水文風(fēng)險(xiǎn)分析的理論與方法

前言

　　水文風(fēng)險(xiǎn)一直是水文計(jì)算中評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)成果的一個(gè)中心問題，但也是一項(xiàng)困難的任務(wù)，長(zhǎng)期以來僅限于定性分析或在簡(jiǎn)單情況下的估算。近年來通過各國(guó)水文界的努力，采用了許多新的研究方法，逐步取得了一些可供實(shí)際分析計(jì)算用的成果，并在特定的范圍內(nèi)得到應(yīng)用?！　】偟膩砜?，現(xiàn)有的風(fēng)險(xiǎn)分析方法雖然不少，但很不系統(tǒng)，也不易找到統(tǒng)一的分析原則，往往使初學(xué)者無所適從，難以人手。而且現(xiàn)在的各種方法均散布于中外文獻(xiàn)之中，國(guó)內(nèi)尚無可作教材的資料?；诖耍鯇W(xué)者迫切需要一本條理清楚、系統(tǒng)連貫、內(nèi)容比較全面、有算例便于學(xué)習(xí)和講授，又能指導(dǎo)實(shí)用的教材?！　”緯亲髡咴趯?duì)水文風(fēng)險(xiǎn)分析原理的學(xué)習(xí)和研究基礎(chǔ)上，以講義形式編寫的研究生教材。希望能以簡(jiǎn)明的形式讓學(xué)生對(duì)水文風(fēng)險(xiǎn)分析的主要原理和計(jì)算過程有一個(gè)初步的了解，并可供今后實(shí)際工作中作參考。突出邏輯聯(lián)系和可計(jì)算性是本書兩大特點(diǎn)，其中有的算例是作者或其他研究者的最新成果。本書對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的研究人員也有一定的參考價(jià)值。

內(nèi)容概要

　　本書根據(jù)現(xiàn)代水利工程設(shè)計(jì)和管理的要求，闡述了水文風(fēng)險(xiǎn)研究的對(duì)象與任務(wù)，風(fēng)險(xiǎn)分類及其影。向因素，以及風(fēng)險(xiǎn)研究的主要方法。并系統(tǒng)介紹了水文風(fēng)險(xiǎn)分析的概率統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)，重點(diǎn)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)分析中的隨機(jī)模擬方法，水文風(fēng)險(xiǎn)分析原理和減小風(fēng)險(xiǎn)的途徑進(jìn)行了全面地闡述，在此基礎(chǔ)上，以典型示例說明了風(fēng)險(xiǎn)分析在水利工程和環(huán)境保護(hù)上的應(yīng)用?！　”緯勺鳛樗捌湎嚓P(guān)學(xué)科研究生的教材，也適合從事水利工程設(shè)計(jì)的技術(shù)人員、管理人員以及其他相關(guān)領(lǐng)域希望了解水文風(fēng)險(xiǎn)分析原理的人員參考閱讀-它是一本用數(shù)學(xué)工具研究水文風(fēng)險(xiǎn)的入門書，尤其適合這方面的初學(xué)者自學(xué)。

