马斯京根法在黄河吴堡—龙门区间洪水演算中的应用

针对黄河吴堡龙门区间(吴龙区间)洪水陡涨陡落的洪水特性和多支流的水系特点,采用马斯京根分段连续演算法模拟黄河吴龙区间洪水过程,建立了基于先合后演法的洪水演算方案,给出了分段初始流量确定方法,并制定了支流洪水处理方案,采用实测期与预报期实测洪水资料率定和检验参数,结果表明洪水模拟精度较高。     

基于马斯京根法推求入库洪水计算方法的改进

为解决采用马斯京根法计算入库洪水产生的不合理现象,根据入库洪水的基本概念探讨了入库洪水与坝址洪水的关系,基于马斯京根法分析了反推入库洪水过程产生的不合理现象,提出采用区间半分法进行迭代计算,并对初始流量的假定进行了分析,较为客观地还原了入库洪水过程、加快了迭代收敛速度、提高了计算精度。通过编制计算机程序,结合柘林水库实测坝址资料,对该方法进行了验证,实例表明该方法可应用于入库洪水计算。     

分段马斯京根法在黄河龙〖CD1〗潼河段洪水预报中应用

针对黄河龙潼区间河段长,洪水受支流影响大的问题,提出了用分段马斯京根法预报洪水过程的方法,确定了各分段节点初始流量,建立了对洪水分级进行参数率定的方案。实例验证表明,该方法适用性强,求解精度高。     

分段马斯京根法在黄河龙—潼河段洪水预报中应用

针对黄河龙—潼区间河段长,洪水受支流影响大的问题,提出了用分段马斯京根法预报洪水过程的方法,确定了各分段节点初始流量,建立了对洪水分级进行参数率定的方案.实例验证表明,该方法适用性强,求解精度高.     

基于改进二分法的马斯京根法入流过程反演分析

针对马斯京根法反演洪水过程中一般反演单峰洪水过程,较少考虑双峰或多峰洪水过程,在分析总结马斯京根法反演中存在锯齿状、正负交错甚至无法继续计算的问题及改进方法的基础上,提出改进的二分法以解决双峰甚至多峰的洪水过程反演,并将其应用于浙江省飞云江干流马屿站的洪水过程反演中。结果表明,除个别出流误差较大外(超过10%),大部分出流误差在5%以内,基本达到水文计算的精度要求,同时入流总量与出流总量近似相等,基本满足水量平衡,反演结果合理,可用于入流过程的反演计算。     

河段洪峰传播时间预报的非线性演进与分段积分法

本主考虑了洪水波在河道中演进时洪峰流量沿程的变化对流速沿程变化的非线性影响，并考虑了河段中若干支流汇入对干流洪峰传播速度的影响，将洪水分为上游型与区间型两个大类并根据支流汇入情况分为四个亚类。推导了各类洪水其河段洪峰传播时间的分段积分法计算公式。介绍了这些公式在黄河北干流及渭河干流各站超警戒流量大洪水预报软件研制中的应用成果。     

中小河流洪水风险分析中的洪水演进计算研究

鉴于我国中小河流常因测站不足,缺乏实测水文资料,导致精细的设计洪水推求和洪水演进计算难以进行,进而影响河流洪水风险分析准确性的问题,采用推理公式分区组合的方法推求各断面设计洪水,并将其作为MIKE 11模型的输入洪水过程,进行河道内洪水演进模拟计算。以大连市复州河下游段为例,模拟计算了主河道设计洪水演进过程。结果表明,该方法可动态演示洪水演进过程,并能给出洪水风险分析的主要指标,与现场实测流量和洪痕水位相比,模拟精度良好,对中小河流洪水风险分析及防洪管理具有一定的参考和指导意义。     

基于BP神经网络模型的河道洪水反向演算研究

河道洪水反向演算在河库联合调度和推求设计洪水的区间组成等方面具有重要意义,直接使用传统的马斯京根法反演效果较差。基于河道上下断面洪水的非线性关系,采用BP神经网络模型训练历史洪水,并用训练得到的网络对下游洪水进行反演。实例应用结果表明,该模型反演结果与实际洪水过程更为接近,具有一定的精度和实用性。     

