基于定量降水和集合预报的北方旱区中小流域洪水预测研究

降水预见期对洪水预报精度产生直接影响,降水预见期越长,对小流域洪水预报影响程度越高。为此应用具有中尺度模式的定量降水和集合预报降水产品,结合分布式水文模型TOPMODEL对辽西某区域进行预报试验,并对各种降水预报产品进行统计试验。预报试验结果表明:各降雨产品对于小、无雨的预报准确率在70%~85%之间,而在大雨和中雨级别的准确率在55%~60%之间;定量降水和集合预报方式可延长降水预见期,但在北方旱区小流域预报精度不高,仅可为防汛决策提供洪峰和峰现时间的区间范围,具有一定的参考价值。     

中小河流洪水预报难点及对策分析

洪水预报是重要的非工程防洪措施,有效的预报系统能够及时预报洪涝灾害,并为防洪指挥提供决策依据。鉴于中小河流水文监测站点网络不完善,监测资料有限的实际情况,选择了模型结构较为简单的HEC-HMS半分布式洪水预报模型,根据河流流域的水文、地形、地貌情况选择适用的模型计算参数,并利用实测洪水资料进行模型参数率定,计算模拟结果与实测洪水资料具有较好的一致性,计算模型适用于该流域洪水的预警预报。     

改进的ANFIS模型在河道堤防物理力学参数反演计算中的应用

文章结合自适应函数对传统ANFIS模型进行改进,并将改进的ANFIS模型对辽宁西部某中小河流河道堤防的物理力学参数进行反演计算,并结合正交试验确定模型计算的训练样本,确定改进的ANFIS模型岩石力学参数反演的映射结构,同时结合河道堤防原位监测的位移数据,对改进前后的模型参数反演误差进行了对比分析。结果表明,改进的ANFIS模型可提高河道堤防参数反演精度,相比于传统模型,改进模型的参数反演计算堤顶下降以及周边位移和监测位移之间的误差分别减少14.8%和18.6%。研究成果可在河道堤防参数设计中进行推广和应用。     

浅析中小河流治理的设计要点

中小河流的治理可以使受洪水威胁严重、洪涝灾害较频繁的重要河段防洪能力得到明显提高,人民生命财产和经济社会发展的防洪安全得到基本保障。作者从分析中小河流治理工程中出现的主要问题入手,对中小河流治理工程的设计要点进行了全面的探讨。     

集合降雨预报驱动洪水预报模型的铁甲水库洪水预报研究

以铁甲水库为例,对集合预报的短期降雨量分别采用Talagrand分布、Brier评分与TS评分进行对比分析和定量评估,然后对新安江模型洪水模拟过程分别利用NCEP预报降雨和实测降雨进行驱动。结果表明:在低雨量级降雨预报过程中各集合预报中心均呈现出较好的效果,随预见期的增长各雨量级的预报效果逐渐增大,并且具有漏报率偏低、空报率较高的现象;在新安江模型洪水预报时可利用集合降雨预报信息,从而显著提高预见期。     

基于改进小波神经网络模型的汤河含沙量预测研究

本文引入变量权重系数对小波神经网络进行改进,改善传统小波神经网络模型易出现局部收敛的缺陷,并将改进小波神经网络模型对汤河含沙量进行预测。研究结果表明:改进的小波神经网络模型改进了传统BP神经网络模型存在局部收敛的缺陷,在河流含沙量预测中,模拟的含沙量相对误差符合含沙量预测规范精度,可用于河流含沙量预测。研究成果对于河流含沙量预测提供参考价值。     

基于水文-水力学耦合的辽河中游河道洪水预报及不确定性分析

文章对辽河中游干流内主要支流和干流的洪水演算采用MIKE11水动力学模型进行预报,而流域上游及区间的入流预报采用新安江模型,并以此构建辽河中游河道用水预报分析方案。结合2000—2015年期间的典型洪水场次实测资料,分别对模型参数和系数采用SCE-UA法进行验证和率定,采用HUP法对耦合模型预测结果的不确定性进行定量分析。研究表明:所构建的洪水预报模型的不确定程度较低并具有较高的精确性和可靠性;相关成果可为相似流域的洪水预报及防洪减灾措施的制定提供决策依据和理论支持。     

土壤水入渗参数非线性预测模型改进及应用研究

针对传统土壤水入渗模型不能考虑纵向土壤水分布变化,引入非线性模型对传统模预测模型进行改进,并结合土壤水观测试验对改进前后模型的预测精度进行比对。结果表明：改进模型可综合考虑纵向土壤水分布变化,相比于改进前,土壤水含水量预测精度得到明显提升,相对误差平均降低%。研究成果对于土壤水入渗量非线性预测方法具有重要参考价值。     

新疆塔里木河流域防洪体系探析

洪水灾害是全球发生频率最高、损失最严重的自然灾害之一。在全球变暖背景下,塔里木河源流山区易形成雨雪冰混合洪水,灾害风险加大。以塔里木河流域为研究区,分析了流域防洪工程建设现状、存在问题与未来思考,结果表明：现状流域防洪工程体系以防洪堤建设、库堤结合、中小河流治理、数字孪生工程为主体;当前防洪工作存在流域防洪规划体系不完备、“四预”体系不完善、流域蓄滞洪区建设滞后、中小河流治理工程管护亟待加强等问题;下一步,应当突出规划引领作用,做好流域防洪规划编制与审批工作。实施流域水网工程建设,加快构建具有预报、预警、预演、预案功能的智慧水利体系。加大防洪工程建后管护资金投入、强化中小河流防洪管理。研究成果对于干旱区河流生态廊道修复措施制定与评价具有一定参考和借鉴意义。     

