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复杂河道洪水预报系统研究——以淮河王家坝至小柳巷区间流域为例 总被引：2，自引：1，他引：1
随着社会经济的快速发展,洪水灾害造成的损失日益严重.洪水预报作为一项重要的防洪非工程措施,对防洪、抗洪工作起着至关重要的作用.淮河洪水危害的严重性和洪水演进过程的复杂性使得淮河洪水预报系统的研究长期以来受到高度重视.本文以王家坝至小柳巷区间流域为例,以河道洪水演算为主线,采用新安江三水源模型进行子流域降雨径流预报,概化具有行蓄洪区的干流河道,进行支流与干流、行蓄洪区与干流的洪水汇流耦合计算,采用实时更新的基于多元回归的方法确定水位流量关系,并以上游站点降雨径流预报模型提供的流量作为上边界条件、以下游站点的水位流量关系作为下边界条件,结合行蓄洪调度模型,建立具有行蓄洪区的河道洪水预报系统,再与基于K-最近邻(KNN)的非参数实时校正模型耦合,建立淮河中游河道洪水预报系统.采用多年资料模拟取得了较好的预报效果,并以2003和2007年大洪水为例进行检验,模拟结果精度较高,也证明了所建预报系统的合理性和适用性. 相似文献
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以淮河流域吴家渡水文站作为试验站点,采用基于贝叶斯平均法(BMA)的集合预报模型处理来源于马斯京根法、一维水动力学方法、BPNN(Back Propagation Neural Network)的预报流量序列,通过分析BMA的参数以及其预报结果,对各方法在淮河典型站点流量预报中的适用性进行验证与分析.经2003—2016年19场洪水模拟检验可知,BMA模型能够有效避免模型选择带来的洪水预报误差放大效应,可以提供高精度、鲁棒性强的洪水预报结果.通过进一步比较各模型统计最优的频率与BMA权重值之间的相关性,发现权重值不适用于对单场洪水预报精度评定,而适用于描述多场洪水预报中,模型为最优的统计频率;基于大量先验信息,提前获取BMA的权重等参数,将是指导模型选择、降低洪水预报不确定性、改进洪水预报技术的有效手段. 相似文献
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本文旨在将实时监测得到的土壤墒情转化为流域水文模型可以直接使用的土壤含水量,论证将实时土壤墒情资料用于实时预报的可行性;利用实时监测土壤墒情,改进传统的模型结构,设计基于实测土壤墒情的降雨径流水文预报模型.采用土壤含水量误差抗差估计技术以抵御观测资料粗差的影响,提高系统的稳定性;并在此基础上提出了土壤含水量系统响应修正方法,以提高模型计算精度.将该模型应用于实验流域——宝盖洞流域进行应用检验,洪水模拟合格率达到92.3%,整体模拟精度达到甲级. 相似文献
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我国东南沿海多为独流入海的中小流域,河流短小,流域调节能力弱.该区洪水历时较短,但危害较大,加之近年来区内经济的迅速发展,洪水造成损失日趋加剧,因此开展此区洪水特性和防洪减灾研究意义重大.本文以中国东南沿海曹娥江流域为典型,根据中小流域洪水的特点,在初步分析流域降雨径流的成因和洪水演进规律的基础上,开展了流域洪水模拟研究, 选择建立了流域降雨径流模型以及洪水演进模型,重点探讨了利用遥感信息和GIS相结合确定水文模型参数的方法和途径,经实验流域资料检验分析,其模拟结果计算精度满足要求.该研究将有助于该区流域降雨径流特性及洪水演变规律的深入研究,同时为东南沿海中小流域洪水模拟预测和防洪减灾研究提供了经验和模式. 相似文献
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为满足流域防洪规划工作的需要,针对鄱阳湖湖区暴雨洪水特点,分别用面积比拟法,修正总入流法,单水源模型（现预报方案）,新安江三水源模型,对湖区４个实际大水年份进行分析计算．在新安江三水源模型中分析了鄱阳湖高低水位时水陆面积变化对产汇流的影响,并给出了相应的计算公式．结果表明,复杂的概念性降雨径流模型能充分地模拟径流洪水过程;而在合理的条件下,运用简单的方法亦能取得较好的效果,通过比较分析,提出鄱阳湖 相似文献
