水网结构对多灾害情景的韧性响应研究

作     者：李锋 张鹏超 李慧敏 张文娟 LI Feng;ZHANG Pengchao;LI Huimin;ZHANG Wenjuan

作者机构：华北水利水电大学河南郑州450046 

出 版 物：《华北水利水电大学学报（自然科学版）》 (Journal of North China University of Water Resources and Electric Power：Natural Science Edition)

年 卷 期：2024年第45卷第1期

页      面：63-72,108页

学科分类：082802[工学-农业水土工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(72271091) 河南省重点研发与推广专项(科技攻关)(GG202259) 

主　　题：复杂网络 韧性 水网结构 节点攻击 

摘      要：通过识别基础设施系统内部重要节点以提高基础设施韧性,对增强城市韧性具有重要意义。水网作为基础设施的重要组成部分,对水资源统筹调配与水旱灾害防控等发挥着重要作用。基于复杂网络理论,构建水网网络拓扑结构,计算水网各节点参数与灾害风险度,采用不同节点攻击策略,使用随机攻击、蓄意攻击和自然灾害3种攻击方式,得到整体网络效率与最大连通子图大小,对水网韧性进行分析。研究结果表明:水网结构遭到随机攻击或自然灾害时,破坏节点达80%左右,水网韧性趋近于0;水网结构遭到蓄意攻击时,破坏节点达50%左右,水网结构系统崩溃;在蓄意攻击中,PageRank攻击对水网韧性影响较大;在自然灾害攻击中,水网结构在面对暴雨洪涝时表现出较强的韧性。在网络拓扑结构研究水平的基础上,在工程真实物理状态下对水网结构遭到随机攻击、蓄意攻击与自然灾害后的水网韧性进行了更全面的分析与评价,为水网工程建设与管理研究提供参考。