上犹江水库入库洪水预报的流溪河模型研究

本文采用90 m空间分辨率的数字高程模型（DEM）数据构建上犹江水库控制流域的流溪河模型,基于不同河道分级和不同数量的雨量站方案,探讨模型在水库入库洪水预报中的适用性。采用粒子群优化（PSO）算法选取最优参数,对2009—2020年间18场实测洪水进行了模拟。结果表明,3级河道构建的模型模拟指标比4级河道略好,模型预报效果更好。分别采用9个和15个雨量站构建模型并对2000—2020年内31场洪水进行模拟,结果表明,15个雨量站的模拟效果比9个雨量站的好,增加雨量站网密度有利于提高流溪河模型的模拟效果。流溪河模型可用于上犹江水库入库洪水预报。     

基于地面雨情信息的长江三峡区间洪水预报研究

长江三峡区间的暴雨洪水对三峡水利枢纽的影响迅速而且直接,是进行三峡坝址洪水预报的重要边界条件。本文基于分布式物理模型GBHM与概念性新安江模型开展了三峡区间洪水预报研究。利用2004-2007年地面观测的雨量及流量信息,首先在日尺度上对两个预报模型进行了参数率定及模型检验,然后在小时尺度上对典型洪水过程进行了预报试验。结果表明,两个模型对逐日洪水过程的模拟均有较高精度。考虑到逐时流量数据的限制,本研究直接利用在日尺度上拟合的模型参数进行逐时的洪水预报。结果显示新安江模型的预报精度大幅下降,GBHM模型对洪水过程及洪水总量的预报仍能够保持一定精度,表明分布式物理性水文模型在三峡区间洪水预报中具有应用优势和潜力。     

面平均雨量的系统响应曲线修正方法及其在富春江流域洪水预报中的应用北大核心CSCD

空间集总式水文模型的洪水预报精度会受到面平均雨量估计误差的严重影响。点雨量测量值的误差类型、误差大小以及流域的雨量站点密度和站点的空间分布都会影响到面平均雨量的计算,这种误差的影响在雨量站个数较少的大流域尤为明显。为提高实时洪水预报精度,本文提出了一种基于降雨系统响应曲线洪水预报误差修正方法。此方法将水文模型作为输入和输出之间的响应系统,用实测流量和计算流量之间的差值作为信息,通过降雨系统响应曲线,采用最小二乘估计方法,对面平均雨量进行修正,再使用修正后的面平均雨量重新计算出流过程。将此修正方法与新安江模型相结合,首先使用理想案例进行检验,然后将此方法应用于浙江富春江流域实时洪水预报中,通过2010—2014年间的14场历史洪水的应用检验,结果表明该方法具有明显修正效果,是一种结构简单、不增加模型参数且不改变预报模型结构的实时洪水预报修正的新方法。     

基于熵权的可变模糊聚类与识别的水库洪水分类实时预报

流域洪水的形成机制具有高度的复杂性和不确定性,但又表现出自身的规律性。在洪水形成过程中流域内洪水的产、汇流过程受降雨强度、降雨中心和天气环流等诸多因素的共同影响。通过对影响因素与洪水过程的分析,找出其中的规律,为在实时洪水预报过程中充分考虑各种影响因素的作用提供可能,为此本文建立实时洪水分类预报模型,该模型利用模糊聚类方法通过分析影响因子对洪水产、汇流过程分类,并用模糊识别模型建立影响因子与产、汇流类型间的信息识别模型。本文选择东水西调工程的授水水库A作为研究对象,为调水工程在汛期做好防洪准备。实验结果表明,该方法能够准确、迅速的判断洪水类型并选择相应预报模型参数,能有效提高水库实时洪水预报精度。     

面平均雨量的系统响应曲线修正方法及其在富春江流域洪水预报中的应用

空间集总式水文模型的洪水预报精度会受到面平均雨量估计误差的严重影响。点雨量测量值的误差类型、误差大小以及流域的雨量站点密度和站点的空间分布都会影响到面平均雨量的计算,这种误差的影响在雨量站个数较少的大流域尤为明显。为提高实时洪水预报精度,本文提出了一种基于降雨系统响应曲线洪水预报误差修正方法。此方法将水文模型作为输入和输出之间的响应系统,用实测流量和计算流量之间的差值作为信息,通过降雨系统响应曲线,采用最小二乘估计方法,对面平均雨量进行修正,再使用修正后的面平均雨量重新计算出流过程。将此修正方法与新安江模型相结合,首先使用理想案例进行检验,然后将此方法应用于浙江富春江流域实时洪水预报中,通过2010—2014年间的14场历史洪水的应用检验,结果表明该方法具有明显修正效果,是一种结构简单、不增加模型参数且不改变预报模型结构的实时洪水预报修正的新方法。     

