基于模糊推理和关联规则分析的河道洪水预报模型

河道洪水预报过程是一项复杂的非线性计算过程.为及时准确地预报下游河道特征值,针对传统模糊推理中存在的规则数过多和模型参数难以确定的问题,提出了一种新的模糊推理河道洪水预报模型.该模型以T-S模糊推理法为基础,通过对历史数据的关联规则分析和建立非线性优化模型确定模糊规则数目和模型参数,最后预报未来出现的流量数值.实例分析表明,基于模糊推理和关联规则分析的河道洪水预报模型易于理解,特别对防洪比较重要的高流量的预报结果较好.     

洪水预报水文水力学模型研究

针对平原地区洪水预报特点，建立了以水动力学方法为主的河道一维洪水预报水文水动力学模型以及无资料地区以水文学方法为辅的洪水预报水文水力学模型。模型中河道洪水演算采用基于圣维南方程的差分解法，流域降雨径流预报采用新安江三水源模型。模型采用变动边界技术，将河网与两侧的地形联系起来，能准确计算出逐时段河网各断面的水位与流量。该模型在浙江省诸暨市城关至湄池河段洪水过程的模拟与预报结果表明，预报水位与实测水位吻合良好。     

低涌变电站溃坝洪水发展演进的研究

以东莞低涌变电站为例,讨论100 a一遇洪水时上游发生溃坝的洪水波演进的特性。针对电站所处挂影洲围四周河道环绕的特点,将整个溃坝过程分三阶段模拟。首先利用二维溃坝模型模拟得出溃口流量、洪水流场、溃坝波高及其传播时间等特征;再讨论溃坝波传播并淹没整个挂影洲围的过程;最后应用堰流公式等计算洪水逐渐抬高水位,直至与河道水位齐平过程的水位流量过程线。以此来探讨从堤坝溃决到结束的整个过程中不同阶段的水位、流速和流量变化规律。     

第三类边界条件的扩散波洪水演算研究

扩散波方法被理论和实际洪水演算证明是一种既具有足够精度又相对简单的方法 ,并且广泛地应用于河道洪水演算之中。长期以来针对河道的上下边界条件均为流量或水位过程线的研究进行得较为深入 ,而对边界条件为水位流量关系的研究较为少见。基于河道下边界的水位流量关系和圣维南方程组中动力方程的联立求解 ,利用小扰动分析方法 ,导出了第三类下边界条件。利用 L aplace变换法以及数值求解 L aplace逆变换的 Crum p方法 ,得到了扩散波方程在该边界条件下的解析解。研究示例表明 ,可利用该法进行洪水演算     

防洪堤对洪水的归槽影响研究

基于河道洪水演算原理,建立符合河流水力特性及其变化规律的流量和水位演算模型,利用实测洪水和防洪堤资料进行洪水演算,经洪水水文要素变化变化规律及其合理性的综合分析,确定防洪堤对洪水的归槽影响。应用实例的多方案演算成果表明:保护区滞洪容积占次洪水总量最大比重为9.50%的浔江防洪堤对西江中下游洪水过程的归槽影响大于对洪峰的归槽影响,而且洪水类型和干支流组合不同,影响程度也不相同:对流量过程、洪峰流量影响的最大归槽流量、最大归槽流量比重为36 200 m3/s、9.50%,2 600 m3/s、5.78%,对水位过程、洪峰水位影响的最大水位变幅为0.58 m、0.21 m;洪水归槽并未显著改变西江中下游洪水特性,干支流洪水遭遇、区间降雨和雨洪重叠仍然是形成西江中下游大洪水的主要因素;多方案演算成果相互参证,可减少误差、提高成果精度。大江大河洪水频繁并非归槽影响的结果,应结合气候和土地利用及覆被变化对水文循环影响的研究,探索流域变化环境下的洪水形成机理和演变规律。     

河道、滞洪区洪水演进数学模型

采用有限体积法建立了适应河道、滞洪区复杂情况的洪水演进一、二维衔接数学模型构造了适合河道洪水计算的一、二维河道型网格和滞洪区二维地面型网格,网格具有多点、多面,既镶嵌又衔接的特点阻水建筑物对洪水演进速度影响较大,所以,将其模化成特殊通道,提出了洪水演进过程中渗流所造成的水体损失的计算模式．将该模型应用于大清河滞洪区,讨论了洪水边界条件,确定了模型糙率,率定了模型渗流参数．结合大清河“96．8实测洪水资料”进行了洪水演进数值模拟,分别对河道的水位、流量和滞洪区来水时间进行了模型验证,验证结果基本吻合．     

基于数据信息串行时间延迟处理的BP网络训练

通过实验对比的方法,验证了数据串行时间延迟处理对于提高BP神经网络对时间序列问题模拟精度的有效性,并将其应用于黄河下游夹河滩至高村段河道洪水预报中.预报检验结果表明,方法的预报精度优于马斯京根法.在洪水预报的实际应用中,采用N=2的延迟线不但使训练样本具有时序效应,而且能将洪水时段水位(流量)变幅的概念赋予网络,使训练样本蕴含了更多的信息,能有效提高模型的预报精度.     

