基于应用服务器的防汛指挥系统框架设计研究

在分析国内防汛指挥系统建设成果的基础上,以淮安防汛指挥系统设计为具体实例,针对地市级防汛指挥决策支持系统的业务逻辑分工和应用特点,提出一个基于应用服务器的地市级防汛指挥系统总体框架。     

荆州市洪灾社会脆弱性评价及其空间分异研究

洪灾社会脆弱性评价对于灾区减灾、政府决策与预警具有重要的指导意义。首先,利用荆州市社会经济数据,从人口、经济、就业、教育、土地利用与住房条件、交通与通讯、灾害综合管理7个方面32个指标构建洪灾社会脆弱性评价指标体系,通过因子分析确定了5个主因子:综合经济因子、农业与人口因子、逃生因子、社会保障因子、住房因子;然后计算各因子得分以及各地区洪灾社会脆弱性总得分;最后,对地区洪灾社会脆弱性进行系统聚类和GIS制图分析。空间分异结果表明:监利县的洪灾社会脆弱性最高;江陵县、公安县、洪湖市、松滋市和石首市为中高社会脆弱性地区;荆州区为中低区;沙市区为最低区。研究成果揭示了荆州地区洪灾社会脆弱性的空间分布,有利于进一步的防灾减灾。     

均匀动态规划方法及其在水电系统优化调度中的应用

动态规划(Dynamic Programming,DP)是求解多维多阶段复杂决策问题的有效方法,然而维数灾问题极大地限制了它的应用。为缓解这一问题,结合均匀试验设计提出均匀动态规划(Uniform Dynamic Programming,UDP)。UDP以DP为基础框架,将各阶段不同维度离散状态的组合视为多因素多水平试验,利用均匀设计表从全部状态变量中优选少数极具代表性、在可行域内均匀散布的状态变量进行计算,大幅降低各阶段状态变量集合基数。分析表明,UDP空间复杂度和时间复杂度由DP指数增长分别降至线性和平方增长,存储量和运算量显著减少,同时澜沧江梯级水电站群仿真测试结果验证了UDP的高效性和实用性。     

溃口近区二维数值模拟与溃坝洪水演进耦合

基于黏土心墙砂石坝的溃决过程,以及溃坝洪水传播和运动的特性,建立黑河金盆水库大坝溃口近区二维数值模型和下游地区溃坝洪水演进耦合数学模型。使用DAMBRK法计算逐渐溃坝,并应用其结果进行后续模拟。采用Abbott-Ionescu六点隐式有限差分格式求解一维模型,采用单元中心的有限体积法求解二维模型方程。采用侧向连接方式,将黑河两岸计算水位点与二维网格单元相连,实现一、二维模型的耦合。采用所建立的二维模型对溃口近区进行计算与模拟,得到计算区域某一时刻的水深及流速分布。应用所建耦合模型对黑河金盆水库万年一遇入库洪水漫顶致溃坝洪水进行数值模拟,得到一维河道内各断面的水位和流量变化过程,以及二维计算区域内不同时刻的水深分布图、流速矢量图和淹没范围变化过程。溃口的形成过程不仅包括漫顶水流的直接作用,同时包括溃口形成过程中两侧漩涡状水流的反冲刷作用。耦合模型可以同时兼顾河道内的水流变化以及河道外计算区域内的洪水演进过程,从而减少由于计算结果偏大或偏小所带来的防洪资源浪费和防洪措施不利等不良影响。     

漳泽水库水环境现状及治理对策

根据了解漳泽水库水环境现状,分析造成水污染的原因及水污染的危害,提出了水环境治理的对策。     

禹门口提水东扩工程管道输水线路所在汾河三级阶地湿陷性黄土特性及地基处理措施分析

禹门口提水东扩工程是为临汾、运城五县市工业、农业供水以及农村生活用水的保障性给水工程。主要采用有压管道输水方案,供水线路经过的主要地貌单元为汾河三级阶地,三级阶地广泛分布湿陷性黄土。湿陷性黄土地基湿陷等级的判定中存在β0的取值是1.2和0.5的问题。经对《湿陷性黄土地区建筑规范》的深入研究,最终确定采用β0的取值为0.5。降低了黄土地基湿陷等级,优化了设计方案,节约了投资、加快了进度。     

