貝葉斯網(wǎng)絡在非平穩(wěn)條件下內(nèi)澇風險評估中的應用.pdf

1、近年來，受非平穩(wěn)條件因素（如：氣候變化、城市化）的影響，內(nèi)澇災害的發(fā)生更加頻繁。城市內(nèi)澇災害所引發(fā)的一系列社會經(jīng)濟問題成為困擾城市發(fā)展的主要災害因素，內(nèi)澇治理的問題顯得尤為嚴峻。因此，針對越來越嚴重的城市內(nèi)澇現(xiàn)象，如何完善風險評估和優(yōu)化及評定內(nèi)澇改造措施的效果迫在眉睫。本文以Z市某地塊為研究區(qū)域，借助ArcGIS地理信息系統(tǒng)在暴雨雨洪管理模型（SWMM）上建立研究區(qū)排水管網(wǎng)的水動力模型。借助支持貝葉斯網(wǎng)絡分析的軟件Bayes Serve

2、r構(gòu)建基于貝葉斯網(wǎng)絡的內(nèi)澇風險評估模型。具體內(nèi)容如下:
　?。?）分析了當前內(nèi)澇風險評估、貝葉斯網(wǎng)絡的研究現(xiàn)狀，闡述了當前常用內(nèi)澇風險評估體系存在的不足，以及貝葉斯網(wǎng)絡在內(nèi)澇風險評估應用上的先進性，確立本文的研究內(nèi)容。
　　（2）研究城市內(nèi)澇改造措施，結(jié)合不同區(qū)域水文地質(zhì)、水資源等特點及技術經(jīng)濟分析，按照因地制宜和經(jīng)濟高效的原則選擇適宜的內(nèi)澇改造措施。對SWMM模型、內(nèi)澇風險評估、貝葉斯網(wǎng)絡的應用原理進行研究，為基于貝葉斯網(wǎng)

3、絡的內(nèi)澇風險評估模型的構(gòu)建和使用提供理論支持。
　?。?）在內(nèi)澇風險方面，該研究區(qū)管網(wǎng)改造的效果比LID措施好，且LID措施中的綠色屋頂改造效果又比生物滯留網(wǎng)格好。同時可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過管網(wǎng)改造后系統(tǒng)的最高風險區(qū)域發(fā)生了偏移，風險峰值對應的重現(xiàn)期均比原系統(tǒng)的大。在成本方面，生物滯留網(wǎng)格由于建設復雜，故其成本比綠色屋頂高。同時可以發(fā)現(xiàn)，5年設計重現(xiàn)期，管網(wǎng)的成本在所有改造措施均是最大；但是，其滿足10年設計重現(xiàn)期的成本在所有改造措施中是

4、最小的。綜合考慮內(nèi)澇風險和成本這兩方面可知，綠色屋頂這一改造措施要優(yōu)于生物滯留網(wǎng)格；10年設計重現(xiàn)期，管網(wǎng)改造方案最優(yōu)。
　　（4）基于貝葉斯網(wǎng)絡的評估模型可以直觀的反映決策者對不同改造方案的偏好度和各參數(shù)的不確定性范圍和發(fā)生概率值。在內(nèi)澇風險評估方面，基于貝葉斯網(wǎng)絡的決策平臺更加透明，更有利于相關決策者的對話。例如，在綜合考慮各節(jié)點先驗概率的條件下，成本收益率的μ（Mean）值為3.02、σ2（Variance）值為5.3。同時

5、可以發(fā)現(xiàn)，Bayes Server軟件自動更新計算出內(nèi)澇風險（EAD）1.5以上這一狀態(tài)發(fā)生概率最大為30％。
　?。?）貝葉斯網(wǎng)絡可以實現(xiàn)對多種不可逆的內(nèi)澇風險決策進行模擬研究和比較分析；決策者可以根據(jù)不同部門的不同偏好，綜合測試比選不同方案的內(nèi)澇改造效果，幫助減少市政資本的錯誤、過量投資，節(jié)省大量的經(jīng)濟成本，優(yōu)化市政排水防澇的資源配置。例如，確定內(nèi)澇改造的資金投入為0.2-0.3億元的情況下，可以推理出影響成本收益率的最強敏感