流域洪水演进模型通用算法研究

提出现实世界、抽象世界和模型世界的概念,通过对基本对象型的赋值,把现实世界映射到抽象世界.在抽象世界里,流域由基本对象组成,基本对象由基本元素组成,构造基本对象的模拟模型,建立水量交换函数和节点水位方程.采用矩阵标识法求解节点水位,由水量交换函数的回代得出所有流域对象的水力要素.在抽象世界里构建模型,用矩阵标识法求解,实现了流域洪水演进模拟,算法具有通用性.     

北江下游流域洪水预报模型

北江下游流域洪水预报模型干支流采用圣维南方程组的动力模型 ,差分基于Preissmann隐格式 ,用双扫描法求解。该模型考虑下游洪泛区分洪和崩堤两种特殊情况 ,能自然适合水流计算的边界条件 ,处理内边界条件简单 ,无须建立稀疏矩阵求解 ,存储量小 ,预报结果合理     

基于气象水文水动力耦合模型的流域尺度洪水预报方法： 以北江流域为例

针对中小流域目前径流和淹没预报难度较大且精度偏低的问题,本文以北江流域为研究对象,构建降雨径流-洪水淹没模型。在非耦合情况下,基于WRF-Hydro模式构建北江流域水文模型,通过对主要参数率定,优化了WRF-Hydro水文模型,模拟了流域的产流、汇流等水循环关键要素。在耦合情况下,将WRF-Hydro模式模拟的径流过程作为CaMa-Flood模型的边界条件,从而实现对整个流域的洪水淹没模拟。研究结果表明：在经过参数率定的WRF-Hydro水文模型中,针对验证期的5场典型洪水事件,皮尔逊相关系数均高于0.8,纳什效率系数在0.52至0.71之间,在预报期的三个洪水事件中,洪峰的平均误差为22.2％。在水文水动力模型耦合后,能够准确地捕捉洪水淹没与降雨强度、洪水流量变化之间的关系,进而提供洪水发生后洪泛区的淹没深度和范围等关键信息。本文构建的降雨径流-洪水淹没模型能够适用于地形复杂、降雨时空分布不均匀的北江流域,为类似半湿润流域的洪水预报提供了有益参考,同时也为水文水动力模型耦合的研究奠定了基础。     

流域洪水模拟通用模型结构研究

在分析流域水流特性的基础上,提出了流域可分解为一系列特征对象和流域洪水运动由水位场确定的概念,特征对象由基本元素组成,将节点水位作为模型基本变量,通过各种流域基本元素间的水量交换函数,采用数据驱动运行机制建立了流域洪水模拟通用模型,并用实例验证了方法的可行性。     

基于 ABC-BP神经网络的洪水预测研究

该文介绍了人工蜂群算法(ABC)和BP神经网络算法,详细阐述ABC算法优化BP神经网络的权值和阈值.通过实验仿真对比,该文提出的算法预测结果比仅仅使用BP神经网络算法以及混沌径向基神经网络模型算法精度更高,是一种有效可靠的洪水预测方法.     

半湿润流域洪水预报实时校正方法比较

为了提高新安江模型在半湿润流域的洪水预报精度,选择K最近邻(KNN)算法、传统的误差自回归(AR)方法、反馈模拟方法3种实时校正方法,以陕西省陈河流域为试验对象进行洪水预报。以洪峰相对误差和纳什效率系数为评价指标,分析对比3种方法的校正效果。结果表明:3种校正方法均能提高预报纳什效率系数,其中反馈模拟最优,AR、KNN效果次之;反馈模拟对洪峰误差校正相比于KNN算法在短预见期内更为精确,两者均能减小AR法在洪峰误差校正上的不足;加入历史样本的KNN算法在洪峰误差校正上效果优于反馈模拟,可有效提高洪水预报精度。     

