Real-time flood forecasting with the use of inadequate data     

IOANNIS NALBANTIS 《水文科学杂志》2013,58(2):269-284

Abstract

A modelling scheme is developed for real-time flood forecasting. It is composed of (a) a rainfall forecasting model, (b) a conceptual rainfall-runoff model, and (c) a stochastic error model of the ARMA family for forecast error correction. Initialization of the rainfall-runoff model is based on running this model on a daily basis for a certain period prior to the flood onset while parameters of the error model are updated through the Recursive Least Squares algorithm. The scheme is suitable for the early stages of operation of flood forecasting systems in the presence of inadequate historical data. A validation framework is set up which simulates real-time flood forecasting conditions. Thus, the effects of the procedures for rainfall-runoff model initialization, forecast error correction and rainfall forecasting are assessed. Two well-known conceptual rainfall-runoff models (the Soil Moisture Accounting model of the US National Weather Service River Forecast Service—SMA-NWSRFS and TANK) together with data from a Greek basin are used for illustration purposes.  相似文献   

Stability of earth slopes. Part I: two‐dimensional analysis in closed‐form     

Lysandros Pantelidis  D. V. Griffiths 《国际地质力学数值与分析法杂志》2013,37(13):1969-1986

A closed‐form solution (CFS) satisfying both equilibrium of moments and forces for the stability analysis of earth slopes in 2D is proposed. The sliding surface is assumed circular and treated as a rigid body, allowing the internal state of stress to be ignored. The proposed solution can be applied to both homogenous and non‐homogenous slopes of either simple or complex geometry, and can also deal with any kind of additional loading. The method is based on the fact that, all possible forces acting on the slope can be projected onto the failure surface where they are broken into driving and resisting ones. Comparison of the safety factors obtained by the proposed CFS and those obtained by traditional limit equilibrium methods, as applied to several test examples, indicates that the proposed method is more conservative, whereas moreover, it gives a more realistic point of view for the formation of tension crack in slopes. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

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金涛勇  李建成  王正涛  邢乐林  褚永海 《大地测量与地球动力学》2007,27(6):72-76

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邢乐林  刘冬至  金涛勇  周新 《大地测量与地球动力学》2007,27(2):61-63

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Transverse and longitudinal fluid flow modelling in fractured porous media with non‐matching meshes     

Behnam V. Damirchi  Marcelo R. Carvalho  Luís A. G. Bitencourt  Osvaldo L. Manzoli  Daniel Dias‐da‐Costa 《国际地质力学数值与分析法杂志》2021,45(1):83-107

A new discrete fracture model is introduced to simulate the steady‐state fluid flow in discontinuous porous media. The formulation uses a multi‐layered approach to capture the effect of both longitudinal and transverse permeability of the discontinuities in the pressure distribution. The formulation allows the independent discretisation of mesh and discontinuities, which do not need to conform. Given that the formulation is developed at the element level, no additional degrees of freedom or special integration procedures are required for coupling the non‐conforming meshes. The proposed model is shown to be reliable regardless of the permeability of the discontinuity being higher or lower than the surrounding domain. Four numerical examples of increasing complexity are solved to demonstrate the efficiency and accuracy of the new technique when compared with results available in the literature. Results show that the proposed method can simulate the fluid pressure distribution in fractured porous media. Furthermore, a sensitivity analysis demonstrated the stability regarding the condition number for wide range values of the coupling parameter.  相似文献   

青藏高原高海拔—难进入地区无人机地质调查试验研究与应用展望     

郑明  宋扬  唐菊兴  刘治博  胡广胜  胡懿灵 《地质论评》2022,68(4):1421-1438

青藏高原空气稀薄、气候恶劣、环境脆弱,是世界海拔最高、面积最大、地质构造最为复杂的地区,被称为世界第三极和造山的高原,属于全球典型的高海拔—难进入地区,传统的地质工作方法受到一定制约。本文首次将无人机引入海拔5000 m的藏北高原开展地质调查工作,探索研发无人机地质填图技术。通过5种不同类型无人机填图飞行试验,本文认为固定翼和旋翼无人机经螺旋桨、机身机翼以及倾斜摄影平台升级后可用于高海拔—难进入地区的大—中等比例尺（1∶50000至1∶1000）区域地质调查等地学领域野外作业。改进后的无人机理论寿命更长、飞行更加平稳、影像质量大幅提升。经实地飞行试验和野外校验,无人机获得的影像数据精度优于遥感卫星,局部精度最高可达3 cm,各地质体接触关系及纹理清晰明显,地质解译效果好,总体正确率高于95%。无人机地质填图技术具有成本低、数据获取快速、空间分辨率高、搭载设备类型多样等优势,在未来可与大数据、移动互联网、人工智能、虚拟现实技术结合创建一种安全、多维度、高精度虚拟地质作业平台,满足个性化、智能化、实时化、精确化的地质矿产工作需求。  相似文献   

