淮河上中游洪水预报调度系统在1991年抗洪中的应用

淮河上游雨量充沛且集中，暴涨暴落；中游河道比降小，行洪能力不足，支流众多且与干流相互干扰大，两侧行蓄洪区使用则比较频繁．因此，淮河水情复杂，洪水预报的难度很大；同时，由于中游的行洪能力低．行蓄洪区的调度使用也非常重要．洪水预报和调度对淮河流域，尤其是津浦铁路、两淮煤矿以及蚌埠等工业城市的安全至关重要，所以建立淮河流域的洪水预报调度系统乃至防决策支持系统或专家系统具有十分重大的意义．     

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.     

相应涨差模型在水库实时洪水预报调度中应用

降雨发生时由于通信故障或遥测系统出错等原因,不能获得流域上游水雨情信息,只有中心站水雨情信息可得.为解决此问题,将改进的相应涨差模型应用到水库实时洪水预报调度中.模型采用衰减记忆递推最小二乘算法进行参数在缦识别,用预报流量修正公式对预报结果进行修正.通过模型及修正公式检验,该模型可应用于水库或河道的实时洪水预报中.在水库实时洪水预报时,只需中心站的流量信患,计算方法简单.将模型应用于辽宁省大伙房水库,其预报结果令人满意.该模型可为水库实时调度方案制定提供依据,也可为其他无资料或资料短缺地区的实时洪水预报调度提供参考.     

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。     

河道型水库动库容在实时洪水调度中的影响

采用水动力学方法建立河道型水库库区洪水演进模型,解决实时洪水调度中的动库容问题．引入动态边界条件的概念,将计算过程分为模拟计算阶段与实时预报调度阶段,在实时洪水调度过程中根据计算的不同阶段采用相应的边界条件．利用河道型水库的实际库容(动库容)按静库容曲线反推求得水库的代表水位,根据代表水位准确地计算出水库的动库容．最后以水口水库为例,分析了水库动库容对实时洪水调度的影响．     

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。     

天津市主要行洪河道洪水调度仿真系统的研发

以图文并茂、直观形象的方式展现各种行洪诃道洪水调度方案的特点,为防洪决策提供有力的数据支撑。为防洪措施的实施节约宝贵的时间。天津市主要行洪河道洪水调度仿真系统的建立与使用,为天津市防汛调度方式由经验调度向预报调度转变打下了良好的基础。     

淮河上中游复杂流域洪水预报

为了提高淮河洪水预报的精确度,以鲁台子和鲁蚌区间作为研究区域,选取2000—2017年之间的13场洪水资料,在降雨径流方面采用新安江三水源模型进行模拟预报,分别将鲁台子以上和鲁蚌区间分为9个和4个自然子流域,进行参数率定;对具有行蓄洪区的淮河干流河段进行节点概化,结合分流比法和马斯京根法,建立了具有行蓄洪区流域的洪水预报模拟方法,取得较好的模拟预报效果。研究结果表明:在洪量相对误差方面,鲁台子和鲁蚌区间的预报合格率都达到100%;在洪峰相对误差方面,鲁台子流域的合格率达到100%,而鲁蚌区间则达到92. 3%。2003年和2007年这2场大洪水的洪峰相对误差和确定性系数方面都得到显著改善。     

宜昌站洪峰流量过程神经网络预测模型研究

以长江上游寸滩-宜昌河段为研究对象,建立了考虑区间降雨的河道洪水预报BP神经网络模型,论证了应用人工神经网络模型进行洪水预报的可行性。以1982年至1986年的洪水预报作为仿真,表明该模型能较好地反映区间降雨的影响,对大中小各种洪水过程都能进行准确预报。     

耦合TIGGE降水集合预报的洪水预报

耦合数值降水预报信息的洪水预报延长了预见期,为防洪调度赢得了宝贵的决策时间.但"单一"的降水预报具有较大的不确定性,即基于"单一"的降水预报所做出的调度决策可能不是优化的,甚至可能会出现较大的偏差,因此在洪水预报中引入了降水集合预报信息来考虑相应的降水不确定性.文中以桓仁水库以上流域为试验流域,将欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的降水集合预报数据驱动新安江模型,得到预报径流的区间范围,为决策者提供更多有用的风险信息.计算结果表明,ECMWF降水集合预报可用于洪水预报,且能较好地描述洪水预报的不确定性.根据集合平均降水预报的特点,对集合平均降水数据进行了修正,并将修正后的集合平均数据驱动水文模型,其预报效果有了很大的改善.     

溃坝洪水演进的数值模拟

开发了溃坝洪水演进数值模型,对模型控制方程采用有限体积法进行空间离散,采用具有总变差减小特性的MacCormack预测-校正格式进行时间离散.采用非规则局部不连续网格划分计算区域,增强了模型对复杂地形的适应能力;具有总变差减小特性的数值格式使模型具备了强大的间断波捕捉能力,并消除了模型稳定性对人工黏性的依赖;基于单元属性与基于界面属性的动边界处理技术使模型能合理地模拟非恒定性强、干湿变动剧烈的水陆边界.实际算例表明：模型在强非恒定流状态下具有稳定性及守恒性,可作为溃坝洪水预报及其灾害防范的有力工具.     

