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.     

辽河主要控制站防汛特征水位研究

针对辽河干流水文特征、河道特性及防洪特点,探讨了防汛特征水位确定的原则、机理、方法和标准,以年最高水位、最大洪峰流量频率作为警戒水位的基本依据,建立计算模型和检验方法,并从辽河防护对象、洪水特性、堤防工程防御标准和社会经济条件等综合分析,提出辽河干流主要控制站警戒水位。同时,根据堤防工程设计,确定保证水位。     

湘江流域近30年径流量与水位的长期变化规律研究

河川径流量和水位变化是反应气候变化和人类活动的重要表征,对其长期变化规律的研究结果可为该区域的水资源管理与洪水灾害风险研究提供重要的参考.本文选择频受洪水严重威胁的湘江流域为研究对象,利用近30年的径流量和水位观测的日资料及派生出的月、季和年资料,采用Mann-Kendall趋势检验法对湘江流域主要水文站的径流和水位进行了趋势分析和突变检验,并从气候变化和人类活动两方面分析其造成洪水危险性增大的原因.结果表明:(1)近30年来,湘江流域中下游的年径流量表现出增大趋势,而多数站点年最大径流量变化不大;(2)湘江流域径流的季节变化明显,多数站点春、冬季径流量没有明显变化趋势,但夏、秋季径流量呈显著上升趋势,这与夏季降水量的增大有关;(3)湘江流域7月和8月径流量呈增大趋势,5月份径流量呈减少趋势,7、8月径流量的突变点与夏季降水突变时间基本吻合,由降水变化导致径流增加的贡献率达57%以上;(4)湘江流域多数站点年平均水位和年最高水位均呈现显著的上升趋势.对比湘江流域年径流量,年平均水位的增长趋势更为明显,这可能是由于植被破坏,水土流失严重造成的淤积所致.     

秦淮河水文水动力模型及实时校正

为了解秦淮河的径流规律及特征,针对秦淮河流域的地形、水系、产汇流特性、水利工程及下游潮位特征,构建了秦淮河流域水文水动力模型,计算了秦淮河水系主要计算断面的水位流量过程,并选择K最近邻算法(KNN法)和反馈法两种实时校正方法对模拟结果进行校正。结果表明,以各洪水场次的洪峰相对误差和纳什效率系数作为评价指标,秦淮河流域水文水动力模型模拟效果良好,经实时校正后,模拟精度得到了进一步提高,可用于流域的洪水预报。     

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。     

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。     

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.     

双向波水位演算模型参数动态修正

基于由水量平衡方程和槽蓄方程推导出的水位演算基本方程建立感潮河段双向波水位演算模型,将感潮河段预报断面的洪水过程视作上游洪水波和下游潮水波双向传播后的叠加.通过分析感潮河段双向波水位演算模型参数,提出了一种能同时考虑上下游水面比降对水位过程影响的参数动态修正方法.将该模型结合参动态修正方法应用于富春江和曹娥江感潮河段,取得了较好的水位模拟精度.     

渝河(隆德段)洪水数值模拟研究

本文以渝河流域(隆德段)洪水为研究对象,通过建立一维-二维水动力耦合模型对渝河流域的洪水水深、流速进行模拟,同时广泛收集该流域洪水资料,计算洪水在不同水位的淹没面积,根据不同时刻洪水的淹没情况绘制洪水淹没图,直观呈现洪水的发展过程,据此进行不同频率条件下的渝河流域洪水演进及流量过程的动态演示.模拟结果表明：一维、二维水动力学模型主要解决的水流问题侧重点不同,将两种模型进行耦合可以避免单一模型对空间分辨率要求较高的问题,提高了单一模型的计算精度,能够较为客观评估河道洪水风险,可为河道防汛预警决策提供技术支撑.     

