基于SWAT分布式流域水文模型的下垫面变化和水利工程对径流影响分析

近年来随着人类活动的加剧,兴建了许多中、小型水利和水土保持工程,迅速改变着流域的自然面貌,因而改变了径流的原有规律。选取1960以前水利工程较少的时期作为人类活动不明显期来率定SWAT模型参数,对于1990以后人类活动稳定期的径流分别设置3个情景:应用原SWAT模型、应用只考虑下垫面变化的SWAT模型和应用考虑下垫面变化和水利工程影响的SWAT模型分别进行模拟。对于五道沟以上流域和流域内东丰、磐石、样子哨3个子流域模拟结果显示:考虑下垫面变化和水利工程影响后的径流模拟相关系数R2和纳什效率系数NSE分别从0.82、0.56提高到0.91、0.79,分别提高了11.0%和41.1%。其中模拟精度的提高量中91.3%是由于考虑水利工程作用所引起的,剩余部分是由考虑下垫面变化引起的。相比下垫面变化,水利工程运行对该流域径流变化占据主导作用。     

一种考虑径流预报及其不确定性的水库优化调度模型

鉴于纯随机径流描述或确定性径流预报的水库(群)优化调度模型,未考虑径流预报及其不确定性,导致优化计算结果与水库实际运行情况存在较大差异.本文提出了一种利用后验的径流状态转移概率和径流预报的可预测性概率来描述径流预报及其不确定性的优化调度模型.依据二滩水电站径流及其预报的实际状况,考虑不同预见期的径流预报信息,建立了考虑...     

人类活动对流域洪水过程的影响分析

流域洪水过程受降雨、流域下垫面等多种因素的综合影响,其中人类活动对流域出口洪水过程的影响在近些年越来越明显。选择第二松花江丰满水库以上为典型流域,在调查资料整理和分析的基础上,利用三水源新安江模型,结合人类活动对洪水的主要影响方式,建立了人类活动与模型参数之间的相关关系,依据参数物理意义对WM,B进行改进,并进行场次洪水模拟。通过结果对比分析可知,该方法模拟精度较高,模拟结果能合理反映人类活动对实际洪水过程的影响,可以为该流域水利工程建设与洪水预报提供参考,对其他流域洪水的研究也具有借鉴意义。     

气象集合预报的研究进展

集合预报是数值预报发展的一个重要方向,相对于单一的确定性预报,它考虑了初值及模式的不确定性,其结果反映了未来天气的多种状况,能为用户提供确定性预报所不能提供的信息(如预报结果的可信度等)。降水信息是水文预报系统的核心输入,单一的降水预报存在着不确定性,从而使得水文预报也存在不确定性。这种不确定性制约了水利工程调度的科学性。集合预报在一定程度上能解决这种不确定性。从而在水文领域,气象集合预报具有较高的应用价值。为了水文工作者能够更好地应用集合预报,本文首先基于系统的角度,对集合预报系统中的初值扰动、模式扰动和集合预报产品等研究现状及成果进行了评述,然后分析了降水集合预报产品在水文预报领域中的应用情况,最后对集合预报在水文领域中的应用进行了展望。     

跨流域调水条件下水库群联合调度图的多核并行计算研究

为提高跨流域调水条件下大规模复杂水库群优化调度的计算效率和求解精度,采用并行PSO算法进行联合调度图模型的多核并行求解。该算法充分利用PSO搜索速度快、天然并行性等特点,引入多种群思想保证种群的多样性,提高算法的全局收敛能力;采用基于分治策略的Fork/Join框架实现将子种群分配到不同CPU内核进行独立求解;利用Java并发过程中的同步和通信机制实现子种群间的信息交流,避免陷入局部最优。最后通过实例分析表明,多核并行PSO算法能够充分利用多核资源,有利于提高联合调度图模型的求解速度和精度,是解决大规模复杂水库群优化调度的一种高效实用的方法。     

短期降雨预报在汛限水位动态控制中的应用

以丹江口水库为例，根据考虑降雨预报的水库汛期限制水位控制的新理念，研究了利用短期降雨预报信息进行水库汛限水位动态控制的调度方式；同时分析了在发生降雨预报误差时，汛限水位动态控制的风险率以及大坝所能抗御洪水标准的变化，概化计算了抬高汛限水位增加的发电效益。结果表明，在不增加丹江口水库及其上下游防护对象风险的前提下，抬高汛限水位可以为丹江口水库带来较大的经济效益。     

汛限水位实时动态控制的概率多目标优选方法

方案优选对于汛限水位实时动态控制至关重要。可行方案集中的指标权重及各方案目标特征值将直接影响各方案的最终排序,在汛限水位实时动态控制中,二者通常受各种不确定性因素的影响,取值处于一个变化的范围内,而以往的优选方法对此考虑较少。为此,在HydeK.M.等人研究工作的基础上,建立方案概率优选方法,该方法不但能够优选出概率意义下的满意方案,而且能够提供方案的排序可靠度、相应于各排序的概率及方案优选目标值的累积概率分布值,从而为决策者提供更加全面的决策信息支持。实例计算验证了该方法的有效性和可行性。     

河道内生态环境需水量研究

河道内生态环境需水量的合理量化是河流生态系统健康维护和水资源优化配置中亟待解决的热点问题。为此，分析总结了河道内生态环境需水量的概念及其内涵、确定原则、量化方法的最新研究成果，提出目前河道内生态环境需水量研究中存在的一些问题，同时展望了河道内生态环境需水量研究的发展趋势。     

水库汛限水位动态控制方法研究发展现状

水库汛限水位动态控制，适应了当今经济发展对水库的防洪：安全与供水保障所提出的更高要求，是缓解水库防洪与兴利之间矛盾的有效措施之一。回顾了水库汛限水位动态控制新理念的提出，系统评述了汛限水位动态控制方法的研究现状，介绍了各种控制方法的要点及适用条件，并对尚需深入研究的关键性理论方法进行了展望。     

TOPMODEL模型中地形指数计算方法的研究进展

半分布式流域水文模型（TOPMODEL）是以计算地形指数ln（a/tanβ）及其分布为基础的.目前常用的计算地形指数的方法为多流向法,在现行的多流向法的计算中,当网格单元没有入流（即计算单元网格比周围单元地势高）时,公式中出现分母为零的情况,这给通过格网DEM自动计算地形指数带来了困难.笔者把栅格单元径流的流入与流出各自看成独立事件,提出了一种栅格流入与流出方向各自权重归一化的方法,并对多流向法进行了改进.