3种水文模型在淮河息县流域洪水模拟中的比较

选用新安江模型、TOPMODEL模型和SWAT模型这3种具有代表性的水文模型,对淮河息县流域洪水过程进行模拟,并对它们的模型结构、汇流方法和模拟结果进行比较。结果表明：新安江模型和TOPMODEL模型模拟结果略好于SWAT模型,说明结构复杂、考虑全面的分布式模型在洪水模拟中结果不一定最优;SWAT模型的最大优点不在于洪水模拟,而在于其考虑因素全面,适合做各种条件下的水文变化研究;这3种模型各有优缺点,下一步可以考虑如何采用集合预报的方法取长补短,提高模拟精度。     

洪水频率计算的比较研究

本文以武江流域犁市（二）站的洪水历年为研究对象,详细论证Gumbel-Logistic的计算该流域洪水频率的可行性。并讨论了不同的洪水特征量组合下的洪水重现期,揭示了武江流域洪水的重现期。其中,2006年洪峰流量为8800m3/s的洪水,其重现期为131年。并与与P-III型分布模型计算出的599年的重现期相比较,两种方法得出武江流域犁市(二)站2006年洪水重现期的差值达468年。导致偏差的主要原因是由于,Gumbel-Logistic模型为二元变量模型,比单变量输入的P-III分布模型能更全面的反映洪水重现期。     

基于模拟退火算法的投影寻踪方向优化

投影寻踪是一种降维处理技术,通过它可以将多维分析问题通过投影方向转化为一维问题分析.应用该法的关键在于寻求最佳投影方向,这可以转化为一个优化问题来进行解决.针对投影寻踪评价模型中的最佳投影方向优化问题,采用模拟退火算法来优化此问题.仿真结果表明了模拟退火算法在解决此类复杂函数优化问题上的适用性和有效性.     

流域洪水数字模型标准化研究

为了模型之间数据交互,制定了一套覆盖流域洪水数字模型各个物理过程的标准化接口,通过对各种代表水文学模型和常用GIS软件的对象进行分析,剖析其共性与独特性,并在此基础上进行对象的抽象化,提炼各抽象对象的数据交换标准化接口.在流域洪水数字模型模拟应用中,对于流域水循环的各个物理过程,可以择优选用实现标准化接口模型,从而提高模型的通用性,减少重复开发,促进良性的竞争,为流域洪水数字模型的推广和使用降低门槛,促进流域洪水数字模型的发展.     

秦淮河流域洪水灾害的地貌条件分析

用河流地貌学的观点，分析了秦淮河流域洪水灾害的成因和发生规律。并提出了治理洪灾的建议。     

子牙河流域防洪规划方法探讨

子牙河流域是海河流域防汛工作的重点之一.子牙河流域防洪体系的建设对保护流域内社会经济可持续发展具有重要意义.本文依据子牙河流域内水文特征及防洪体系现状与特点,以"全面规划、统筹兼顾、标本兼治、综合治理"为普遍原则,实现子牙河流域防洪规划,维持并完善"上蓄、中疏、下排,适当地滞"的防洪格局,依据防洪规划标准在流域范围内开展防洪工程规划,并对工程实施效果进行评价.以滹沱河和献县泛区防洪规划为例,经规划该区域防洪能力得到普遍提高,流域内防洪工程中存在的诸多问题得到解决.因此,子牙河流域内防洪规划的最终实现,可使该流域内防洪措施更加完善,流域防洪能力得到普遍提高.     

高坝泄洪雾雨的强度和雾流分布范围研究进展

在水利枢纽附近一定范围内形成的雾化雨现象是高坝泄洪时不可避免的,雾雨不仅影响枢纽建筑物正常运行、交通安全、周围环境,还对大坝下游一定范围内的岸坡稳定性构成了直接的威胁.泄洪雾化流是一种很复杂的水-气和气-水的两相流,对它的研究涉及到很多方面,就实际工程而言,对泄洪水雾强度和分布范围的描述是其中的一个重点研究对象,其直接关系到工程的安全.本文总结多年来我国进行泄洪雾化研究的发展历程、泄洪雾化机理的认识、在对泄洪雾化机理认识的基础上,综述了学者们对泄洪雾化分布范围和强度的研究进展、分别评述了每种方法的优势和不足.从宏观的认识到定量的分析计算,对这一研究已经迈出了非常重要的一步,但由于泄洪雾化的复杂性,还难以给出准确的定量结果.随着研究的深入,泄洪雾化的研究成果会更加的深刻.     

