩的出现可能给经济运行带来的负面性影响.     

FLOOD ROUTING MODELS IN CONFLUENT AND DIVIDING CHANNELS

By introducing a water depth connecting formula, the hydraulic equations in the dividing channel system were coupled and the relation of discharge distribution between the branches of the dividing channels can be yielded. In this manner, a numerical model for the confluent channels was established to study the variation of backwater effects with the parameters in the channel junction. The meeting of flood peaks in the mainstream and tributary can be analyzed with this model. The flood peak meeting is found to be a major factor for the extremely high water level in the mainstream during the 1998 Yangtze River flood. Subsequently the variations of discharge distribution and water level with channel parameters between each branch in this system were studied as well. As a result, flood evolution caused by Jingjiang River shortcut and sediment deposition in the entrance of dividing channels of the Yangtze River may be qualitatively elucidated. It is suggested to be an effective measure for flood mitigation to enhance regulation capability of reservoirs available upstream of the tributaries and harness branch entrance channels.