Page 27 - 水利学报2025年第56卷第3期

水 利 学 报

２０２５年 ３月 ＳＨＵＩＬＩ ＸＵＥＢＡＯ 第 ５６卷 第 ３期

文章编号：０５５９ － ９３５０（２０２５）０３ － ０３０９ － ０９

耦合高斯－ 极值分布与云模型的防洪调度预案风险分析方法

康 玲，廖武丰，周丽伟，温云亮
（华中科技大学 土木与水利工程学院，湖北 武汉 ４３００７４）

摘要：洪水灾害严重威胁着生命财产安全与经济社会可持续发展，需加快推动具有 “预报、预警、预演、预案”
功能的智慧水利体系建设。本文针对智慧水利体系中防洪调度预案的风险分析问题，构建了一套集水库、堤防与
蓄滞洪区于一体的防洪调度预案风险分析指标体系，并针对防洪风险分布不完全符合高斯分布问题，提出了耦合
高斯－ 极值分布与云模型的防洪调度预案风险分析方法，直观呈现了防洪调度预案风险等级，实现了对防洪调度
预案风险定性和定量的系统转化。以长江流域 ２０２０年 ５场编号洪水作为分析的案例，研究结果表明：与高斯分
布法相比，本文方法的风险分析结果更贴近实际，更具有合理性；５场编号洪水下的相应防洪调度方案风险值与
风险等级分别为 ０．１８（ Ⅳ级）、０．３０（ Ⅲ级）、０．３７（ Ⅲ级）、０．１９（ Ⅳ级）、０．４０（ Ⅲ级）。此外，本文方法能对预案进
行实时评估与对比分析，系统分析预案风险态势，为防洪调度预案风险分析提供科学支撑。
关键词：智慧水利；防洪调度预案；防洪风险分析；指标体系；高斯－ 极值分布；云模型
文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．１３２４３?ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｌｘｂ．２０２４０２６６
中图分类号：ＴＶ６９７．１；ＴＶ８７

１ 研究背景

近年来，在全球气候变化和人类活动的双重影响下，极端暴雨洪涝发生的可能性与不确定性在增
大，洪水风险变得更为复杂 ［１］ 。洪水灾害是一种突发性强、危害严重的自然灾害。我国是世界上洪水
发生最频繁的国家之一 ［２］ ，流域性大洪水日益加剧，影响范围广泛，对社会经济发展和人民生命财产
安全构成了巨大威胁。据统计，２０００—２０１９年，洪水影响了全球 １６亿人，中国是受洪水影响最严重
的国家，我国平均每年受灾人口约 ４５００万人 ［３］ 。为保障我国社会经济的快速稳定发展，国家高度重视
流域水资源管理与水灾害防御。２０２１年初，国家 “十四五”规划纲要明确提出 “构建智慧水利体系，以
流域为单元提升水情测报和智能调度能力”，同年水利部提出 “要加快构建具有 ‘四预’ （预报、预警、
预演、预案）功能的智慧水利体系”。就预案而言，需要为当前实时调度提供最优的调度方案推荐，并通
过可视化手段将推荐的调度方案直观地展示给用户 ［４］ ，为防汛智能指挥决策提供辅助决策支持。
防洪风险评估可分为以下 ４种方法：①基于历史数据，运用数理统计或机器学习方法确定防洪风
险 ［５ － ６］ 。洪水具有一定的周期性和随机性，洪水灾害发生也具有一定的历史规律，该方法以同一区域
内历史发生的洪水灾害事件为参考依据，可评估未来洪水灾害情况。但该法对历史数据要求较高 ［７］ ，
灾害事件已发生并有灾情记录，无法对未来预案进行实时评价。例如，Ｃｈｉｎｈ等 ［８］ 利用历史洪水标志
数据和高分辨率数字高程模型绘制洪水淹没地图，将该地图与风险和脆弱性数据相结合，绘制了越南
整体防洪风险评估地图。②基于风险评估指标体系的加权指数法 ［９ － １０］ 。该方法通过构建区域防洪风险
评估指标体系，计算并赋予各指标权重，综合评估风险水平。该法将定性分析与定量分析相结合，在实
际中应用最广，但指标阈值划分尚未有统一的标准，主观性较强，划分精度不高，不够贴近实际。例如，

收稿日期：２０２４ － ０５ － ０８；网络首发日期：２０２４ － ０９ － ２９
网络首发地址：ｈｔｔｐｓ：??ｌｉｎｋ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ?ｕｒｌｉｄ?１１．１８８２．ＴＶ．２０２４０９２９．０９０９．００１．ｈｔｍｌ
基金项目：国家重点研发计划项目（２０２２ＹＦＣ３００２７０４）
作者简介：康玲（１９６５ － ），博士，教授，主要从事水库群智能联合调度与风险调控研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ｋｌｉｎｇ＠ｈｕｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ
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