洪水预报实时系统组态设计

为提高洪水预报软件的可靠性、稳定性及可维护性，从分析以新安江洪水预报模型为代表的概念性水文模型洪水预报系统的计算原理和参数特点出发，遵循组态设计的思路，设计了洪水预报实时系统所需参数及站网配置信息的存储方式和洪水预报系统软件。设计思路应用于柘溪水库调度自动化系统的洪水预报子系统中，并能将该软件配合相应流域的参数及站网配置信息推广到其他流域。     

岚河流域洪水预报系统的开发及应用

岚河是汉江的一级支流，岚河流域是汉江流域的一个暴雨中心，降雨分布很不均匀。根据岚河流域的特点，设计了洪水预报模型；通过对历史雨量数据的分析，计算校验了模型参数的准确性，并将此模型应用于蔺河口水电站洪水预报系统中。预报模型采用三水源新安江模型，实现定时预报、补做预报、估计预报、图形显示等功能，通过洪水预报系统，基本摸清了岚河洪水的规律。     

洪水预报不确定性分析及其在水库调度决策中的应用研究

洪水预报是汛期水库调度决策的重要支持,其不确定性将直接影响到水库调度运行.传统的模型参数优选方法未考虑不确定性,得到的最优参数在一些场次洪水预报中精度不高,难以满足汛期水库调度要求,需要研究洪水过程预报的不确定性辅助水库调度决策.本文基于常用的水文预报模型和水文不确定性GLUE分析方法,对洪水预报的不确定性进行分析,并将其引入水库调度决策中,建立了应用不确定性分析进行水库调度的决策模型.结果表明,考虑洪水预报不确定性,将能在期望意义上提高洪水预报水平,更好地为水库调度提供决策支持,发挥水库综合效益.     

岚河流域洪水预报系统及应用

岚河流域是汉江流域的一个暴雨中心，降雨分布很不均匀。通过总结岚河流域的特点，设计了洪水预报模型，通过对历史雨量数据的分析计算，校验了模型参数的准确性，并将此模型应用至蔺河口水电站水调自动化系统洪水预报系统中，在2004年的几场洪水中，预报系统发挥了相当重要的作用，保证了电站大坝、厂房及下游人民的生命安全。预报模型采用三水源新安江模型，实现定时预报、补做预报、估计预报、图形显示等功能，通过蔺河口电站洪水预报系统的成功实施，基本找到并摸清了汉江支流岚河的洪水规律。     

基于采样贝叶斯方法的洪水概率预报研究

基于贝叶斯理论建立了新安江模型参数和降雨观测相对误差的联合概率分布函数,利用自适应马尔可夫链蒙特卡洛方法DRAM(Delayed Rejection Adaptive Metropolis)对联合分布进行采样,得到模型参数和降雨误差的后验分布样本,二者相结合模拟得出洪水的概率预报结果.根据对江西滁洲流域32场洪水的模拟,采用交叉验证方法对概率预报结果进行了评估.根据连续概率排位分数CRPS(Continuous Ranked Probability score),相对于确定性预报方法概率洪水预报结果的改善达到26%.P值分位数-分位数图同样表明,概率预报方法对洪水的不确定性有较好的估计,但仍存在低估的现象.     

辽宁省资料短缺地区中小河流洪水预报方法

我国中小河流大多位于山丘区,水文站点稀少,资料短缺,而产生的洪水往往突发性强、破坏力大,中小河流洪水预报研究是重要课题。针对辽宁中小河流洪水预报特点,本文提出了一种资料缺乏地区中小河流洪水预报方法。首先收集与提取中小河流流域的下垫面、水文、气象等基本资料,采用主成分分析方法形成新指标,降低指标维数并减少相关性;利用可变模糊聚类方法对辽宁省中东部30个参证站和84个中小河流站进行水文相似性分类识别,划分为8个水文相似组;建立Topmodel洪水预报模型进行洪水模拟,对参数移植前后模拟精度进行对比分析,验证了方法的有效性与实用性。本文研究成果可为辽宁省中小河流洪水预报提供支撑,可为其他资料短缺地区洪水预报方案编制提供参考。     

新丰江流域雨量站网分析论证

选取新丰江流域典型降雨过程,采用相关分析、雨量等值线分析、抽站分析和站网与预报模型匹配分析等方法对其雨量站网布设的合理性进行分析论证,提出了现有站网的调整意见。在站网与预报模型的匹配分析中,通过对雨量站网调整前后预报拟合结果的对比分析,表明雨量站网的调整对控制流域的暴雨分布、提高洪水预报精度有很大的帮助。     

洪水预报模型的预评估机模型研究

洪水过程是一个高度复杂的过程，目前还没有一种水文模型是最优的，本文首次提出了洪水预报模型预评估机的概念，对给定的洪水预报模型的预报效果进行预评估，以作为是否采信该模型预报结果和选择洪水预报模型的依据之一。本文建立了基于相似系数和神经网络的预评估机模型，并通过对实例的分析，对它们实际应用的可行性进行了探讨，其中基于相似系数的预评估机模型尚有待改进；基于神经网络的预评估机模型有良好的应用前景。     