城镇小流域洪峰流量计算公式的研究

根据城镇小流域的特点,本文提出了用城市化指标β值,计算径流系数ψ和坡面汇流时τ的方法,并建立起一套较完整的适用于城市小流域洪峰流量的计算公式,即普遍公式和简化公式。通过实测资料验证,该计算方法和公式是合理可行的。     

岷江流域森林植被对洪水的调节功能分析与研究

森林对洪水的调节作用因地区、尺度、植被类型等的变化而相差较大．通过对岷江流域不同森林植被在降水、下渗、蒸散发等各阶段作用效应进行研究,分析其对洪水的调节作用．结果指出：岷江冷杉原始林对洪水形成各阶段调节作用都比较显著,其次人工油松林及苹果树等经济树种也有很好的截留作用．     

阜新地区2010年绕阳河流域暴雨洪水分析

对阜新地区2010年绕阳河流域暴雨洪水进行了定性分析,为今后阜新地区暴雨洪水的分析提供了依据和方法。     

基于SWOT模型的淮河行蓄洪区经济协调发展模式研究

通过建立SWOT模型,在对淮河行蓄洪区的优势、劣势、威胁和机会进行系统分析后,寻求淮河行蓄洪区运用与经济协调发展的新模式,即行蓄洪区防洪一经济一生态协调发展模式。在对该模式的可行性进行论证的基础上,提出淮河行蓄洪区应通过改变土地利用方式、调整产业结构、集中安置区内群众、鼓励人口外迁等办法,确保行蓄洪区安全生产和建设,实现人水和谐、人地和谐。     

投影寻踪模型在水污染控制规划中的应用

在水污染控制规划中,方案优选对于正确评价备选方案,使规划方案兼顾经济效益和环境效益的最佳平衡点具有重要意义。但方案优选涉及众多评价指标,且各指标量纲不尽相同及其权重较难确定等问题,目前常用的方法难以客观反映各指标数据所携带的数字信息;该文应用投影寻踪(PP)模型,建立水污染控制方案优选模型,并采用实码加速遗传算法来简化PP模型建模过程。为客观反映各指标的权重,构造新的投影指标函数,达到局部凝聚、整体分散的效果;实例计算表明,PP模型既可客观反映各指标的权重,又能正确评价各方案,具有有效性和通用性,可以适用于水污染控制规划管理中。     

闽江福州河段防洪整治研究

研究了闽江下游福州河段近年来河床变化对城市防洪安全的影响。根据历年大量水文、泥沙及河床地形及近两年大范围地形测量和水文测验资料进行数学、物理模型试验及演变分析,对福州河段南北港河床演变有了较全面的认识。北港窄深,分流比逐年增大。南港河床宽浅,从稳定性指标来看,具有游荡特性,枯水时断流。提出了闽江福州河段综合治理的原则,规划了能承受２００年一遇洪水的防洪岸线,以及控制北港分流的方案,为全面治理该河段     

清代珠江流域旱涝灾害变化特征与R/S分析

在整理清代1644-1911年的历史文献资料的基础上,统计了珠江流域以及各个子流域的旱涝灾害发生频次.利用滑动平均、小波分析等方法研究了清代珠江流域的旱涝灾害演变趋势和周期;通过R/S分析计算Hurst指数,预测未来旱涝变化特征,并通过近50年的气象降水资料计算的SPI指数对预测结果进行验证.结果表明:清代珠江流域洪涝灾害的频次整体高于干旱灾害的频次,其中1695年、 1860年和1894年既发生了流域性干旱也发生了流域性洪涝;旱涝频次的主要振荡周期为32～34 a;珠江流域未来的干旱、洪涝灾害整体变化将与过去的变化趋势一致,且流域洪涝序列的Hurst指数比干旱序列的Hurst指数更为接近1.0,说明清代珠江流域洪涝序列的趋势延续性比干旱序列更强.