山美水库洪水淹没分析及方法研究

在全球极端天气逐年增多的背景下,自然灾害发生的频次和强度愈来愈大。中国为防洪抗旱近年来兴建水库,而水库一旦发生洪水灾情,水库的泄洪淹没范围对下游防汛规划及减少灾害损失至关重要。以山美水库为例,基于地理信息系统(geographic information system, GIS)技术选用有源淹没方法确定山美水库遭遇3种重现期洪水泄洪的淹没范围,并利用洪水量等于淹没水量的原理,提出了一种运用二分法迭代有源淹没的淹没水位确定方法。通过输入3种不同重现期洪水量,本研究模拟出山美水库遭遇20年一遇洪水时下游淹没面积为20.04 km²,遭遇50年一遇洪水时下游淹没面积为24.42 km²,遭遇100年一遇洪水时下游淹没面积为26.07 km²。结果显示,淹没区域集中在水库下游的梅山镇、罗东镇、码头镇。研究结果可为地方政府管理洪水风险、制定防洪措施提供一定的参考。     

基于ArcGISEngine的洪水淹没三维可视化研究

在ArcGIS软件中,不能直接创建Multipatch模型,但是可以通过ArcGISEngine编程实现或导入其他建模软件的模型、本文以GIS的shapefile数据为基础,在skeethup中建立区域三维地形、房屋、植被等要素模型。采用水文动力的基本原理计算河道水位．并用C#结合ArcGISEngine创建水面TIN模型,利用ArcsceneControl控件创建三维场景,叠加三维地形仿真模型与水面TIN模型,对洪水演进模拟进行了可视化研究,实现了基于ArcGISEngine的洪水淹没三维可视化动态模拟。为利用AE,完成洪水淹没三维可视化研究提供了一种逼真的、简便有效的方法。     

人控调度方案对库区支流水动力和水质的影响机制初探

水库蓄水运行后将显著改变库区支流的水动力和水质条件.在这种既定状态,改变枢纽的人控调度方案将产生不同的调度期库区出口断面泄流过程和库水位变动过程,进而产生不同的库区支流水动力条件.水动力条件的改变将对支流水质产生不同影响.基于此,以三峡水库为例,结合实测地形资料构建了三峡库区一维水动力和水质模拟模型,并通过模拟详细探讨了三峡枢纽不同人控调度方案对库区支流水动力和水质的影响.香溪河支流模拟结果表明:三峡枢纽的调峰运行方案和三峡水库的蓄放方案可产生人工潮汐作用和整个支流范围内的干支流水体交换和掺混,提高支流水体流速,对改善支流水环境有利.     

以氯离子为例的北大港水库水质调控技术

针对南水北调配套水库——北大港水库水质咸化问题,采用数值模拟方法,应用EFDC三维水动力水质模型形成水库水质模拟技术,调控水库运行方式,提高水库蓄水利用率.以氯离子为模拟指标,通过实测数据与模拟结果比较分析,验证了模型的可靠性.将北大港水库分为主库区和辅库区两部分,利用该模拟技术调控水库运行方式,对水库3种典型蓄供水方案进行水质模拟研究,探讨底泥氯离子释放对水质的影响,指出主辅库联合调度为较优的调控方案.该套水库水质模拟技术可推广应用于其他南水北调配套水库.     

结合DEM与淹没频率的水库水体动态遥感提取优化方法

由于云、雪及山体阴影造成的无效地表像元影响，利用遥感影像难以获取高精度的水库水体信息动态监测结果.论文在大津法的基础上，提出了结合DEM和淹没频率约束条件对水库遥感提取结果进行优化的方法(DF优化方法).基于Landsat系列卫星影像数据，使用改进的归一化差分水体指数(MNDWI)，通过大津法初步提取水库水体信息.结合多期提取结果综合得到的淹没频率以及当期有效水体像元的淹没频率特征，填补了受云、雪等因素影响的无效像元.在此基础上综合高程及水体淹没频率信息，剔除了山体阴影及其他偶发性因素的影响.遴选全球九个不同类型水库验证了DF优化方法的有效性，结果显示DF优化方法能有效减小水库水体的提取误差.与全球水体数据集JRC MWH的直接修正结果相比，DF优化方法总体分类精度提高了13%，达到了95.67%.同时，结合同步卫星测高数据构建的水位－水面积关系模型，进一步验证了DF水面积提取结果的准确性.相较于JRC MWH的直接修正结果，DF优化方法提取结果构建的水位－水面积关系模型的RMSE降低了30%.此外，该方法可基于GEE平台实现，能快速完成长时序的水体动态提取，为全球大尺度范围内的水库相关研究提供基础.     

