考虑设计洪水不确定性的梯级水库防洪调度风险评估与应对

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51909207
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0901.工程水文与水资源利用
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Design flood provides primary basis for designing reservoir flood control operations and ensuring safety of dam and protection objects. Worthy of note is that multiple uncertainties due to natural randomness and human cognition exist in design flood estimation. These uncertainties are often overlooked during traditional design flood estimation, thus reducing applicability of reservoir flood control operations and increasing the risk of dam and protection objects safety. This study selects the cascade reservoirs in the upstream of the Yellow River as research object. Focusing on the multiple uncertainties existed in design flood estimation, we propose one gradual and deep-going three-step research system, i.e. risk recognition, assessment and adaptation of flood control operations of cascade reservoirs. The so-called risk recognition is basis, aiming to disclosing multiple uncertainties in the design flood estimation model based on the multivariate joint distributions (such as the Copula function) within the context of cascade reservoirs; risk assessment provides direction for identifying the major and minor risk source affecting the flood control of cascade reservoirs through the probabilistic (stochastic collocation method et al.) and non-probabilistic (Dempster-Shafer evidence theory et al.) methods; risk adaptation is the target, focusing on extracting reservoir operations to response risk of flood control on the basis of risk-based flood control programming under major risk source through the stochastic planning method, interval planning method et al. Obtained results are of great theoretical and practical significance for risk management of flood disaster at basin scale.
设计洪水是制定水库防洪调度规则、确保大坝与防护对象安全的主要依据。在水库群设计洪水计算中存在随机与认知多重不确定性因素,传统设计洪水计算对此考虑不足,使得水库防洪调度规则的适用性降低,水库自身安全、下游防洪对象安全等面临极大风险。本次研究以黄河上游梯级水库为研究对象,面向设计洪水计算中的多重不确定性因素,提出了梯级水库防洪调度风险“识别—评估—应对”三层次逐步递进研究体系。“识别”是基础,采用多维Copula函数等方法建立梯级水库设计洪水计算模型,识别影响设计洪水计算的多重不确定性因素;“评估”是方向,应用随机配置法、证据理论等概率与非概率方法,评估设计洪水不确定性下水库防洪调度风险,指明主要与次要风险来源;“应对”是目标,面向主要风险来源,基于随机规划、区间规划等理论,建立梯级水库防洪调度风险规划模型,推求相应风险应对规则。研究成果对流域洪水灾害风险管理具有重要的理论价值与现实意义。

结项摘要

本研究以建立考虑设计洪水不确定性的梯级水库防洪调度风险应对理论、模型与方法体系为目标,开展了考虑不确定性的多元设计洪水计算研究,量化了不同重现期下的设计洪水不确定性,发现随着重现期的增加,设计洪水不确定性快速增加;基于极限风险率概念,推求了设计洪水量级、峰现时间与水库防洪极限风险率间的响应关系;开发了基于信息熵的不确定性传播量化框架,揭示了设计洪水不确定性在水库防洪调度系统中的传播过程,发现了水库优化调度系统对设计洪水不确定性的削弱现象;引入经济学指标条件风险值CVaR来衡量水库防洪调度过程中超过调洪最高洪水位的风险,建立了考虑CVaR 的水库防洪调度模型,揭示了风险偏好系数与水库控制水位间的响应关系,获得了不同风险系数下的水库防洪调度规则;构建了基于随机动态规划算法的水库防洪调度模型,提出了设计洪水不确定性下的水库防洪调度规则,并将该算法进行改进、完善,形成了考虑多维过程关联性与随机性的随机动态规划算法,扩展性的应用于水库供水优化调度中。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Uncertainty quantification and propagation in bivariate design flood estimation using a Bayesian information-theoretic approach
使用贝叶斯信息理论方法进行双变量设计洪水估算中的不确定性量化和传播
  • DOI:
    10.1016/j.jhydrol.2020.124677
  • 发表时间:
    2020-05-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF HYDROLOGY
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Guo, Aijun;Chang, Jianxia;Li, Yunyun
  • 通讯作者:
    Li, Yunyun
Development of a partial copula-based algorithm for disclosing variability of dependence structures between hydro-meteorological factors under consideration of covariate-effect
开发基于部分联结的算法,用于在考虑协变量效应的情况下揭示水文气象因素之间依赖结构的变异性
  • DOI:
    10.1016/j.jhydrol.2020.124570
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Hydrology
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Guo Aijun;Chang Jianxia;Wang Yimin;Huang Qiang;Guo Zhihui;Li Yunyun
  • 通讯作者:
    Li Yunyun
A method of short-term risk and economic dispatch of the hydro-thermal-wind-PV hybrid system considering spinning reserve requirements
考虑旋转备用需求的水热风光互补系统短期风险与经济调度方法
  • DOI:
    10.1016/j.apenergy.2022.120161
  • 发表时间:
    2022-12
  • 期刊:
    Applied Energy
  • 影响因子:
    11.2
  • 作者:
    Yuyu Tian;Jianxia Chang;Yimin Wang;Xuebin Wang;Mingzhe Zhao;Xuejiao Meng;Aijun Guo
  • 通讯作者:
    Aijun Guo
黄河流域1982-2015年不同气候区植被时空变化特征及其影响因素
  • DOI:
    10.11988/ckyyb.20201075
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    长江科学院院报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈晨;王义民;黎云云;周帅
  • 通讯作者:
    周帅
考虑水库来用水过程关联性的多维随机动态规划算法
  • DOI:
    10.11975/j.issn.1002-6819.2022.02.016
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    农业工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭爱军;畅建霞;王义民;黄强;吴彬;张春
  • 通讯作者:
    张春

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其他文献

中国煤田构造格局及其基本特征
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 作者:
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    郭爱军
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭爱军;潘会会;郑文林;焦守辉;王峰;靳正正;刘贺;陈坤;王宗贤
  • 通讯作者:
    王宗贤

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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