1979—2100年青藏高原夏季大气0 ℃层高度变化分析     

张怡  段克勤  石培宏 《冰川冻土》2022,44(1):34-45

大气0 ℃层高度是决定青藏高原冰冻圈消融状态的重要指标。基于ERA5再分析资料,分析了1979—2019年青藏高原夏季大气0 ℃层高度时空变化,发现青藏高原夏季大气0 ℃层高度介于4 423~5 972 m之间,以高原中南部（30°~32° N,83.5°~88.5° E）为高值中心,呈纬向分带状向四周逐渐降低。过去41 a青藏高原夏季大气0 ℃层高度总体呈持续上升趋势,高原北部上升趋势大于南部,祁连山地区上升趋势最为明显,为60 m?（10a）^-1,而在高原西南部略呈下降趋势。平均而言,青藏高原夏季地面温度每升高1 ℃,大气0 ℃层高度升高122 m。利用CMIP6模式数据,预估在SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5四种社会共享路径情景下,2020—2100年期间青藏高原夏季大气0 ℃层高度都呈现升高趋势,但不同情景下升高趋势在空间上差别较大。相对于1979—2014年参考时段,在四种情景下,到2081—2100年青藏高原夏季平均大气0 ℃层高度将分别升高265 m、394 m、576 m 和729 m;相对应的是到2081—2100年,在高原上处于夏季大气0 ℃层高度以下的冰川面积分别为第二次冰川编目数据的79%、86%、94%和98%。仅从夏季大气0 ℃层高度变化角度看,在SSP5-8.5情景下,到本世纪末期,预估除帕米尔高原和昆仑山西北部地区外,青藏高原其他地区的冰川在夏季将不存在积累区。  相似文献   

古尔班通古特沙漠及周边区域冬季大气边界层高度对地表积雪的响应     

张梦肖  王豫  买买提艾力·买买提依明  刘永强  高佳程  肖婉秋  温聪  宋美琪  艾力亚尔·艾海提  王卫平  孟湘尧 《冰川冻土》2022,44(5):1558-1569

古尔班通古特沙漠是中国唯一冬季存在长期积雪的沙漠,在此特殊地理环境下,沙漠及周边区域冬季雪深和边界层高度的时空变化特征和相互关系尚未明确。本文利用1980—2019年SMMR（Scanning Multichannel Microwave Radiometer）、SSM/I（Special Sensor Microwave/Imager）、SSMI/S（Special Sensor Microwave Imager/Sounder）被动微波遥感雪深数据、古尔班通古特沙漠腹地雪深观测数据和ERA5再分析资料（the Fifth Generation ECMWF Reanalysis）边界层高度数据,分析了沙漠及周边区域冬季雪深和边界层高度的时空变化特征与相互关系。结果表明：古尔班通古特沙漠及周边区域冬季雪深年均值为8.45 cm,整体呈现东北部和南部积雪较深,其他区域积雪较浅并呈现出由沙漠中心区域向四周逐渐减少的特点,雪深在古尔班通古特沙漠及其东北、南边的邻近区域呈升高趋势,剩余地区呈下降趋势。古尔班通古特沙漠及周边区域冬季边界层高度年均值为105.54 m,呈现东南部和西北部高,中心沙漠区域、东北部、西南部较低的特点,边界层高度在沙漠及周边区域升高而其他区域降低。古尔班通古特沙漠的冬季雪深和大气边界层高度时空变化整体呈负相关,其中93.17%以上的沙漠区域呈负相关,平均相关系数为-0.32,最大相关系数绝对值为-0.58,空间相关系数为-0.42（P<0.05）。  相似文献   

薄互层水力裂缝垂向扩展控制因素试验研究     

周培尧  潘丽燕  陈华生  王斌  邹志坤  张敏 《岩土力学》2022,43(Z2):299-306

新疆油田某地区油藏的储隔层岩性组合复杂,呈现突出的薄互层产状特征,研究合、分压判断条件有利于提高压裂效率,增强储层动用程度与压后改造效果。水力裂缝在薄互层中的穿层与裂缝扩展行为受薄互层地质特征与压裂施工参数的影响。基于此,开展了薄互层物理模型压裂试验,研究界面胶结、岩层分布、岩层厚度、压裂液黏度与注液排量对薄互层中水力裂缝垂向扩展的影响分析。试验结果表明：薄互层的地层特征界面胶结与岩层分布是水力裂缝垂向扩展的主要控制因素,界面胶结强度对裂缝垂向扩展行为的影响强于岩层分布;由于弱胶结界面的存在,水力裂缝垂向扩展穿层时可发生方向偏转,抑制裂缝垂向扩展;提高压裂液黏度与注液排量有利于薄互层中水力裂缝的穿层垂向扩展。  相似文献   

废弃采空区裂隙带高度预测模型及应用     

王泓博  张勇  庞义辉  贾伟 《岩土力学》2022,43(4):1073-1082

煤炭开采引起覆岩破断及地表下沉,覆岩及地表运移规律可反映裂隙带高度的动态演化过程。因地表下沉滞后于煤炭开采,对于废弃采空区,长期压实作用导致裂隙带高度较采动期间有所降低。基于地表点下沉速度的阶段特征将裂隙带高度的演化过程分为2个阶段,第1阶段裂隙带发育对应岩层破断逐步向上传递的过程,第2阶段裂隙带高度降低对应离层及裂隙闭合、断裂岩层受压后变形回弹及破碎岩体自然压实的过程。着眼于压实作用对裂隙带高度的影响,根据煤层采厚、垮落带和裂隙带岩层变形量及地表下沉值之间的定量关系,建立了第2阶段裂隙带高度预测模型,并结合太平煤矿实测结果进行验证,采用控制变量法分析了单一因素影响下废弃采空区裂隙带高度的演化特征。结果表明：废弃采空区裂隙带高度受控于垮落带块体强度、垮落带初始碎胀系数、采动期间裂隙带高度最大值及对应的垮落带高度、煤层埋深、地表最终下沉量等因素,太平煤矿采后15 a的裂隙带高度实测值11.36～13.00 m与理论预测值12.75 m吻合度较高,模型的可靠性得到验证。最后,应用此预测模型对武安煤矿（关停矿井）2002－2003年采空区裂隙带高度开展理论计算,结合地空瞬变电磁探测确定了地面瓦斯抽采钻孔理想的终孔位置并成功开展了地面钻孔瓦斯抽采试验。  相似文献