浅谈郁江老口航运枢纽工程农村生产安置方式

郁江老口航运枢纽工程是一座径流式水电站,水库淹没基本不出河槽,具有典型的径流式电站水库淹没代表性,建设征地移民生产安置规划方式根据水库淹没特点,以剩余资源情况为基础,结合影响被征地农民主要技术经济指标,确定主要生产恢复项目和标准,分析库区现状生产生活水平后,提出生产开发措施。以老口航运枢纽为例,根据水库淹没影响耕地的数量和比例情况,分析后提出影响老口库区被征地农民的主要经济指标是人均耕地面积和人均年纯收入,以人均耕地面积确定库区生产安置标准,用恢复人均年纯收入来提出生产安置方式,科学合理的阐述水库建设征地移民生产安置规划理念,该分析论证方法可为其它类似工程提供参考借鉴。     

基于GIS的水库洪水风险图编制

利用水文学方法、水库溃坝洪水计算模型及二维水力学数学模型分别对水库库区洪水风险和水库溃坝洪水风险进行分析,利用Microsoft Visual Basic 6.0对ArcGIS进行二次开发,将风险信息按照一定的方式自动显示在地图上,从而实现了水库洪水风险图的自动编制,并将该方法应用于江苏省石梁河水库洪水风险图的编制.应用结果表明,通过该方法编制的水库洪水风险图可以为当地防汛部门制订科学合理的防洪调度方案和抗洪救灾措施提供科学依据和技术支撑.     

日调节水库电力调度

本文从电力调度方面进行了研究,建立了灰色预测理论短期动态模型进行来水预测,探讨确定水库调度的决定性参数：特征水位、水库装机容量、水库库容量等。     

太湖流域超标特大洪水风险预警系统建设及应用

为做好超标洪水调度、保障流域防洪安全,开发建设了由基于水文水动力学耦合的超警超保风险区域预警模型与基于水文学法的洪水淹涝风险快速评估模型共同组成的超标特大洪水风险预警系统,该系统在太湖流域预报调度一体化系统中通过智能交互方式进行模型与系统的紧密集成,实现了预报调度成果的可视化。基于水利一张图的超警超保与淹涝动态展示,实现了预报产品从点到面、从常规预报到影响预测的突破,以及洪水风险由静态评估向实时快速动态分析的转变。应用结果表明：系统在2020年太湖流域性大洪水中累计发布超警超保风险提示39期、洪水淹涝风险评估4期,预测结果与实际基本一致,为科学调度防御超标洪水提供了技术支撑,避免了江苏省苏州市3万多的人员转移,有力保障了太湖流域防洪安全。     

水库科学调度探讨与研究

根据治水新理念,水库科学调度管理要不断提高水库预测预报水平,要承担适度风险,实现洪水资源化。同时要把生态调度纳入水库调度统一考虑,改善库区水生态环境,确保水库供水安全。本文从四个方面分析水库调度存在的问题及实现以上目标的对策与措施。     

贝叶斯定理构建水库汛限水位动态控制推理模式及其风险

针对现行的汛限水位动态控制推理模式的建模假定合理性证明及风险率计算不完备性问题,以南水北调受水区的白龟山水库资料为例,应用贝叶斯定理证明了现行推理模式的建模假定是成立的,依据完备条件下风险构建新的推理模式较现行的模式结构合理,逻辑性与可操作性强.这一研究成果既有理论意义又有实用价值,可达到既保证防洪安全,又增加洪水资源...     

响应调峰需求下梯级电站水库防洪调度方法研究

响应调峰需求下,当前梯级电站水库防洪调度方法只考虑防洪安全调度问题,未充分利用洪水资源。提出一种新的梯级电站水库防洪调度方法,给出梯级水库调峰需求模型,将模糊优选理论应用于梯级电站水库防洪调度中,给出梯级电站水库防洪调度目标函数,主要包括总发电量最大目标函数、占用防洪库容最小目标函数、理想末水位与调度末水位绝对值之差最小目标函数和总弃水量最小目标函数。将调峰需求目标函数看作约束条件,和上述目标函数共同构成梯级电站水库防洪调度目标函数。通过决策者经验知识的二元比较量化原理和方法对权重进行确定,通过模糊优选模型求解目标函数,从而获取不同方案针对优方案的隶属度,依据隶属度最大原则获取最优方案。实验结果表明,所提方法具有很高的调度性能,能够有效利用洪水资源。     

