基于多元线性回归的镇江站高潮位预报模块设计

影响潮位观测预报的因素复杂,手工预报工作量大,需开发预报软件以满足决策需要。基于多元线性回归模型,结合现代计算机技术,设计开发了镇江站高潮位预报模块。应用该模块对镇江站高潮位进行了历史仿真。结果表明,该模块简单实用、运算速度快、预报精度高,完全满足预报规范要求,可用于镇江站高潮位预报。对类似感潮河段的潮位预报具有重要的实践意义和借鉴价值。     

基于ADCIRC的广州市风暴潮精细化预报模型的建立与验证

构建基于ADCIRC的广州市风暴潮精细化预报模型,同时考虑上游来水、天文潮、风暴潮共同影响,以上游来水及外海潮位预报作为上下边界输入,采用Jelesnianski台风模型驱动,利用不规则三角网格模拟岸线地形变化,分别与珠江口附近城市的6个代表潮位站的天文潮及"山竹""天鸽"台风影响期间广州市6个潮位站实测水位验证对比。结果显示:模型预报的精细化程度高可达到百米级;潮位站天文潮拟合最大平均绝对误差小于13 cm; 2场台风的风暴潮的增水过程、最高水位值和出现时间均拟合较好;表明该模型基本可以反映出珠江口沿岸天文潮状况及风暴潮的增水过程,可为广州市风暴潮精细化预警预报工作提供参考。     

新安江模型在唐乃亥站洪水预报中的应用

基于黄河上游玛曲-唐乃亥站流域降雨及洪水特性,筛选玛曲站和唐乃亥站1998-2014年共9场洪水资料,玛曲、军功、玛沁、河南、唐乃亥5站的时段雨量资料,以及军功水文站蒸发资料,利用泰森多边形法计算各站所占面积权重,运用新安江模型建立洪水预报方案。结果表明:次洪率定所得参数对检验期洪水模拟效果良好,率定参数适合该流域洪水预报;检验期洪水确定性系数均在0.9以上且合格率达到100%,故新安江模型可以作为唐乃亥站降雨径流预报的一个可靠手段,预报结果可用于正式预报。     

EFDC模型在长江口及相邻海域三维水流模拟中的开发应用

基于公开代码的EFDC(Environmental Fluid Dynamics Computer Code)模型,建立了范围包括长江下游段、长江口、杭州湾及邻近海域的三维水流数值模型。用Deflt3D附带软件得到了长江口海域正交曲线网格剖分,更好地实现了网格与地形边界的拟合;并在模拟浅滩动力过程中,设置最小水深条件限制,成功地消除了复杂浅滩地形情况下原模式运行出现负水深的局限。利用10个潮位站的实测潮位以及9个流速测站的水流流速资料对模型参数进行了验证和率定。模拟结果能够与实测值较好地吻合,各站模拟计算潮位值相对误差小于10%,。率定、改造后的模型不仅能够较好地模拟反映长江口海域三维潮汐及水流运动,而且还能对潮流运动特征进行分析。该模型可用于长江口海域相关问题的进一步研究。     

镇江站天文潮预报模型研究

长江镇扬河段属感潮河段,尝试采用适合于河口海岸的自动分潮优化技术、基于高低潮资料的调和分析改进型方法以及河口潮位径流增量修正法,计算镇江站的调和常数,预报其天文潮位,同时建立特征潮位、预报误差的统计分析。结果显示:虽然高低潮位误差在30 cm以内合格率为82.4%,仅达到乙等,但高潮位的预报精度达到了甲等,表明采用调和常数预报镇江站天文潮高潮位可行。     

波浪辐射应力在渤海湾海域对风暴潮影响的研究

基于N-S方程建立了风场与波浪非线性耦合作用下风暴潮数值预报模型。采用MM5中尺度数值预报计算模式得到所需风场数据,同时应用莆田站方法来预报风浪波要素,从而计算风暴潮影响因素风应力及波浪辐射应力。利用ADI差分格式离散控制方程。模拟了2007年3月份渤海湾一次风暴潮过程,分别计算了受风应力、波浪辐射应力及二者综合作用下的渤海湾海域风暴潮潮位及潮流过程,并将计算潮位与实测潮位资料作对比,得到风应力是渤海沿岸风暴潮的主要影响因素,而在波浪辐射应力作用下风暴潮潮位极值处的增水较为明显,且在地形与波浪辐射应力作用下渤海湾风暴潮潮流过程受到明显扰动的结论。     

人工神经网络模型在航道、港口潮水位预报中的应用

利用BP人工神经网络技术,以主要分潮为输入,在合理选择各参数的基础上,通过BP网络模型确定与各分潮调和常数相关的权值,建立起以短期潮水位资料为基础的潮水位预报模型.并利用该模型对珠江口磨刀门水道的大横琴站的潮位进行预报.结果表明,只要资料时间超过15d就可以很好地预报较长时间的潮位.     