基于集合Kalman滤波的河道洪水预报研究

为提高河道洪水预报精度,研究了集合Kalman滤波法与最小二乘法对马斯京根模型参数率定的河道洪水预报技术,并以长水-白马寺实测洪水为例进行了对比检验,探讨了集合Kalman滤波法的多时段预报洪水过程及其特点.检验结果表明,应用集合Kalman滤波技术优于最小二乘法的预报效果,可有效提高河道洪水预报的精度并能适度延长预报时段.     

基于随机分形搜索算法的马斯京根模型参数优选

马斯京根模型在河道洪水演算中发挥着重要作用,该模型参数优选对提高洪水演算准确性至关重要。提出利用随机分形搜索算法(SFS)解决非线性马斯京根模型参数优选问题,同时将混沌序列替代SFS更新操作中的随机数。对算例进行洪水演算仿真分析并与多种优化算法比较,结果表明,随机分形搜索算法对非线性马斯京根法模型参数优选问题求解行之有效,且算法实施过程简便、参数解算精度高。     

马斯京根模型变参数洪水演算

针对在已有的河道洪水演算中通常不考虑场次洪水过程中不同时段流量下的马斯京根模型参数差异性的问题,通过分析马斯京根模型参数的物理意义,发现时段流量不同时参数为变化的,进而基于富拉尔基-江桥段的洪水资料,率定了不同时段流量下的马斯京根模型参数,对洪水进行了变参数动态演算,并与以洪峰流量分级进行分类演算的方法做了对比分析。结果表明,该方法明显提高了洪水演算的精度,具有可行性。     

河道洪水演算的MC-RCM模型及其比较研究

MC-RCM模型是一种在马斯京根法的基础上引入水位流量曲线的洪水演算方法,为进一步验证MC-RCM模型在实际河段中及不同演算条件下的精确性,分别采用试错法、最小二乘法、马斯京根—康吉法及MC-RCM模型四种演算方法对长江李庄至泸县段的10例天然洪水进行流量演算分析,并引入五种评价指标,比较了MC-RCM模型与其他演算方法在不同演算时段下流量演算精度、演算可靠性、演算洪峰流量精度等方面的优劣。结果表明,MC-RCM模型在流量演算精度、演算可靠性、演算洪峰流量精度上相比其他方法均具有一定优势,且在较长演算时段中优势更为明显。因此,MC-RCM模型作为河道洪水演算的可靠方法,可在水文资料充分的情况下修正或校验马斯京根法的演算成果。     

不同溃口位置及形式下小型圩区溃堤洪水风险分析

滁河流域中下游孟骆圩段洪涝灾害频发,历史上多次发生溃决。为分析孟骆圩溃堤后圩区洪水演进,采用MIKE FLOOD耦合模型,分析同一溃口位置在渐变溃、瞬溃、先瞬溃后渐变溃三种溃口形式下溃口处水位、流量等变化规律,并针对同一溃口形式,分析干流溃决、支流溃决、干流支流共同溃决方案下洪水演进。结果表明,溃堤后洪水过程与溃口形式、溃口位置、溃口数量有关,孟骆圩溃堤后圩区内最高水位为瞬溃先瞬溃后渐变溃渐变溃。     

变指数非线性马斯京根模型及其参数率定方法

为更好地反映河道洪水的实际槽蓄关系,以非线性马斯京根模型(NMM)为基础,采用对数型公式来定量计算NMM的非线性指数,提出了变指数非线性马斯京根模型(VEP-NMM),并采用免疫灰狼优化算法(IGWO)进行参数优化率定,IGWO针对灰狼优化算法(GWO)易早熟收敛的问题,引入免疫克隆选择操作来保证种群多样性和提高搜索能力。将基于IGWO的VEP-NMM应用于河段洪水演进模拟中的结果表明,该方法合理可行,模拟精度更高。     