基于GIS栅格数据的洪水风险动态模拟模型及其应用

以GIS栅格数据为基础,建立了二维水动力洪水动态演进模型．以湖北省荆江分洪区为实验区,在数字地形模型和Landsat ETM遥感影像等数据的基础上,根据分洪区1954年分洪情况和规划运用设计,模拟了不同分洪方案下的洪水淹没范围、水深和相应的洪水淹没地物面积及其可能损失等．模拟结果表明,基于GIS栅格数据的洪水淹没风险模拟模型,可以对长江流域分洪区运用预案的制订、土地利用的规划及洪水科学管理提供定量的科学依据．     

水库预报调度分期分级模型系统的研究与应用

洪水资源化是利用洪水的资源特性,缓解水资源短缺,减少水旱灾害损失,实现水资源可持续开发利用的重要措施.水库的预报、分期、分级调度是节省水资源、洪水资源化的有效手段.水库的这种运用方式是今后的重要研究方向.本文针对水库调度的这种需求,概化出了一种预报调度的分期分级模型系统,并将该模型系统应用于漳卫南运河防汛决策支持系统的岳城水库的调度工作中.     

提高水库汛限水位的防洪风险分析

为了提高水库的水资源利用率,探讨水库提高汛限水位的可能性,根据东武仕水库1951—2000年入库洪水的统计特征,采用一阶自回归模型对入库洪水进行了模拟,并考虑了泄洪能力的不确定性及不同典型洪水过程和历史特大洪水等因素对东武仕水库汛限水位进行调整分析.研究结果表明,东武仕水库的汛限水位在目前102 m的基础上,可以进行适当的提高,但最多不要超过104 m,而此时库水位超过其设计洪水位106.68 m的风险不超过1.9600/;超过校核洪水位110.70 m的风险为0.0300/,并可增加蓄水约2×107m3,占设计兴利库容的13.800/,增加的经济效益较为可观.     

面向鄱阳湖洪涝风险分析的HY-1C/D卫星CZI影像水体面积与水位关系研究

海洋一号C星(HY-1C)和海洋一号D星(HY-1D)搭载的海岸带成像仪(coastal zone imager，CZI)广泛应用于海洋、海岛和海岸带监测，同时也是内陆水体动态监测的重要数据源.该文选择水体范围变化剧烈、旱洪灾害频发的鄱阳湖为研究区，以瑞利校正后的CZI反射率数据为基础，利用归一化水体指数(normalized difference water index，NDWI)与归一化植被指数(normalized difference vegetation index，NDVI)联合的水体范围提取方法，相对精度达到96%，并获取了2019年3月至2020年8月鄱阳湖湖泊淹没面积.在此基础上，结合同步的水文站水位测量数据，建立了适用于鄱阳湖的水面积－水位定量关系模型(R＝0.97).分析结果显示，鄱阳湖9月中旬至1月，水体面积最小，水位最低；2月至6月，水体面积逐渐增大，水位逐渐抬升；7月和8月，水体面积和水位达到年内峰值.洪涝风险区主要集中在鄱阳湖的东南部和西部.该研究对星地联合的洪涝风险分析有一定的借鉴意义.     

桓仁水库汛限水位动态控制决策支持表研制

针对水库汛限水位动态控制方案的具体化和可操作性问题,依据水库调洪计算原理和流域水量平衡原理,研制了桓仁水库汛限水位动态控制决策支持表.由此套表,即可根据实时和预报的水雨工情信息,确定面临时刻允许控制的库水位值及控泄流量等,方便水库调度技术人员和决策人快速查算、决策.该研究方法可供我国调节性能较高的大型水库(水电站)汛期洪水退水段库水位实时控制借鉴参考.     

中小河流洪水预报智能调度平台关键技术

洪水预警预报平台以大量水文数据为支撑,针对中小河流水文气象数据缺失、异常等问题,提出多源水文气象数据质量控制技术和方法;研发云环境下具有状态和交互特征的模型封装服务技术,提供数据、算法和模型多层次按需服务;提出中小河流垂直河道淹没算法,并实现基于UE4虚拟引擎的洪水淹没可视化.基于以上关键技术,研发中小河流洪水预报智能...