基于HEC-RAS和GIS的山区性中小河流洪水风险图编制研究

山区性中小河流洪水具有陡涨、陡落等特点,常因集中降雨,设防标准低,造成比较严重的洪涝灾害。文章以重庆市濑溪河荣昌城区段为例,应用HEC-RAS和GIS进行洪水淹没分析,绘制该区域50年一遇淹没水深分布图,并进行合理性分析,研究结果可为有效减轻洪灾损失提供参考。     

双参数冻融模型在北方旱区干旱期土壤水预测中的应用

基于双参数冻融模型,建立适合北方区域土壤水特点的土壤水多元回归方程,实现旱区土壤水的动态预测。结果表明:通过对比实测数据,模型土壤水量预测误差低于20%。研究成果可为北方地区干旱期增墒退墒预报方案提供重要参考。     

基于熵权云模型组合方法的中小河流防洪安全定量评价研究

文章以辽宁中部某中小河流为研究区域,构建区域中小河流防洪安全评价指标体系,并结合熵权云模型组合方法对该中小河流不同重现期下的防洪安全进行定量评估。评估结果表明:熵权云组合模型采用随机正态云分布概念对指标进行客观定量评价,评价结果和区域实际情况较为吻合。研究成果对于中小河流和山洪灾害防洪安全评估提供一种新的思路。     

改进的PSO-RBF模型在土壤水入渗参数非线性预测中的应用研究

引入改进的PSO-RBF模型,并结合辽宁中部土壤水观测试验区的试验数据,对Grenn-Ampt土壤水入渗模型参数进行非线性预测研究。结果表明:改进的PSO-RBF模型对土壤入渗参数非线性预测精度高于传统PSO-RBF模型,各参数预测值和试验观测值误差分别提高17.4%和11.1%;改进的PSO-RBF模型预测的各土壤水入渗参数和土壤物理参数间的相关系数均达到0.6以上。研究成果对于土壤入渗模型参数非线性预测方法提供参考价值。     

碧流河水库汇流预报方案优化研究

文章基于碧流河水库原洪水预报方案的缺陷和上游玉石水库的影响,对现行的汇流预报方案进行了优化重编。新编制的汇流预报方案具有较高的预报精度,可以用于碧流河水库的洪水过程预报。     

改进的河道洪水传播法在辽宁中部地区的运用及对比分析

本文运用变动态存储系数法动态计算不同河段洪水传播时间,从而对传统河道洪水传播方法进行改进,并以辽中地区汤河(西支)流域为例,选取15场洪水,分析改进的河道洪水传播法对流域洪水模拟精度的影响。研究结果表明:相比于传统方法,改进的河道洪水传播法更适合于汤河(西支)的洪水模拟,并在径流深相对误差、峰现时间误差及次洪过程模拟吻合度上均有改善和提高。研究成果对于汤河(西支)流域及辽宁其他区域洪水模拟提供参考价值。     

基于改进蒙特卡洛算法的河流水质概率区间时空变化预测研究

文章引入交叉熵抽样方法对蒙特卡洛随机抽样进行优化和改进,并将改进算法结合水动力-水质模型对云南中部某河流水质概率区间时空变化进行预测。结果表明:改进算法在河流主要水质指标趋势的预测精度上好于传统算法;研究河流氨氮浓度在0.33~0.35mg/L的累积概率最高为0.702,而溶解氧浓度在4.31~4.51mg/L,累积概率最高达0.646;改进算法可估算不同概率下各水质指标随时间变化的波动曲线,可以河流水质预警提供关键依据;研究河流中上游出现高浓度氨氮和低浓度溶解氧的概率高于下游。研究成果对于河流水质预警系统构建提供重要依据。     

神经网络模型在降雨中长期预报中的应用比较

为得出降雨中长期预报的标准模型,基于RBF神经网络模型和BP神经网络模型,通过遗传算法优化模型,引进全球绩效指标GPI指数综合比较各模型的计算精度,结果表明:在长期降雨预报中,4个模型的计算精度明显提高,精度由高到低依次为GA-RBF模型-GA-BP模型-RBF模型-BP模型; GA-RBF模型在降雨中长期预报中的GPI值分别达到了0. 47和0. 63,表明该模型可作为降雨中长期预报标准模型使用。     

基于改正动态水位方法的山区型中小河流流量自动监测方法

山区型中小河流受洪水冲淤、水位陡涨陡落变化综合影响,水位—流量关系复杂多变,不同要素在年际、年内各场次洪水存在差异且相互影响,很难对其水位—流量关系进行单值化。结合丹东地区石城中小河流站点2011—2018年实测水位—流量数据,应用改正动态水位方法对其水位—流量关系进行动态校正,使其逐步趋于稳定。结果表明:该方法应用效果明显,动态校正后的水位—流量关系趋于稳定变化,结合遥测水位反推的流量满足水文测验规范的精度要求。     

区域极端暴雨非连续性影响频率分析

文章利用GAMLSS构建非一致性频率分析模型,结合三个低频气候指标作为模型的解释变量,研究东白城子流域1966—2013年最大降雨量及东白城子站和韩家杖子站1966—2013年最大流量的统计参数在非一致性条件下随时间或气候指标的变化,以此来探究气候扰动变化对北方旱区流域暴雨洪水极值的影响。     

改进的推理公式法在无资料地区山洪评价计算中的应用

文章引入改进的推理公式法,以辽宁东部某无资料区域山洪为研究实例,对该区域山洪进行设计暴雨和设计洪水计算,并对洪水特征进行评估,同时结合区域附近水文站实测洪水数据对推理公式计算结果进行了验证,验证结果表明:改进的推理公式法可解决辽宁地区无资料山洪的设计暴雨洪水计算,且精度明显好于传统推理公式。改进的推理公式法为无资料地区的山洪评价提供了有效的计算方法。