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引入两个负指数型差值函数,估计降雨量的概率分布,以此描述流域降雨空间变异性问题.将降雨量空间统计分布与垂向混合产流模型耦合进行产流量计算,即对地表径流,采用超渗产流模式,根据降雨与土壤下渗能力的联合分布推求其空间分布;对地面以下径流,采用蓄满产流模式,以地表渗入量的均值作为输入,进行简化处理以提高其实用性;最终推导出总产流量概率分布函数计算公式.将流域概化成一个线性水库,并根据随机微分方程理论,推导任一计算时段洪水流量的概率分布,从而构建了一个完整的随机产汇流模型.以淮河支流黄泥庄流域为例进行应用研究,结果表明,该模型可提供洪水过程的概率预报,可用于防洪风险分析,若以概率分布的期望值作为确定性预报,亦具有较高精度. 相似文献
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黄土高原大理河流域水沙耦合模型应用研究 总被引：1，自引：1，他引：0
水沙模型是定量描述水沙关系及水沙规律的重要工具，现阶段国内外对于水沙模型的研究大都为基于某个典型流域的经验统计模型或基于流域大量基础资料的物理模型，极大限制了其使用范围及模拟精度.本文建立了结构与参数均具有物理意义的流域水沙耦合物理概念模型，其优点是物理概念清楚，模拟精度高，实用性强，易于深入研究泥沙基本规律.该模型将概念性水文模型和泥沙模型耦合，提出水流挟沙能力和土壤抗侵蚀能力概念，用对数曲线近似描述流域土壤抗侵蚀能力的空间变异性，在拜格诺河道水流悬移质泥沙公式基础上建立概念性沟蚀产沙公式，参照水流汇集相似性建立泥沙汇集演算公式.选取黄河中游大理河流域4个不同流域尺度的实际流域对模型进行应用检验，模拟结果表明，该模型的水流泥沙两部分均有很高的模拟精度，可以很好地模拟黄河中游地区不同流域尺度和年际尺度上的洪水过程和泥沙产生及输移过程，充分证明了该模型结构、参数和计算方法的合理性，可用于定量分析流域内各项水保措施的减水减沙效益及水沙关系变化趋势，对该模型的推广应用可做进一步分析研究. 相似文献
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Marco GEMMER 《湖泊科学》2003,15(Z1):166-172
本文计算了洪湖东分洪区洪灾损失.洪水风险带以模拟的洪水淹没深度表示.这是洪水风险综合评价模型的基础.本项研究基于GIS为基础的水动力模型计算洪水淹没深度;并以GIS/RS为基础建立了单位洪水风险评价模型,计算不同洪水风险带的直接损失.研究表明,综合洪水风险评价模型在长江流域应用是可行的. 相似文献
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以太湖上游西苕溪流域为研究对象,通过分布式水文模型HEC-HMS模拟次降雨洪水过程:采用可视化数据存储系统HEC-DSS建立水文气象数据库,利用Geodatabase地理数据库技术集成流域自然属性数据库,通过距离平方倒数法对雨量数据进行空间插值,SCS曲线数法计算水文损失,运动波法计算直接径流与河道洪水演进,选用基流指数退水法模拟流域基流,并对模型中水库模拟部分进行适当修正.经模型校验,模拟结果表明,计算流量与观测流量拟合较好,效率系数大于0.8,洪峰流量误差低于4%,峰现时间误差低于2 h,该模型在土地利用变化对洪水水文要素的影响研究方面有较好的应用前景. 相似文献