書籍目錄

前言 第1章　概論 　1.1　水文風(fēng)險(xiǎn)研究的對(duì)象與任務(wù) 　1.2　水文風(fēng)險(xiǎn)研究歷史與風(fēng)險(xiǎn)定義 　1.3　水文風(fēng)險(xiǎn)分類及其影響因素 　1.4　水文風(fēng)險(xiǎn)研究的主要方法 第2章　水文風(fēng)險(xiǎn)分析的概率統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ) 　2.1　概率的定義與，陸質(zhì) 　2.2　條件概率與事件的獨(dú)立性 　2.3　隨機(jī)變量的類型與分布 　2.4　隨機(jī)變量的數(shù)字特征 　2.5　參數(shù)的點(diǎn)估計(jì) 　2.6　參數(shù)的區(qū)間估計(jì) 第3章　風(fēng)險(xiǎn)分析中的隨機(jī)模擬方法 　3.1　隨機(jī)過程簡(jiǎn)述 　3.2　平穩(wěn)隨機(jī)過程 　3.3　隨機(jī)模擬技術(shù) 　3.4　隨機(jī)水文過程的模擬 　3.5　水文隨機(jī)模擬中的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn) 第4章　水文風(fēng)險(xiǎn)分析原理 　4.1　經(jīng)典風(fēng)險(xiǎn)分析理論 　4.2　方差分析及合成風(fēng)險(xiǎn) 　4.3　風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)模型 　4.4　模糊破壞的風(fēng)險(xiǎn)分析 　4.5　設(shè)計(jì)洪水中的風(fēng)險(xiǎn)分析 　4.6　水庫(kù)系統(tǒng)中的風(fēng)險(xiǎn)分析 　4.7　Monte—Carlo風(fēng)險(xiǎn)分析法 第5章　減小風(fēng)險(xiǎn)的途徑 　5.1　增加信息的途徑 　5.2　信息論和決策論途徑 　5.3　風(fēng)險(xiǎn)率與經(jīng)濟(jì)性規(guī)劃 　5.4　多因素風(fēng)險(xiǎn)率及安全度分析 第6章　風(fēng)險(xiǎn)分析在水文上的應(yīng)用 　6.1　風(fēng)險(xiǎn)分析的模型選擇 　6.2　徑流預(yù)報(bào)中的風(fēng)險(xiǎn)分析 　6.3　洪水災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)分析 　6.4　水庫(kù)汛限水位調(diào)整的風(fēng)險(xiǎn)分析 　6.5　河流水質(zhì)評(píng)價(jià)中的風(fēng)險(xiǎn)分析 　6.6　暴雨泥石流風(fēng)險(xiǎn)率與規(guī)模估計(jì) 　6.7　含特異值的依概率適線總體方差 結(jié)語(yǔ) 主要參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　洪水風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的根源是由于所面臨的自然現(xiàn)象是不確定的，其發(fā)生具有隨機(jī)性。在影響工程安全的水文要素中，降水的時(shí)間是偶然的，歷時(shí)是隨機(jī)的，降水總量也是不確定的，即使不考慮流域產(chǎn)匯流場(chǎng)中的不確定性因素，最終的出流過程也屬于隨機(jī)過程。而水利工程一旦建成，其主要的抗洪能力和蓄水能力也就確定了，不能隨時(shí)變動(dòng)，因而必然要有設(shè)計(jì)規(guī)模小于需要的情況，這時(shí)就發(fā)生水文意義上的風(fēng)險(xiǎn)，這是從大洪水事件造成的工程損害的情況；若遇干旱，事先未能蓄夠足夠的水量（受工程規(guī)?；蛘{(diào)度規(guī)則限制），到一定時(shí)期難以提供必要的水量或電量，這也是一種風(fēng)險(xiǎn)，它的損害是以工程效益小于設(shè)計(jì)效益為標(biāo)志的。　　一般來說，工程規(guī)模越大，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)越高，工程能抗御的洪水或干旱能力就越大，風(fēng)險(xiǎn)就越小。但是不可能也不必要使工程能抗御一切洪水（或干旱），因?yàn)楣こ桃?guī)模的擴(kuò)大要受經(jīng)濟(jì)條件、技術(shù)條件和當(dāng)?shù)夭牧系南拗?，而選擇偏小的設(shè)計(jì)值將使工程冒一定的風(fēng)險(xiǎn)，只要這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)是為公眾和社會(huì)能接受就行。換句話說，如果現(xiàn)在全國(guó)已建成的水庫(kù)全部完好，而且今后也無破壞的可能，這并不是好事，而是說明工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)太高了，相反如果有很小比例的水利工程在非常洪水中毀損，這種設(shè)計(jì)才是合理的。這種說法似乎荒唐，但仔細(xì)分析卻是正確的。如美國(guó)水資源委員會(huì)的《大壩設(shè)計(jì)手冊(cè)》（1979）規(guī)定，在任何一年中，每一萬(wàn)座大壩應(yīng)有一座垮壩，并且其中有一半的垮壩事件發(fā)生在蓄水初期?！　★L(fēng)險(xiǎn)來源于事件的不確定性，而不確定性分為兩種。一是暴雨洪水本身的不確定性，它包括降水的時(shí)機(jī)、大小、歷時(shí)等的隨機(jī)性，是復(fù)雜天氣系統(tǒng)固有的屬性。流域下墊面的產(chǎn)流條件，匯流參數(shù)的偶然變化也是這一類的不確定性，稱為客觀的不確定性；二是人類認(rèn)識(shí)能力和分析方法欠缺產(chǎn)生的不精確性，它們是簡(jiǎn)化和近似的結(jié)果，如流域洪水過程預(yù)報(bào)的誤差，對(duì)未來需求預(yù)估的不準(zhǔn)確，分析工具的線性化，參數(shù)誤差以及工程調(diào)度不適當(dāng)?shù)?，它們代表主觀的不確定性。　　風(fēng)險(xiǎn)研究就是要分析與計(jì)算這兩種不確定性，并確定出由此產(chǎn)生的工程失事（廣義的失事或者失效）可能性大小。

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