金沙江流域径流变化特征及成因

基于金沙江流域近60 a的降雨和径流资料,采用水量平衡法对天然径流量进行还原,利用Mann-Kendall法及小波分析方法研究流域降雨量及天然径流量的变化趋势、周期及可能突变的年份,分析天然径流的变化原因,构建天然径流量与降雨量及归一化植被指数的相关关系式。结果表明：金沙江流域降雨量和天然径流量总体呈周期性变化,主周期均为28 a,与此同时降雨量和径流量均呈增加趋势,降雨量每10 a相对增长幅度约1.28%,天然径流量每10 a相对增长幅度约0.57%;造成两者相对变幅差异较大的原因源于流域植被覆盖面积的增加;考虑降雨及植被的综合影响,建立的天然径流与两者共同作用下的方程相关系数为0.940,其关系式为R=0.017 7P^1.691/N^-0.923。研究成果可为金沙江流域水电开发和综合治理提供决策参考。     

虹吸式出水管虹吸形成过程的壁面压力及脉动特性

通过物理模型试验测量虹吸式出水管在虹吸形成过程中典型断面的压力过程线,采用邻域平均法提取脉动压力数据,采用统计特征和短时傅里叶变换信号处理方法分析时均和脉动压力特征。结果表明：管壁时均压力沿水流方向先减小后增大,驼峰段的上壁面时均压力随着流量增大逐渐大于下壁面;虹吸形成过程中,压力脉动呈正偏态分布,均方差沿水流方向不断降低;压力脉动主要由水泵旋转和水气运动引起,频率在0～30 Hz之间,主频与水泵转频相近;相比虹吸稳定流阶段,水力驱气阶段存在的气囊压缩和释放过程使得压力脉动频率及幅值上升,接近泵站系统自振频率,容易产生结构振动,需要通过设计和运行的优化减少该阶段的持续时间。     

金沙江下游梯级与三峡水库防洪库容互补等效关系研究

长江上游干支流梯级水库和三峡水库均承担着长江中下游的防洪任务,其防洪库容具有一定的互补等效性。本文采用典型年法和最可能地区组成法推求了三峡水库的洪水地区组成,基于不降低原设计防洪标准的原则,探讨了五个典型年和三种设计频率情况下,金沙江下游梯级和三峡水库防洪库容的互补等效关系。结果表明：(1)五个典型年能够反映三峡水库发生大洪水的地区组成规律,金沙江下游梯级和三峡水库防洪库容互补等效关系近似为线性关系。(2)同种典型年和设计频率下金沙江下游四座水库的互补等效系数值近似等同,主要受三峡水库典型年的洪水地区组成影响;当预测洪水主要来源于金沙江(或嘉陵江及未控区间)流域时,等效系数取0.8(或0.5)。(3)通过洪水预报和等效关系动态运用三峡水库防洪库容,在不增加防洪风险的前提下,三峡水库年均汛期可增发电量41.4亿kW·h(+9.86%)。     

城市构筑物暴雨内涝分层模拟技术及应用

气候变化和城市快速发展,导致我国城市洪涝问题日益突出。城市洪涝模拟是当前城市洪涝灾害风险管理领域研究热点,但国内外依然缺乏针对城市多层构筑物的精细模拟技术和方法。城市立交桥,是一种典型的城市多层构筑物,极易遭受洪涝灾害,并对城市交通造成严重影响。以城市立交桥为代表,在现有全分布式城市暴雨内涝模型基础上,结合城市立交桥的特点,提出一种分层模拟技术,并从网格分层构建、分层产汇流计算、地表与管网分层耦合和上层网格排水等方面详细阐述了分层模拟技术。将该分层模拟技术应用于深圳市罗芳立交桥2018年“8.29”暴雨积水过程模拟,与单层模拟方法相比,多层模拟结果更接近上报积水信息。研究表明,分层模拟技术更能准确表达城市复杂多层建筑物的实际暴雨内涝过程。