水动力学数学模型并行计算技术研究及实现

基于MPI(Message Passing Interface)消息传递实现了黄河二维水动力学数学模型的并行编程。以数据的分布存储作为区域划分的依据,实现了计算量的负载平衡;在全局网格和局部区域之间建立映射关系,并且在临界单元、进出口单元、共用节点等通过规约等进行特殊处理,一方面尽可能的减少通讯量,另一方面也避免消息的阻塞。采用曙光4000A系统的8个CPU进行计算的加速比达0.8,多CPU并行计算极大的提高了计算任务的容量,使得无法在单机上完成的巨量计算成为可能。     

1960年前黄河下游河槽淤积物粒径组成分析

利用1999年汛前深层钻孔取样资料和历年淤积实测大断面资料分析出1960年前无三门峡水库影响的“自然”水沙情况下,下游河道主槽淤积物中d≥0.1 mm以上泥沙占50.7%,比1960-1999年大30个百分点,这种泥沙在下游的淤积比高达83.1%,比0.05 mm以上泥沙的淤积比高39个百分点。指出应在黄河中游寻找出0.1 mm以上的粗泥沙集中来源区作为近期水土保持的重点区域。     

对口丁坝双岸整治对黄河下游河道冲淤的影响

选取低含沙水沙系列、枯水多沙水沙系列以及规划设计的未来50 a水沙系列,利用黄河下游一维水沙数学模型,模拟计算了对口丁坝双岸治理方案下黄河下游河道在3种水沙系列条件下的冲淤状况。结果表明,游荡性河段采用对口丁坝方案整治后,输沙能力得到了提高,该河段多输送的泥沙一半以上输送到利津以下,其余部分淤积在高村—利津河段,其中淤积以高村—艾山河段为主,艾山—利津河段的冲淤情况与现状相比变化不大。     

小浪底水库2000-2006年运用效果分析

对小浪底水库2000-2006年的运用效果进行了分析,结果表明:①自1999年10月至2006年10月,小浪底水库库区累计淤积量为21.27亿m3,其中干流淤积量为18.01亿m3,支流淤积量为3.26亿m3,利津以上河段累计冲刷泥沙13.23亿t,黄河下游河道主河槽最小平滩流量已由2002年汛前的1 800 m3/s增大至3 500 m3/s左右;②2002-2006年,水库实施了5次调水调沙,均实现了下游主槽的全线冲刷;③经三门峡、小浪底等水库联合调度,有效削减了洪峰流量,减小了下游河道发生漫滩洪水的几率,减轻了滩区群众淹没损失;④小浪底水库的合理调度不仅确保了特枯水年黄河下游不断流,改善了下游河道生态环境,而且多次为外流域供水;⑤1999-2006年,小浪底水电站累计发电量为255.92亿kW·h.     

水库补偿效益分配问题研究

水库补偿效益分配的步骤:一是确定水库补偿效益的施益方和受益方;二是计算水库补偿效益值;三是选择科学合理并能使各方较满意的分配方法.在分析水库补偿效益不确定性、可变性和博弈性的基础上,探讨了梯级水库串联式发电和并联式水库发电补偿效益影响因子的识别方法.水库补偿效益的分配方法主要有多目标综合分析法、模糊综合评判法、熵权法、离差平方法等,但都存在不足,需要进一步研究完善.     

黄河调水调沙以来山东引黄能力分析

通过对黄河调水调沙以来山东段河道来水及引水条件的分析,认为影响山东省引黄闸引水的主要因素是黄河用水需求量的增大、河道来水量的减少和渠道的淤积,河道刷深也对部分引黄闸引水有影响。提出保障引黄灌溉与供水的对策:在工程措施上,应及时清除闸前和闸后渠道淤积泥沙、稳定河势、建设提水泵站、加快灌区节水改造和平原水库建设;在管理措施上,应加大山东段黄河引水期的下泄流量,实施水量科学调度、优化配置,加强对灌区尾水和其他水资源的利用等;在政策措施上,应出台有关平原水库建设的政策、加强水资源保护与法制建设、理顺灌区管理体制等。     

河道断面测量中GPS-RTK与测深仪的联机应用

对2009年汛后黄河河口清+3—清+6断面GPS-RTK联机测量河道断面数据的情况进行了分析,结果表明:单次测量的平均误差为-0.034～0.013 m,单测次的中误差为0.041～0.068 m;在124个测点中,误差小于0.05 m的测量数据占全部数据的62.90%,误差小于0.10 m的占91.90%,误差大于0.10 m的比例约为8%;水温、声速、波浪等误差是测深误差的主要来源。     

流域管理中的几个新理念及其实践应用

分析阐述了传统水土保持工作面临的问题,结合黄土高原流域管理的成功实践,介绍了提高流域管理成效的综合流域管理,可持续替代生计、参与式、部门协作几个新的流域管理理念及其在实践中如何应用,以期推动这些理念能在流域管理实践中运用,提升流域管理成效。     

GIS-Based Spatial Monte Carlo Analysis for Integrated Flood Management with Two Dimensional Flood Simulation

Spatial Monte Carlo Analysis (SMCA) is a newly developed Multi-Criteria Decision Making (MCDM) technique based on Spatial Compromise Programming (SCP) and Monte Carlo Simulation (MCS) technique. In contrast to other conventional MCDM techniques, SMCA has the ability to address uneven spatial distribution of criteria values in the evaluation and ranking of alternatives under various uncertainties. Using this technique, a new flood management tool has been developed within the framework of widely used GIS software ArcGIS. This tool has a user friendly interface which allows construction of user defined criteria, running of SCP computations under uncertain impacting factors and visualization of results. This tool has also the ability to interact with and use of classified Remote Sensing (RS) image layers, and other GIS feature layers like census block boundaries for flood damage calculation and loss of life estimation. The 100-year flood management strategy for Oconee River near the City of Milledgeville, Georgia, USA is chosen as a case study to demonstrate the capabilities of the software. The test result indicates that this new SMCA tool provides a very versatile environment for spatial comparison of various flood mitigation alternatives by taking into account various uncertainties, which will greatly enhance the quality of the decision making process. This tool can also be easily modified and implemented for solving a large variety of problems related to natural resources planning and management.     

假相当位温在黄河“7·21”雨洪分析中的应用

利用NCEP/NCAR逐六小时再分析资料、常规气象站观测资料和水文站降水资料等,对2012年7月20—21日黄河中游发生的一次暴雨天气过程进行假相当位温分析。结果表明:假相当位温的变化反映了暴雨过程中冷暖空气的活动情况,暴雨落区位于或接近850 hPa假相当位温高值区;假相当位温高值中心的移动和变化趋势与暴雨落区和暴雨发展阶段密切相关,可以把它作为暴雨预报的一个指标。