黑河干流洪水预报模型研究

黑河干流上游区水文站点稀少,区间部分支流洪水过程无法控制,中游区河流沿程大量引水灌溉、取水口甚多用水量无法获得,使得以水量平衡原理为基础的洪水演算方法难以应用。针对上述情况,笔者应用系统水文模型理论并对其进行了改进。通过引入系统存贮变量,建立了一个新的黑河干流洪水预报模型-河道洪水演算模型。经1996年,1998年两次特大洪水试报检验,结果表明该模型的预报精度较高,对黑河干流防洪减灾、水利工程科学管理以及水资源优化配置具有重要的作用。     

基于栅格数据的流域降雨径流模型

本文在研究降雨时空分布不均匀与下垫面自然地理参数空间分布不均匀，对降雨径流过程影响的基础上，提出了一种在地理信息系统支持下的动态分布式降雨径流流域模型，实现了基于栅格的坡面产汇流与河道汇流的数值模拟，能够获得流域上任意模拟时刻任意栅格的径流量。模型视栅格为水文一致性单元，水文参数在栅格内一致，在相邻栅格间变化，采用Ｈｏｌｔａｎ模型计算下渗率，水量平衡方程和线性水库的马斯京根法进行栅格产汇流演算，模     

用陆地卫星TM6数据演算地表温度的单窗算法

陆地卫星 TM数据 (TM6)热波段表示地表热辐射和地表温度变化。长期以来 ,从 TM6数据中演算地表温度通常是通过所谓大气校正法。这一方法需要估计大气热辐射和大气对地表热辐射传导的影响 ,计算过程很复杂 ,误差也较大 ,在实际中应用不多。根据地表热辐射传导方程 ,推导出一个简单易行并且精度较高的演算方法 ,把大气和地表的影响直接包括在演算公式中。该算法需要用地表辐射率、大气透射率和大气平均温度 3个参数进行地表温度的演算。验证表明 ,该方法的地表温度演算较高。当参数估计没有误差时 ,该方法的地表温度演算精度达到 <0 .4℃ ,在参数估计有适度误差时 ,演算精度仍达 <1 .1℃。因该方法适用于仅有一个热波段的遥感数据 ,故称为单窗算法。     

水质模型参数的非数值随机优化

以模拟退火算法为核心着重讨论了水质模型参数的非数值随机优化方法。实例分析表明,利用非数值随机优化方法(包括模拟退火算法和遗传算法)对水质模型参数进行估计,可以获得较为理想的结果。不同参数估计方法的比较进一步阐述了非数值随机优化方法在参数估计中的优点     

山东龙王口水库设计洪水的复核研究

根据马庄、许家崖、王家邵庄、岳庄和昌里雨量站的最大24小时雨量统计资料,采用地区暴雨综合法推算的设计洪水成果作为本次成果对洪水进行了调节演算,并对山东龙王口水库坝顶超高进行复核,以达到防洪、排涝、灌溉及水产养殖等综合效益。     

山东龙王口水库设计洪水的复核研究

根据马庄、许家崖、王家邵庄、岳庄和昌里雨量站的最大24小时雨量统计资料,采用地区暴雨综合法推算的设计洪水成果作为本次成果对洪水进行了调节演算,并对山东龙王口水库坝顶超高进行复核,以达到防洪、排涝、灌溉及水产养殖等综合效益.     

应用层次贝斯模型研究气候变化对威塔流域流量的影响(英文)

我们应用层次贝叶斯模型模拟大气二氧化碳浓度加倍可能对美国北卡罗来纳州西部威塔(Coweeta)流域水文的影响。这个模型整合了多重数据来源并且同时考虑了数据,参数和模型结构的不确定性。贝叶斯分析的预测分布显示流量和土壤含水量在秋季和夏季将明显下降,这将造成这两个季节更严重的干旱。同时我们用通用极值分布(Generalized Extreme Value distribution)和通用普拉托分布(Generalized Pareto distribution)分析预测流量,结果显示洪水频率也会增减。层次贝叶斯模型,和许多只能得到最佳参数估计的水文模型相比,能提供更丰富的信息,包括预测的不确定性。这将有助于可持续水资源管理的大前提下发展应对气候变化的措施。     

城市洪水分析模拟的GIS方法研究

城市独特的双重排水体系以及城市化过程的不断加剧,使城市洪水问题的研究远较农村地区的洪水研究复杂。本文在总结国内外城市洪水研究的经验的基础上,探讨利用地理信息系统(GIS)进行城市洪水过程的分析与模拟,提出了一套完整的GIS求解策略,包括流域水文特征参数的提取、分布式降雨-径流模型及洪水演进模型、开放式GIS系统的对象结构、模型与GIS集成的若干技术与理论问题、时序GIS以及三维和四维时空体的视觉化表现方法等,并应用于福建三明市1994年5月3日城市洪水过程的反演及洪水风险分析,取得较好的结果。本文的研究在城市洪水分析的模拟、3系统集成及环境模型的视觉化表现等方面具有广泛的应用价值和理论意义。     