上游土石围堰漫顶溃决对基坑淹没的影响

为分析上游土石围堰溃顶溃决对基坑淹没的影响,基于DAMBRK模型理论、结合相关经验公式,构建土石围堰漫顶溃决模型,通过演算漫顶溃决模型,获得溃口特征参数,从而分析溃堰洪水在基坑内的演进过程和基坑淹没程度;最后将该模型运用到实际围堰工程中,预测溃口形态、洪水演进过程及基坑淹没情况。通过预知基坑内洪水过程,采取预警防范措施,科学高效地安全转移基坑内人员及机械设备,从而起到防灾减灾的作用。结果表明,该研究对土石围堰遭遇超标洪水产生漫顶溃决时的紧急预案制定具有指导意义。     

北京市漫水河流域山区洪水模拟研究

北京市山丘地区洪水具有汇流快、历时短、破坏强的特点,多发于夏秋季汛期,损失惨重。为此需建立水文预报系统,采用分布式水文模型(EasyDHM)和马斯京根汇流模型演算方法分别进行产、汇流计算,模拟再现漫水河站近几十年内发生的洪水事件。结果发现,率定期参数敏感性分析和优化之后的模型模拟精度有明显提高;验证期模拟洪水发生年份距离模型率定年份越近模拟效果越好,且模拟洪水的洪量模拟效果优于洪峰模拟。     

苏洼龙水电站遭遇白格堰塞湖灾害应对措施

“10·11”和“11·03”白格堰塞湖灾害发生时,位于下游的苏洼龙水电站正进行主体工程施工。综合分析两次白格堰塞湖的规模、苏洼龙水电站上游围堰的防洪能力、围堰溃决造成的洪水叠加效应及工程应对措施实施的可行性,分别提出了利用上游围堰挡水和围堰主动坡口两种不同的应对措施。两种应对措施最大限度地降低了堰塞湖灾害影响范围,有效减轻了下游河段的防洪压力,并确保了苏洼龙水电站工程人员及设备安全,可为研究与评价水电工程的防灾减灾效益,以及工程遭遇堰塞湖灾害时应对措施的制定提供借鉴和参考。     

基于遗传算法的马斯京根模型参数优化

针对传统的优化马斯京根模型参数的方法计算过程繁琐、计算精度不高的问题,提出利用加速遗传算法直接优化马斯京根流量演算系数,有效解决了传统方法计算结果精度不高的问题,并在马斯京根模型参数优化求解中得以应用。结果表明,加速遗传算法较易程序化、收敛速度快,且计算精度较高,为河道洪水演算的研究提供了一种新途径。     

和声搜索法在非线性马斯京根模型参数率定中的应用

将一种新发展起来的启发式算法--和声搜索法与水量平衡方程及非线性槽蓄方程推导所得的演算公式相结合,用于非线性马斯京根模型参数率定和流量演算.经实例验证和对比表明,以SSQ为目标函数时和声搜索法模拟结果比试错法、遗传算法等优越,为准确估计非线性马斯京根模型参数提供了新方法,推导的演算公式代替了计算河道出流常用算法,提高了模拟精度.     

干支流不同典型洪水组成的梯级水库防洪极限风险分析

不同的典型洪水组成对梯级水库的联合防洪调度风险有重要影响,为研究其对极限风险的具体影响以提高梯级水库洪水资源利用率,以黄河上游龙羊峡和刘家峡梯级水库为例,选取干流和支流实测洪水流量资料的年最大洪量过程,按洪峰在洪水过程中出现的位置划分为4场典型洪水,并从中各筛选出4场典型洪水过程线组合成16种情景,采用同倍比放大法推出梯级水库入库设计洪水,以下游水库设计洪水位作为极限风险控制指标,通过调洪演算得到防洪极限风险率。经分析干流洪峰靠后支流洪峰靠前的典型洪水组合对刘家峡水库的极限风险起决定作用。不同起调水位的联合防洪补偿调度计算结果表明,视不同来水情况可将刘家峡水库起调水位抬升至1 728~1 730m,以充分利用黄河流域的洪水资源。