混合门限回归模型在河道水位预报中的应用

针对松花江干流汛期洪水的特点以及松花江流域防洪减灾的需求,采用多元门限回归模型建立了松花江干流肇源、三家子、涝洲、木兰、富锦5个水位站的水位预报模型;在多元门限回归模型的基础上进行改进,得到混合门限回归模型,并以此建立松花江干流5个站的水位预报模型。两种模型的预报因子均通过AIC准则和DW检验法筛选确定,并用最小二乘法估算模型的参数。选取各水位站2008—2012年汛期的水位资料分别率定相应的水位预报模型,选取2013年汛期的水位资料对各个率定的模型进行验证。率定和验证的结果表明:多元门限回归模型的预报精度偏低,而混合门限回归模型的预报精度高,且有一定的通用性,适用于水位预报。     

中国河口海岸风暴潮及海洋动力三维数值预报模型(CHINACOAST)研究Ⅱ:模型验证与应用

简述了在我国珠江口应用实测潮位过程、海表温度以及冬、夏季盐度分布资料对模型的验证与参数率定。在此基础上应用中国河口海岸风暴潮及海洋动力三维数值预报模型(CHINACOAST),对我国沿海冬季东北季风作用下的环流进行了模拟计算,并对环流特征进行了分析。模型被进一步用来模拟在9316号台风影响下珠江口的风暴潮位、海流过程及分布结构的变化。     

中国洪水预报系统在贝江勾滩洪水预报中的应用

采用中国洪水预报系统的应用平台建立贝江勾滩水文站降雨径流模型洪水预报方案,利用系统自动进行模型参数的率定,该方案在精度的评定及实际应用中取得较满意的效果,解决了勾滩站长期没有洪水预报方案指导防洪的迫切的问题,为中国洪水预报在柳江流域的应用积累了经验.     

浙江沿海及长江口同步潮位数据比较分析

通过对浙江沿海及长江口31个潮位站同步潮位数据分析比较可知,浙江沿海各站的潮汐变化有着较好的一致性和明显的规律,即在半个月的潮汐周期中出现1次大潮和1次小潮,而在1个太阴日中,出现2次高潮和低潮,潮汐变化过程呈现出半日潮特征。在河口区,落潮历时长于涨潮历时,且由河口口门向上游历时差逐渐增大;在近岸浅海区,长江口至浙中沿海的大目涂站,表现为落潮历时长于涨潮历时;向南至浙中沿海的东矶岛、大陈岛站涨落潮历时基本相等;总的来说浙南沿海松门、披山岛、坎门、洞头站涨潮历时略长于落潮历时;而南麂岛、琵琶门和霞关站又以落潮历时略长于涨潮历时为特点。在近岸浅海区,潮差分布从长江口往南到霞关总的趋势由北向南增大。在河口区,最高潮位和平均高潮位由河口向上游逐渐增大;在近岸浅海区,最高潮位和平均高潮位由北向南增大,最低潮位和平均低潮位的分布则恰好相反。     

南水北调东线源头潮汐预报模型研究

为了对南水北调东线源头感潮河段潮位进行准确预报,选取调和分析法,根据研究区域区间泄流和季风影响具有连续性的特性,以连续3 d潮位受区间汇流和气象因素的影响大致相同为假设基础,加入上游长江径流量、风力风向和区间来水为主要输入的实时校正量,建立南水北调东线源头潮汐预报实时校正模型。结果表明:潮时预报和潮位预报均达到甲级精度。该方法也适用于其他感潮河段潮位的预报。     

BP神经网络在吴淞口潮位短期预报中的应用

结合潮汐数据的规律性,利用人工神经网络建立吴淞口逐时潮位之间的非线性关系,从而对昊淞口潮位进行短期预报。实例证明,非风暴潮期间,这种方法的预报精度符合水文情报预报标准,6h以内的预报精度较高。     