新疆洪水预报预警中融雪径流模型应用进展

针对全球变化背景下极端升温、暴雪和暖湿化现象以及中国新疆地区融雪洪水灾害风险增大问题,概述了新疆不同类型洪水灾害特征,重点阐述了近年发生频率增加、致灾性强、灾害风险增大,但在新疆未引起重视的融雪洪水的研究进展,对比分析了不同类型融雪径流模型特点和研究现状。综合目前融雪径流模型已有进展和面临的挑战,提出新疆未来研究需考虑融雪径流模型的物理机制和融雪消融过程,以提高预报预警精度。回顾了融雪洪水在新疆的预报预警技术,指出构建高精度预报预警融雪洪水模型所面临的风吹雪、冻土表层雪和雪面雨等关键问题,并提出提升新疆洪水模拟、预报预警、应对突发洪水的综合能力的关键技术,为提升新疆融水洪水预报预警技术提供思路与建议。     

HIMS模型参数的不确定性及其影响因素

模型参数的不确定性及影响因素分析对无资料流域水文预报具有重要意义。本文以澳大利亚3 个流域为例,采用GLUE方法分析HIMS模型参数的不确定性,在此基础上探讨流域物理属性对参数取值的影响。研究发现:① HIMS模型9个参数的不确定性都比较大,属于敏感参数;② 降雨量、森林覆盖度和表层土壤最大有效蓄水量大的流域,土壤蓄水容量W_sm取值大;土壤饱和导水率和森林覆盖度高的流域,产流系数R、r的取值较大;温度低、森林覆盖度小的流域,实际蒸散发系数ε取值大;易透水、森林覆盖度高的流域,马斯京根汇流系数C₂取值大。这些结论能为今后在无资料流域应用HIMS模型进行水文预报提供一定参考。     

基于遗传算法的理想区间法在洪水灾情评价中的应用

洪水灾情评价的实质就是建立各洪水灾情评价指标与洪水灾情等级之间的非线性关系,目前在实际评价过程中反映这种关系的信息来源只有洪水灾情评价标准,而后者一般是以区间形式表示的。基于此,提出了基于加速遗传算法的改进理想区间法(AGAIIM)。AGAIIM直接由洪水灾情评价标准样本数据驱动,把利用全部隶属度值信息进行计算的洪水灾情相对等级值作为洪水灾情的评价结果,可避免应用最大隶属度原则进行判断所可能造成的失真,提高了洪水灾情评价的精度。AGAIIM方法直观、简便、通用,可在具有评价标准或具有已知评价指标值及其等级值样本系列的系统综合评价中推广应用。     

基于数值模拟的黄河下游不同情景溃堤洪水特性

通过研究黄河下游地区的溃堤洪水特性,为防洪减灾工作提供科学依据。本文以黄河下游地区的DEM,1958、1982、1996年典型历史洪水和2000年土地利用数据为模型初始输入,分4个模拟情景,依据黄河溃堤水流的特性,利用二维非恒定流模型对黄河下游不同位置决口情景下的洪水演进特性进行模拟,结果表明:洪水在演进过程中都会侵夺沿途河流行洪,进入下游后洪水会顺河归槽;在同一河段,同一年型洪水北岸不同位置溃口情景所淹没的面积大于南岸对应位置的淹没面积;黄河两岸洪泛区地理位置的差异,使两岸的洪灾程度具有区域差异;水深且流速大的洪水淹没主流区面积相对较小,水浅且流速小的非主流区面积相对较大。     

雅鲁藏布江中游江心洲、河漫滩面积及其指示的沙源特征

雅鲁藏布江流域中游(贡嘎县至乃东区)江心洲和河漫滩等河流地貌发育,同时也发育了不同类型的风沙地貌,是雅鲁藏布江流域风沙灾害最为严重的地区.冬春季大范围裸露的江心洲和河漫滩,为沙尘暴的发生提供沙源,也可能是北岸沙丘的物源.目前对江心洲和河漫滩面积动态变化过程及其与沙源之间的关系几乎没有研究.为此,本文通过对2019年11...     