诱发典型小流域洪水的雨量阈值研究——以安昌河流域为例

为了确定可能引发小流域安昌河流域洪水峰值的面雨量阈值,根据安昌河流域的流域特性,选取流域汇水区,计算了流域汇水区面雨量;通过分析历史降雨数据和安昌河历史水位、历史流量数据,找出了安昌河流域水位和流量分别与流域汇水区的1,2,3,10,30 d的平均滑动面雨量的相关关系。结果表明:流域水位和流量均与流域面雨量时间呈正相关性;诱发安昌河流域水位峰值92 m,流量峰值650 m~3/s的1日面雨量阈值为58.8 mm;当该区域日面雨量58.8 mm时,应提前发出洪水预报,采取应对措施。     

基于改进的两参数月水量平衡模型的月径流模拟

对熊立华等提出的两参数月水量平衡模型进行了分析,辨析了模型参数的物理意义,针对模型计算公式中的不合理之处,对原模型作了改进:首先,考虑到降水和流域前期蓄水量对流域蒸散发的共同作用,将两者同时作为影响因子,构造了新的蒸散发计算公式;其次,根据有关参数的变化范围,用线性函数近似双曲正切函数,改进了月径流量计算公式.运用改进后的模型模拟、验证了北运河通县站控制流域1980~1991年的月径流和蒸散发过程.结果表明,较之原模型,改进后的模型精度更高,月径流计算过程与实测过程拟合效果较好,年内最大洪峰流量相对误差明显减小,模拟的月蒸散发和流域蓄水量过程更加合理.     

澜沧江-湄公河流域洪水灾害防治合作回顾及建议

 澜沧江-湄公河流域作为共商共建“一带一路”的重要平台,是亚洲乃至全世界最具发展潜力的地区之一,但也是洪水灾害高风险区,洪水灾害常给域内多个国家造成巨大经济损失和人口伤亡。由于区域内各国水利基础设施投入差异较大、各国防洪减灾意识与经验参差不齐等因素,亟需完善区域洪水灾害防治合作机制,协调上中下游国家共同治理洪水灾害。回顾了澜湄流域洪水灾害防治合作进展--湄公河下游4国合作起步阶段、湄公河下游4国合作初步发展、中国积极参与转向引领的全流域合作阶段;针对域内国家在联合防洪合作工作中的差异,提出对策建议和展望,旨在完善覆盖全流域、协调域内国家多层级不同利益诉求的合作机制,有效应对洪水灾害风险,助力实现流域可持续发展。     

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．     

流域防洪系统调度的评价指标体系探讨

针对复杂的流域防洪系统调度方案评价决策问题，在已有研究成果的基础上，初步提出相应的防洪系统调度评价指标体系原型．该指标体系不仅考虑了防洪系统内各个防洪构件(如各个水库、分蓄洪区)的运行目标，而且考虑了整体防洪系统运行目标．     

流域水环境模型及应用

 流域水环境模型是研究流域水环境问题的重要工具。梳理了流域尺度水环境污染模型及水质风险评价方面的模型,基于流域水环境的污染负荷、水质模拟对整个流域合理规划、管理管控的重要性,从水环境污染负荷模型、水质模拟模型及水环境质量评价3个层面,探讨了各类水环境模型的特征及适用性。结合农业非点源与城市非点源污染负荷模型、稳态与动态模拟水质模型、确定性与不确定性水质评价模型,剖析了流域水环境模型的研究应用进展。     

长江流域生态环境问题及其成因

分析长江流域上中游的水土流失与地质灾害、中下游的洪涝灾害、长江口的赤潮、长江水质污染、流域生物多样性变化、流域内人群健康等问题;论述了长江流域生态环境恶化的成因:森林植被的锐减是造成水土流失的主要因素,区域自然地理特征是洪灾和地质灾害的基础,污染物的大量排放造成了长江水质的污染和长江口的赤潮,水利设施的兴建使得濒危物种增多,城市化增加了洪灾损失;提出了保护和恢复长江流域和谐生态环境的有效措施:增加环境建设的投入和增强人们的环保意识,重视森林植被的保护等.     

流域防洪决策支持系统集成管理

鉴于流域防洪调度决策支持系统集成管理将是今后重要研究方向,针对系统海量信息、决策的群体性、交互性、分布性等根本特征,分析了系统集成管理的任务及核心技术,指出在WebGIS技术支撑下,流域防洪调度决策支持系统将逐步走向实用化。     

赣江流域规划梯级重要水利枢纽工程的环境影响分析

赣江由南向北纵贯整个江西省,是长江中游重要的一级支流。赣江流域的重要枢纽工程通过对水资源的调控,实现防洪、发电、供水、灌溉、航运等多种功能,对地区社会经济发展意义重大。但水利枢纽工程在施工期和营运期可能对水库淹没区、坝址及坝址下游等区域的自然生态和社会环境产生一系列影响。分析了水利枢纽工程主要生态环境影响及影响特征,为工程环境决策提供了依据。