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湖泊作为一种蓄水单元,尤其是大型过水性湖泊,是一种典型的平原型水库,在功能上与山谷型水库具有许多相似之处,但由于其特殊的地理地形构造,使得入湖洪水过程与入库洪水过程存在着较大的差异.在防洪安全设计研究中,山谷型水库关注的多是坝址洪水,即总的入库洪水过程,而对于湖泊来说,还需要关注各个分区的入湖洪水过程对湖区洪水演进的影响.针对大型过水性湖泊入湖洪水特征,本文采用Copula函数构造了多个联合分布函数,提出了一套基于总的入湖洪水过程推导各个分区入湖洪水过程置信区间的方法.以洪泽湖为应用实例,结果表明:1)在联合重现期已知的情况下,该方法能够确定总入湖洪量与洪峰的95%置信区间;2)该方法通过径流相关性分析对入湖河道合并聚类,形成分区入湖过程,既考虑了河道间天然的水文、水力联系,又避免了联合分布函数维度过高的问题;3)在总入湖洪量已知的情况下,该方法能够确定各分区入湖洪量分配95%置信区域.该方法具有较强的统计理论基础,拓展了多变量洪水频率分析技术在水利工程实际中的应用范围. 相似文献
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应用新安江-海河模型研究下垫面变化对设计洪水的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
为了探明流域产汇流参数变化特征及其演变机理,分析流域下垫面条件变化对设计洪水的影响.通过新安江海河模型研究卫河流域代表区下垫面变化情况,采用综合线性权重法对元村集站设计洪水资料系列进行一致性修正.结果表明:自由水蓄水容量、河网水流退水系数、地表填洼蓄水能力和地下水库出流初始水深这4个参数在1980年后都变大,可见代表区下垫面1980年前、后发生了明显的变化,导致流域内径流量大幅减少;合河—新村—五陵区间在1980年前15场洪水和1980年后32场洪水的预报径流深合格率都超过80%,达到乙等精度;元村集站最大5日洪量修正后比修正前平均减小27.1%;最大15日洪量修正后比修正前平均减小25.4%;最大30日洪量修正后比修正前平均减小23.0%.本研究可为水利工程的建设规模的确定提供科学依据,保障地区的防洪安全,满足人民生活和生产用水需求. 相似文献
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小浪底水库于1999年运用以后,该河道经历了长时间持续冲刷过程.为掌握小浪底水库运用后黄河尾闾段洪水演进特点及河床冲淤规律,采用一维水沙数学模型研究是一条重要的途径.本研究首先采用浑水控制方程,建立了一维耦合水沙数学模型,并利用2003年利津-西河口段汛期实测水沙及汛前断面地形资料对该模型进行率定,计算的流量、水位及含沙量等过程与实测值吻合较好;然后采用2015年利津—汊3段汛期实测资料对该模型进行验证,结果显示水位与冲淤量计算值与实测值较为符合;最后基于2015年实测洪水过程,计算了若干组不同断面间距下的洪水演进及冲淤过程,分析了不同断面间距对沿程水位及河段冲淤量等计算结果的影响,结果表明:采用不同断面间距对水位计算结果影响较小,而对冲淤量计算结果会产生一定影响;在河段水沙及冲淤特性复杂的情况下,采用一维数学水沙模型计算时应考虑断面间距的选择. 相似文献
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准确、及时的入库洪水预报,对三峡水库综合效益的发挥和长江流域水旱灾害防御、水资源利用、流域综合管理等具有重要作用。基于预报误差的最优分布估计和分布函数动态参数假定,提出了一种三峡水库入库洪水概率预报方法,并进行了洪水概率预报业务试验。结果表明:本文所提方法科学可行,计算快捷,使用方便,便于在实时作业预报中应用推广;概率预报结果较确定性预报结果,在水量预报、预警效果等方面均有所改善,1～5 d预见期预报的确定性系数提高0.1%～3.4%,水量误差减少0.1%～4.8%,可为三峡水库实时调度提供更可靠的预报信息;所提出的三峡水库入库洪水概率预报业务化产品,可提供更多风险信息,为三峡水库的科学调度,尤其是洪水资源化利用提供更好的优化决策支撑。 相似文献