洞庭湖区间径流模拟

洞庭湖对长江中游洪水有着重要的调蓄作用,其调蓄能力不仅受到湖区面积和容积的限制,还受到其上游四水来水和区间洪水的影响。四水来水可通过水文控制站实测,但是区间洪水难以估计。在洞庭湖洪水模拟中通常忽略区间洪水或做简单概化处理,从而影响了洪水模拟精度。本研究以洞庭湖区间洪水模拟为目标,根据洞庭湖区间流域的特点,将洞庭湖区间划分为山丘区与堤垸区,根据其不同的产汇流特点,分别采用分布式水文模型GBHM和基于栅格的新安江模型进行模拟,并利用洞庭湖水量平衡对模拟结果进行间接验证,结果显示区间洪水模型具有较高的模拟精度。     

云峰发电厂汛期库水位实时动态控制方法研究

本文针对云峰发电厂设计与运用汛限水位＂静态控制法＂所造成洪水资源浪费,研究利用入库洪水退水预报和GFS降雨预报信息对汛期洪水退水段库水位实时动态控制。云峰发电厂运用说明,本文研究的方法是必要和可行的,既有理论意义,又有经济价值。     

数据挖掘技术在洪水预报实时校正中的应用北大核心CSCD

实时校正作为提升洪水预报精度的最后一道屏障,是洪水预报的重要组成部分。针对洪水过程与洪水要素校正效果较差的问题,以横江屯溪以上流域为例,在对流域历史洪水数据的降雨径流序列与洪水特征值遴选的基础上,构建了暴雨洪水特征库,提出了一种结合卡尔曼滤波和K最邻近结点算法的联合实时校正方法。结果表明:相较于模型未校正及单一校正方法,联合实时校正方法在减少洪水预报过程中的洪峰预报误差、洪量预报误差及峰现时间误差上更为有效,预见期在6 h及以下时仍可以保持较好的稳定性与准确性。此方法对于提高中小河流洪水预报精度、有效预警和防灾减灾等方面都具有重要作用,同时对研究区域洪水特征具有一定参考价值。     

长短时记忆网络与新安江模型耦合的降雨径流模拟性能

深度学习技术在降雨径流模拟方面具有广阔应用前景,但受训练样本限制,需与传统水文模型相耦合,由传统水文模型提供训练数据。耦合数据的选择和超参数方案对耦合模型的模拟性能影响显著,但尚未有专门的研究。本文以东湾流域为例,用双向长短时记忆网络耦合新安江模型不同模块数据,并用灰狼优化算法优化超参数,构建降雨径流模型。结果表明：模型耦合不同数据时,对日径流和场次洪水的模拟性能均有提高,尤以耦合产流量和模拟流量数据时最为明显。不同耦合数据需调整超参数方案,灰狼优化算法可满足需求。本研究为提高耦合模型径流模拟能力提供了新思路和新方法。     

隔河岩水利枢纽水文预报的现状与展望

文章叙述了清江流域概况及水文特性;水文自动化测报系统简况;隔河岩工程施工洪水预报中采用的方法;隔河岩工程施工洪水预报中采用的方法;水文预报现状及展望,洪水预报采用水箱模型,精度高,取得了较好经济效益。     

三峡入库洪水概率预报的深度学习模型

将长短时记忆（LSTM）神经网络嵌套至编码-解码（ED）结构,构建了LSTM-ED深度学习模型,采用贝叶斯概率预报处理器量化洪水预报不确定性,提出了一种三峡入库洪水概率预报业务方法,并讨论了降雨预报对洪水概率预报性能的影响。选用向家坝—三峡坝址区间流域2010—2021年汛期6 h降水径流资料序列训练和检验模型,开展了1～7 d预见期入库洪水预报。结果表明：LSTM-ED模型的模拟预报精度优于LSTM模型,验证期1～7 d预见期纳什效率系数高于0.92;概率预报连续排位概率分数相对平均绝对误差降低26.82%～32.74%,考虑预报降雨可进一步提高概率预报性能,为调度决策者提供可靠的风险信息。     

新一代三峡水利枢纽短期洪水预报系统的构建与检验

本文主要介绍新一代三峡水利枢纽短期洪水预报系统的设计与实现,该系统可利用目前三峡区间多种降雨估测信息源作为系统的输入条件;流域产汇流方面,采用基于地貌特征的流域分布式水文模型GBHM模拟三峡区间降雨径流过程,该模型考虑了汇流区间内不同土地利用类型和土壤类型对山坡产流的影响,能较好地描述研究区域水文过程的时空分布特征;库区洪水演进方面,采用MIKE11中的一维水动力学模型耦合GBHM模型输出区间流量来模拟三峡水库内长江干流河道的洪水演进过程。基于历史资料的模拟结果显示,该预报系统可以较为准确地模拟三峡区间的暴雨洪水、库区洪水演进等一系列水文过程。