基于多智能体的洪涝风险动态评估理论模型

随着全球气候变化的加剧和城市化进程的快速发展,洪涝灾害的影响和复杂性日益加剧。洪涝灾害风险评估是一项复杂的系统工程,在防洪减灾工程理论与实践中具有重要意义;作为洪涝灾害风险管理和应急处置的基础和核心,风险评估模型直接影响洪涝灾害风险评估结果的可靠性。洪涝灾害风险是洪涝灾害复杂系统组成部分相互作用的结果,综合考虑洪涝灾害系统的特点以及智能体建模的优势,提出了一种基于多智能体的洪涝风险动态评估理论模型。首先从复杂系统建模的角度出发,对洪涝灾害复杂系统进行分析建模,构建基于多智能体的洪涝灾害风险动态评估框架模型;其次,对所构建的框架模型中单个智能体模型进行研究,分别建立基于反应型的孕灾环境智能体模型和基于慎思型的致灾因子、承灾体和风险分析智能体模型,并对以上单个智能体的流程进行研究;然后以风险分析智能体联盟为例对模型框架中所涉及到4类智能体联盟的内部结构和流程进行分析,对构建的框架模型中涉及到的智能体通信协调和作用规则进行探讨;最后,在Netlogo平台上,基于30 m DEM数据和构建的模型,对淮河流域的暴雨型洪涝孕育发生发展全过程的人口风险进行动态评估。结果表明,构建的模型能有效评估洪涝灾害全过程中人口风险的动态。研究结果对洪涝灾害人口灾情评估、应急救助和应急管理都具有较强的指导意义。     

城市洪涝易损性分类与诊断研究

城市洪涝易损性分析对城市防洪安全具有极其重要的作用。将基于加速遗传算法的投影寻踪模型应用于城市洪涝易损性分类与诊断。运用建议模型探讨了湖南省29个城市的洪涝易损性,将全省洪涝易损性程度划分为5个等级:低度易损性、较低度易损性、中度易损性、较高度易损性、高度易损性,同时与模糊评价结果进行了对比。研究表明,投影寻踪模型客观考虑了各个影响因子的权重,结果合理、可靠,可以在实际的类似问题中应用。     

The characteristics of dike-break flood in different scenarios of the lower Yellow River based on numerical simulations

The lower Yellow River still faces the threat of flood due to the unusual precipita-tion caused by global environmental change, river channel sedimentation, hidden danger in the dike and unfavorable river regime of “hanging river”. According to the characteristics of the dike-break flood of the Yellow River, this paper has simulated, in six different scenarios, the dike-break flood routing by inputting the terrain data, typical historical flood data and land use data of study area to two-dimensional unsteady flow model. The results show that: firstly, the routing process of flood will occupy other rivers on the way and return to the rivers after reaching the lower reaches; secondly, in the same river reach, flood inundating area of north band is bigger than that at corresponding location of south bank under the same historical flood; thirdly, it is different in the degree of flood inundation in different regions due to different geographical locations in flood plain; fourthly, the area of mainstream where flood is deep and flow velocity is quick is relatively smaller, but the area of non-mainstream, where flood is shallow and flow velocity is slow, is relatively big; and finally, the possible influenced area of the dike-break flood is 141,948 km2.     

近50 a渭河流域洪水成因分析及防治对策

 通过对近50 a渭河流域洪水的年际变化、月际变化和潼关高程变化的综合分析得出，造成该流域洪水灾害的原因有降水量年内分配不均和年际变化大，滩面淤积加重，支流河口淤塞以及河势、流态的恶化等。针对这些原因，根据渭河流域洪水灾害的特点，提出了相应的防治措施，即降低下游高程，减少河道的淤积，增大河道泄洪能力；利用水库进行调水调沙，引进客水冲刷渭河下游；防洪工程要除险加固，提高防洪标准与抗洪能力；恢复林草植被，遏止水土流失，从源头上控制泥沙入河等。     

渭河下游河流沿线区域洪水灾害风险评价

区域洪水灾害风险评价是洪灾评估和管理的重要内容。依据灾害系统理论,利用G IS方法,综合分析了渭河下游对洪水灾害有影响的降水、地形、水系、过境洪水和防洪工程等自然致灾力和孕灾环境的影响度,以及承灾体遭受不同强度洪水可能损失程度的易损性影响度,运用层次分析法和因子叠加法,从自然和社会属性两个方面对洪灾风险进行了综合评价和分析。结果表明:研究区洪水灾害风险整体上以渭河下游干流为中心逐渐向两边递减,即离主干河流越近,风险越高,反之越低;从行政区划上来看,西安市城区和临潼区基本处于高风险区,而华县、华阴市和潼关县基本处于低风险区。     

暴雨洪灾风险评估研究进展

洪灾风险评估是洪灾风险管理的首要步骤,作为非工程性防洪措施的一种,要及时、准确地把握洪水灾害的多方面特征。首先对洪灾风险形成机理、洪灾风险评估与区划、洪灾风险评估方法3 个方面进行国内外研究现状及分析,指出当前洪灾风险评估中在评估指标体系、评估方法及模型、风险演变驱动机制等方面尚存在的问题,最后,对洪灾风险评估中的发展趋势进行了展望。