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为考虑洪水预报误差的空间变化,提出一种基于微分响应的流域产流分单元修正方法.该方法建立了各单元流域产流与流域出口流量之间的微分响应关系,采用正则化最小二乘法结合逐步迫近进行反演求解,将产流误差估计量分配给相应单元流域实现流域产流分单元修正.将构建的方法应用于大坡岭流域和七里街流域进行新安江模型产流修正,比较分析了流域产流分单元修正、流域面平均产流修正和自回归修正的效果.结果表明：流域产流分单元修正效果优于流域面平均产流修正;随着预见期的增大,产流微分响应修正效果优于自回归修正.该方法通过汇流系统将流域出口断面流量信息进行分解用于修正各单元流域产流,有利于提高实时洪水预报精度. 相似文献
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洪涝灾害是世界主要自然灾害之一,优化洪水预报方案对防洪决策至关重要,然而传统水文模型存在参数多、调参受人为因素影响,泛化能力弱等问题。针对上述问题,本文提出基于改进的鲸鱼优化算法和长短期记忆网络构建自动优化参数的WOA-LSTM模型,通过优化神经网络结构进一步增强该模型的稳定性和精确度,并且建立不同预见期下的洪水预报模型来分析讨论神经网络结构与预报期之间的关系。以横锦水库流域1986—1997年洪水资料为例,其中以流域7个雨量站点的降雨以及横锦站水文资料为输入,不同预见期下洪水过程作为输出,以1986—1993年作为模型的率定期,1994—1997年作为模型的检验期,研究结果表明:(1)以峰现时差、确定性系数、径流深误差和洪峰流量误差作为评价指标,相比较于LSTM模型和新安江模型对检验期的模拟结果表明WOA-LSTM模型拥有更高的精度、预报结果更稳定;(2)结合置换特征值和SHAP法分析模型特征值重要性,增强了神经网络模型的可解释性;(3)通过改变神经网络结构在一定程度避免由于预见期增加和数据关联性下降而导致的模型预报精度下降的问题,最终实验表明该模型在预见期1~6 h下都可以满足横锦水库的洪水预报要求,可以为当地的防洪决策提供依据。 相似文献
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针对现有的河道水流洪水演算模型只能模拟单一变量(流量或水位)的问题,以水流连续方程和河段蓄水量的两种不同表达形式(蓄水量等于平均过水断面面积与河段长乘积,蓄水量等于河段平均流量与传播时间的乘积)为基础,对马斯京根模型进行了通用性改进,提出了双变量耦合通用演算模型.选取了四大水系(包括内陆河流和入海河流)的16个河段汛期洪水资料进行模型检验,模型验证考虑了地理范围、不同的河段特征和水力特征、洪水量级等因素,全面地检验了模型结构的合理性和模拟实际洪水的有效性.将双变量耦合通用演算模型与传统的马斯京根法进行了效果比较,结果表明双变量耦合通用演算模型的模拟精度高于马斯京根法,模拟效果比马斯京根法稳定一些,而且具有较好的通用性. 相似文献
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洪湖分蓄洪区洪水淹没风险动态识别与可能损失评估 总被引：1，自引：0，他引：1
全球气候变化和社会经济快速发展,使长江流域面临越来越严重的防洪压力．在长江流域开展洪水淹没风险识别与洪水损失评估工作,对于长江流域洪水风险管理具有重大意义．本项研究以洪湖分蓄洪区为案例,采用基于GIS栅格数据整合于Arcview3．x的二维水文-水动力学模型进行洪水淹没风险动态识别,并且根据土地利用分类及其单位面积价值,建立洪水淹没损失函数,进行洪水淹没动态损失评估,建立了东洪湖分蓄洪区洪水淹没动态损失数据库,为东洪湖分蓄洪区的合理利用提供定量科学依据．洪水淹没动态风险识别基于数字高程模型进行,采用修正的1998年夏季洪水水位-时间水文过程线对模型参数进行调整,并以地面糙率反映不同地表覆盖形态对洪水演进过程的影响． 相似文献