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新型分析框架显示:水库管理可改变区域尺度洪水频率

来源:美国物理学家组织网   发布时间:2018年01月15日15:54
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  美国能源部西北太平洋国家实验室的研究团队开发了一种新型分析框架,该框架可量化水库对洪水频率曲线(FFC)特征的影响。这一研究表明,水库管理可以改变区域尺度的洪水频率。

  利用数学方法表现洪水概率分布是估算洪水风险的重要方式。FFC通常假设洪水系数是不变的。然而,过去的环境变化改变了这一假设。

  洪水造成严重的经济社会损失和生态环境破坏,美国溪流数据和水库建模分析表明,水库对洪水频率产生重大影响。分别分析水坝建立前后的洪水数据,有助于为区域尺度规划复杂河流系统水利结构提供指导。

  FFC可以全面地描述出集水区在暴雨来袭时的变化。之前的研究通常关注气候和城市化如何影响洪水频率,然而,水库管理也可能会改变FFC的特征。因此,在洪水频率分析中使用固定的系数或许是不正确的。

  在该研究中,科学家运用了无量纲水库影响指数(RII)来量化水库管理效能。研究团队对美国水库工程388个河流站的连续洪水数据进行了细致分析。研究结果表明,随着RII升高,每年洪水极大值通常会下降,但是当RII超出一定阈值时,极值就会稳定下来;随着RII升高,变量系数相应增加,RII达到阈值时,变量系数开始随之下降。

  复杂性相异的三个水库模型捕捉到了平均洪水极大值和变量系数之间的非线性关系。这些模型为从基本洪水控制功能的角度理解水库的作用提供了参考。尽管这三个模型都能捕捉FFC对RII的依赖性,但只有更为复杂的水库模型才能捕捉到非线性关系中的阈值。该研究开发的分析框架,有望用于进一步改善区域尺度河流系统洪水风险评估管理。

  (来源:美国物理学家组织网 编译:刘淑乔)

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