基于运动波数值扩散的洪水演算方法

基于运动波方程差分解的数值扩散在一定条件下可以模拟扩散波物理扩散的新途径,对马斯京根-康吉洪水演算方法和具有预见期的洪水演算方法进行了分析,给出了方法的稳定性条例。对两条天然河道的应用表明,洪峰流量、峰现时间和过程线等的预报精度均达到了《水文情报预报规范》的要求。     

数值算法在水库防洪调算中的应用

将数值算法应用于水库防洪调算，提出一种适宜计算机程序设计的调洪演算新方法－－数值迭代法．在淄博市太河、田庄两大型水库洪水预报调度工作中进行实际应用．     

流溪河模型I：原理与方法

 提出了一个流域洪水预报的分布式物理水文模型——流溪河模型。模型分成流域划分、蒸散发计算、产流计算、汇流计算、参数推求5个模块。流域划分模块将一个研究流域沿水平方向划分成一系列的单元,沿垂直方向划分成植被覆盖层、地表层和地下层;蒸散发计算模块根据单元流域上的降雨量及土壤前期湿润指标,计算确定各个单元流域上的蒸散发量;产流计算模块根据单元流域上的降雨量、蒸散发量,计算确定各个单元流域上的产流量,并划分成地表径流、壤中流和地下径流。地表径流根据蓄满产流模式计算,壤中流则根据Campbell公式计算;汇流计算模块将地表径流汇流分成边坡汇流、河道汇流和水库汇流三种类型,对各单元流域上产生的径流量进行逐单元的汇流计算;参数推求模块将模型参数分成不可调参数和可调参数,对不可调参数根据DEM直接计算,对可调参数提出一个逐步迭代求精的过程对参数进行调整。流溪河模型还提出了一整套基于DEM及遥感影像对流域进行单元划分及对河道单元断面尺寸进行估算的方法,解决了目前在大部分流域不能应用分布式物理水文模型的难题。     

尾矿库排洪系统水力计算研究

尾矿库的排洪系统具有进水口多,水流流态复杂等特点,其水流形态与常见的水利工程泄水建筑物过流有较大的差别.本文采用传统的水力学方法对某工程尾矿库的排洪系统的泄洪能力进行计算,确定尾矿库的水位与下泄流量关系曲线,然后根据水量平衡方程进行调洪演算,确定排洪系统所需的调洪库容和调洪水位,从而为尾矿排洪系统设计提供可靠的依据.     

河道汇流演算方法对比分析与研究

分别采用分段马斯京根法、反映河道断面形状和水力特性的变动参数Muskingum-Cunge(MC)演算法和Muskingum-Cunge-Todini(MCT)可变参数法对沅水流域沅陵站—王家河站河段进行河道汇流演算,探讨了具有分布式参数的演算方法在实际河道的应用效果。结果表明,分段马斯京根法、MC演算法、MCT可变参数法均较好地模拟出洪水在河道的推移与坦化,模拟精度较高,且MC演算法和MCT可变参数法的确定性系数相对分段马斯京根法精度更高且更为稳定;MC演算法和MCT可变参数法对分段马斯京根法参数特性进行了较好的改进,并且MCT可变参数法解决了MC演算法蓄量和稳态不一致的问题。总体上看,3种方法对于洪水预报具有较强的适应性和可靠性,为实时洪水预报提供了新方法。     

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．     

基于地理信息系统技术的溃坝洪水三维可视化研究

提出了一种基于三维地理信息系统（Three Dimensional Geographic Information System,3D-GIS）和虚拟现实技术的洪水演进可视化仿真的原理和方法,给出了根据二维浅水方程的数值计算结果构建洪水演进可视化模型的具体过程,讨论了3D-GIS洪水演进可视化实现的关键技术.最后,设计并实现了一个包含洪水演进可视化功能的完整的决策支持系统,能为防洪和减灾提供直观的图像信息,并且该系统成功地应用在实际生活中的相关部门.     

流溪河模型Ⅱ:参数推求

流溪河模型是一个主要用于流域洪水预报的分布式物理水文模型,包括流域划分、蒸散发计算、产流计算、汇流计算、参数推求5个模块。针对流溪河流域上游的流溪河水库流域建立了空间分辨率为100 m的流溪河模型,对流域进行了单元划分,估算了河道断面尺寸,依据1场实测洪水推求出了模型参数,对实测的12场洪水,采用推求的模型参数发进行了洪水模拟,取得了较好的模拟效果。将研究流域划分成了52 853个单元流域,进行一个时段的洪水模拟计算,在普通桌面PC机上平均只需要12 s。研究结果表明,饱和含水率、土壤层厚度和河道糙率为高度敏感的模型参数,田间持水率、土壤特性参数b、饱和水力传导率、边坡糙率为模型的敏感参数,凋萎含水量、蒸发系数、潜在蒸发率和地下径流消退系数是模型的不敏感参数。