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然而在新时代水利高质量发展的迫切需求牵引下,凌汛灾害风险评估防控研究还需要进一步深化与
拓展,下面结合作者对于寒区河道-堤防-泛区关联系统凌汛灾害的理解与认识,剖析现有研究存在
的不足。
3.1 寒区河道-堤防-泛区凌汛灾害的理解与认识 寒区河道-堤防-泛区是一个整体关联、复杂开放
的非线性动力系统,该系统凌汛灾害风险主要包括:河道凌汛(冰塞/冰坝) 壅水风险、堤防渗透和
坍塌风险、堤防漫溃决风险、堤外泛区凌汛洪水淹没风险 [4] ,以堤防工程作为中间载体,存在对应
于“河道-堤防-泛区”的凌汛“壅水-溃堤-淹没”灾害风险链(图 1),在气温变化、水流条件、河道边
界和人类活动等各类因素耦合驱动下,凌汛灾害风险的产生归因于凌灾系统内部结构险情的动态突
变,并在相邻结构单元之间层层传递连接,且存在相互影响。由此可见,寒区河道-堤防-泛区关联
系统凌汛致灾成灾过程复杂且影响因素繁多,存在凌汛灾害风险链条效应,但目前尚缺少对凌汛
灾害风险整体性和系统性的深刻认识,需要从系统论整体视角深化对河道-堤防-泛区关联系统凌
汛致灾成灾过程、规律及机制的认识,围绕“河道-堤防-泛区”这一整体,深入开展凌汛灾害风险
链条效应及其驱动机制、凌汛险生致灾全过程耦合数值模型、凌汛灾害风险链定量化评估、凌汛
期堤防险情演化机制及智能预测、凌汛灾害风险应急防控决策支持系统、凌汛灾害“预报、预警、
预演、预案”数字孪生平台等研究,以进一步丰富和提升新时期凌汛灾害防治的理论方法体系。
图1 寒区河道-堤防-泛区凌汛灾害风险链逻辑框图
3.2 研究不足剖析 目前国内外对于河道-堤防-泛区关联系统凌汛灾害风险评估防控的研究,主要
存在以下几方面不足:(1)现有成果已经基本厘清凌汛主要成因与灾害特征,更多研究了气温变化、
水库调度、河道冲淤等单一因素影响下凌情及凌汛灾害的变化规律或趋势,但尚未深入揭示气温变
化、水流条件、河道边界和人类活动等多因素耦合驱动下凌情与凌汛灾害的演变特征及其驱动机制,
且少有学者研究河道-堤防-泛区关联系统凌汛灾害链条效应。此外,已有学者主要基于热力环境和
水流动力因素,建立了凌汛灾害风险评估的理论框架,从不同角度构建了河道凌汛灾害评估指标体
系,但较少考虑堤防工程条件、河势弯道参数和防凌调控工程的影响,且研究尺度多为河道固定断
面或长距离河段,仍局限于河道内部凌汛灾害风险评估,尚需进一步构建更为全面、涵盖河道-堤
防-泛区关联系统的小尺度河段凌汛灾害风险评估指标体系及模型;(2)现有成果多集中于河冰形成
及演变过程的数值模拟,主要体现在运用河道一维冰情模型或二维冰水(沙)模型模拟河冰生消演变
或凌汛壅水风险,虽已形成较为成熟的河冰计算模型,但少有学者研究河道-堤防-泛区整体关联系
统的凌汛洪水耦合数值模型;(3)现有成果已经逐步关注凌汛期堤防险情及溃堤灾害问题研究,在凌
汛期堤防险情演化过程分析、伏汛期溃堤洪水风险评估等方面取得一定进展,但较少开展凌汛期堤
防危险性评价及险情预测研究,且未能建立河道-堤防-泛区关联系统的整体分析视角,缺少考虑堤
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