兴化湾潮汐潮流特性及工程影响分析

福建省兴化湾内大量围填、疏浚工程建设直接影响湾内水动力环境。依据2009年2月水文观测资料,对实测资料进行分析,并利用潮汐调和分析、潮流准调和分析、潮流数值模拟等方法得到了兴化湾海区的潮汐、潮流特性以及湾内工程前后的潮位、潮流场和余流场特征。分析研究表明,兴化湾潮汐属于正规半日潮,浅水效应较弱;潮流为不正规半日潮流,浅海分潮作用较强;湾内潮波逐渐有驻波特征,形成湾内潮波的两股潮流流向稳定,呈往复流,其中兴化水道潮流涨潮占优,南日水道潮流落潮占优;工程实施后,基于调和常数的2013年7月潮位预报与实测潮位吻合较好,同时潮汐潮流性质不变,在港池、航道水域流速有所增加;兴化、南日两水道涨、落潮通量均减小,全湾纳潮量有所减少;湾内余流场整体不变,口门处涡漩有所加强。     

西江天河站洪水特性分析与洪峰预报方案研究

通过西江干流、珠江三角洲河口区的天河水文站的洪水特性分析，根据上游的高要站洪峰水位及石角、天河站同时水位，对天河站的峰水位及出现时间进行预报。对受潮汐顶托及网河交汇影响，不便用合成流量法来进行实时水文预报的站点，用相应水位法进行预报，也能取得较好的预报精度，且简单快捷，适用性强。     

钱塘江涌潮时间的一种分段实时预报算法

钱塘江大潮在每年吸引大量游人的同时也频发安全事故。为提高潮涌预报水平,基于传统预报算法,提出一种基于涌潮动态监测的钱塘江潮涌分段实时预报算法。该算法具有自学习、自适应功能,可通过下游监测信息来预测涌潮达到上游站点的时间。实验结果表明,该算法对涌潮到达时间的预报精度达到分钟级水平。     

TIGGE多模式降水预报产品检验与集成研究

数值预报产品的检验与集成是使用和发展数值预报的重要环节。以TIGGE数据中心的NCEP、ECMWF、JMA和KMA等4种模式控制预报产品为基础资料,选取福建池潭水库流域为研究对象,从降水分级预报、降水量级和过程预报等方面对数值预报产品进行了综合评估,同时采用回归集成、TS集成和Nash系数集成等3种方法对多模式产品开展了降水集成预报,在此基础上,探讨了不同集成方法对最终降水预报效果的影响。结果表明,4种产品对无雨和小雨的预报效果均较好,在不同量级降水预报中,JMA模式更适合于25 mm以下量级的降水预报,而ECMWF对25 mm以上量级的降水预报效果较好。对于日降水量预报,NCEP模式的预报效果较差,而ECMWF模式的预报相对更准确。对于降水过程预报,KMA的预测性能则明显差于其他3个模型。集成预报对降低预报误差并提高降水过程预报有较好的效果,其中针对不同量级分类加权的TS集成方法预报效果最优,且提升了高量级降水预测效果。     

基于SVM的河道洪峰水位校正预报方法

针对平原河网地区河道洪峰水位预报中经验模型可靠性不足的问题,提出一种基于SVM的河道洪峰水位校正预报方法。采用谱系聚类法对历史洪水过程数据按降雨特性分类,选择与预报降雨过程最接近的历史数据训练预报模型;采用PCA对输入数据降维以提取有效特征;基于支持向量回归机建立河道洪峰水位预报模型;采用滚动模式对洪峰水位预报,每小时根据最新水位以及降水信息预报未来洪峰水位,不断提高预报精度。通过对京杭运河拱宸桥站的洪峰水位实例预测验证了该研究方法的有效性。     

钱塘江河口洪水特性及动床数值预报模型

在分析钱塘江河口水文、地形及洪水位实测资料的基础上,得到了钱塘江河口段潮汐、径流、河床三者的非线性关系对河口段的洪水位有显著影响的规律,以此为基础建立了洪水预报的一维动床数值预报模型。模型复演了钱塘江河口一次典型的洪水位过程,并利用动床模型和定床模型的两种计算模式对各站洪水位进行了比较,两种模式计算得到的沿程洪水位可差03～20m,但动床模拟与实测过程十分吻合,表明在象钱塘江河口这样大冲大淤的洪水位预报中考虑动床冲淤过程是必要的。     

汊道平面形态对河口潮波传播的影响

河口平面形态对于潮波运动有着明显的影响,特殊的河口汊道平面形态会使得潮波传播出现复杂的特征,从而造成一些河口独特的水位分布状态。本文的研究以河口分汊汊道为例,利用Delft3D建立一系列潮汐河口分汊理想数学模型,通过各个模型河口汊道平面形态的概化设置,探讨了不同汊道弯曲以及宽度收敛等平面形态特征对潮波传播过程的影响,阐明潮汐河口汊道平面形态特征对径潮动力状态的影响机制。研究表明汊道宽度收敛效应是河口潮波传播过程产生变化的主要原因,宽度收敛效应通过调整摩阻项及压力梯度项之间的动量平衡过程增强了潮波传播。