两因素同时校正法推求河道洪水流量

对于受洪水或变动回水单因素影响的河道流量整编已有相应的水力因素型方法，但对测站受洪水和回水混合影响的水位流量关系曲线的处理，是水文整编中一个尚未解决好的课题，本文在对校正因素法和落差指数法地深入分析的基础上，指出了落差指数法整编受洪水影响的水位流量关系曲线时存在的问题，提出了解决受洪水和回水混合影响的河道流量整编方法－两因素同时校正法，并着重叙述 该方法的原理及使用步骤，奉节站，湘潭站等资料的验证     

洪水涨落水位-流量分布规律及应用

以河溶水文站为例,采用系统分析法研究受洪水涨落影响绳套关系水位-流量关系轴线摆动变化范围。结果表明:受洪水涨落影响绳套关系水位-流量洪水洪峰水位及相应流量的轴线摆动有一定规律,水位-流量关系走向越接近洪峰水位越向轴线形成有规律的系列,由此可根据洪峰水位与相应流量之间建立回归关系,建立绳套关系水位-流量转换模型应用于洪峰水位预报,有效解决受洪水涨落影响下绳套关系水位-流量关系洪水水位预报瓶颈,满足防汛需求。     

河道洪水演算的神经网络模型

提出了适用于河道洪水预防的神经网络模型，应用实测水文资料与河道洪水演算的马斯京干法进行了比较，得出：神经网络模型几乎没有进行河道洪水的连续模拟；对于线性河道系统的实时洪水预报，马法优于神经网络模型；对于非线性河道的实时洪水预报，两者相差不大，神经网络模型略优一些。     

水口水电厂年内首末两场洪水的长期预报

根据流域气候特征及年内首末两场洪水的来水规律,挑选出与预报对象关系最密切的气象因子作为预报因子,首先研究趋势预报,然后应用逐步判别法筛选因子,最后建立预报模型。研究发现,前期的月平均降水、月平均气温,月平均北太平洋海温因子是影响水口流域首末两场洪水的主要气象因子。     

小流域洪水预报新安江模型参数优选方法及应用研究

针对小流域洪水降雨强度大、历时短、汇流速度快的特点,提出了一种应用新安江模型进行小流域洪水预报及模型参数优化率定的方法.该方法以最小二乘法作为模型参数优选的准则,并采用逐次渐进网格寻优法优选模型参数.由于该方法同时优选所有模型参数,不需要对实测径流进行分割,从而可避免人工分割径流而出现的参数率定误差.最后,按照该方法,应用二水源、三水源新安江模型对广东省黄京塘流域进行了研究计算,优选出了模型参数.模型验证结果表明,二水源新安江模型效果比三水源新安江模型好.     

二维溃坝洪水波演进的数值模拟及动态显示

采用基于MacCormack预测—校正技术的隐式数值格式求解控制水流运动的二维浅水方程，建立了模拟大坝瞬间全溃或局部溃倒所致的洪水演进过程的数学模型；应用该模型对矩形明渠中缓、急流过渡的水面曲线进行了数值计算，并与理论解进行了比较；最后用该模型预测了矩形河道中大坝瞬间局部溃倒的洪水演进过程，并对模拟结果进行了定性分析。比较与分析结果表明，该模型对模拟溃坝洪水波很有效。     

以风险决策为基础的流域防洪系统规划

针对期望值方法的缺陷，将分区多目标方法应用到防洪系统最优规模决策中。该方法既考虑了经济上的最优性，又充分考虑了洪灾的风险性，克服了期望值方法的缺陷。应用表明，该法适合于具有风险因素的防洪系统规模的决策问题。     

北江流域历年洪水强度大小的比较研究

以北江流域石角站为研究对象,利用目标转换式将投影寻踪模型的约束去除,并通过人工鱼群优化算法的自适应搜索,寻找到最优投影向量。结果表明:人工鱼群优化的无约束投影寻踪模型进行洪水强度大小比较时,有利于人工鱼群算法优化性能的发挥,并且所得的结果与实际情况相符。其中,北江流域石角站2006年的洪水是1954-2006年53 a强度最大的洪水,此外1964、1966、1968、1982、1994和1997年的洪水强度也较大,仅次于2006年。这说明北江流域的洪水情势不容轻视,要加强北江流域的防洪工作,确保北江大堤的防洪能力。     

基于网格的精细化降雨径流水文模型及其在洪水预报中的应用

以正交网格降雨径流模型研究为基础,提出了用于洪水预报的精细化基于网格蓄满与超渗空间组合的降雨径流模型(Grid-XAJ-SATIN)。从模型的原理与结构、地理信息空间处理、参数空间分布估算、模型的驱动场分析、模型流域状态同化几个方面对该模型进行讨论,分析模型在湿润、半湿润流域的实际应用情况。结果表明,无论是湿润流域还是半湿润流域,所提出的精细化模型均能取得良好的模拟预报精度,且模型在输出流域出口断面流量过程的同时,可实现对流域内任意网格单元流量过程的精细预报。     

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。     

小流域洪水预报模型参数智能化的初步研究

以新安江三水源模型为例，分析了在不同土壤前期含水量、不同降雨强度和雨型、以及不同暴雨中心位置等情况下模型参数的特征规律。在此基础上重点探讨了模型参数智能化的方法和途径。最后以浙江曹娥江上游长诏小流域为实验区进行了分析验证。模拟结果表明该方法可较好地提高模型预报精度，且为洪水预报系统的智能化奠定了基础。     

综合治理小流域洪水规划模型的建立和应用

本文以防洪减灾和总的最大经济效益为目标,建立起综合治理小流域洪水的数学规划模型式,并通过实际工程的数据进行了验算。结果表明,该计算方法和理论是合理可行的。     

黄淮海平原历史旱涝灾害的时间序列分析

选用全国自然灾害历史数据库中黄淮海平原地区的旱涝灾害等级数据，运用时间序列分析方法，建立了该地区旱涝灾害的自回归－－移动平均混合模型（ＡＲＭＡ模型），并根据所建模型对旱涝灾害进行了后验预报，结果表明，用ＡＲＭＡ模型做年际旱涝变化趋势预报是有潜力的。