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摘要:本发明涉及一种流域和区域防洪排涝方案组合设计方法和系统,包括:多源数据融合与不确定性分析;多尺度水文水动力模拟与影响评估;多维防洪排涝标准优化;工程布局与调度策略优化;综合效益评估与决策支持。该方法创新性地整合了社会‑生态‑水文系统数据,采用自适应多尺度模型进行模拟,运用多目标优化算法生成最优方案,并考虑了气候变化和人类活动的影响。方法的核心在于其多尺度、多目标的整体性考虑,以及对不确定性的全程分析,为防洪排涝决策提供了全面的科学依据。
主权项:1.一种流域和区域防洪排涝方案组合设计方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤S1、获取包括气候-人类活动、生态系统服务和多尺度水文在内的多源数据,并进行标准化处理和特征提取,生成各自的标准化数据集;利用数据融合算法将不同类型的数据集整合,形成统一的社会-生态-水文系统数据集;对融合后的数据集进行不确定性分析,输出带有不确定性估计的综合数据集;步骤S2、获取带有不确定性估计的综合数据集,利用自适应多尺度水文模型构建流域、区域和城市三个尺度的水文模型,生成水文过程模拟结果;基于水文模拟结果,应用多层次耦合水动力学模型进行水动力学模拟,输出流域-区域-城市多尺度水动力学模拟结果;采用多尺度洪涝互馈分析系统对水动力学模拟结果进行解析,得到描述流域-区域-城市洪涝互馈关系的定量指标集;结合预存储的防洪排涝工程数据,使用多目标防洪排涝协调性评估模型进行评估,输出防洪排涝协调性评估结果;基于气候-人类活动数据,应用气候-人类活动-水文耦合影响分析模型,得到气候变化和人类活动影响的定量评估结果;利用多源不确定性传播与累积模型对整个模拟过程进行不确定性传播分析,输出包含不确定性估计的综合模拟结果;步骤S3、获取包含不确定性估计的综合模拟结果,利用多维标准组合生成算法生成一系列可能的流域、区域和城镇防洪排涝标准组合方案;采用多尺度标准影响评估模型对这些方案进行评估,分析其效果和可行性;使用标准衔接性分析算法进行标准衔接性分析,量化不同尺度标准之间的衔接程度和潜在冲突;应用多目标标准优化模型进行多目标标准优化,结合防洪排涝协调性评估结果,得到最优的防洪排涝标准组合方案;基于气候变化和人类活动影响评估结果,使用标准适应性评估系统评估标准方案的长期适应性,输出标准方案的适应性评估报告;步骤S4、获取最优标准组合方案,结合预存储的现有防洪排涝工程数据,使用工程设施适应性评估模型评估现有工程设施在新标准下的适应性和改造需求;基于评估结果,采用多尺度工程布局优化算法生成一系列可能的工程布局方案;利用多目标工程效益评估模型对这些方案进行多目标效益评估;结合水文水动力模拟结果,应用自适应工程调度策略生成系统制定相应的工程调度策略;使用工程-调度协同优化模型进行工程布局与调度的协同优化,输出的工程布局优化方案和配套调度策略;步骤S5、获取工程布局优化方案和配套调度策略,以及标准组合方案,利用多维效益评估系统进行综合效益评估;结合不确定性估计数据,采用多情景风险评估模型分析方案的风险与不确定性;基于预存储的社会经济数据,使用利益相关者影响分析系统评估方案对不同利益相关者的影响;综合前述评估结果,应用自适应方案优化算法对方案进行优化和调整;汇总所有步骤的关键结果,利用多维决策支持系统生成全面的决策支持信息,输出的决策支持报告。
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百度查询: 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 一种流域和区域防洪排涝方案组合设计方法和系统
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