基于Copula函数的甬江流域雨潮遭遇组合分析

雨潮遭遇组合分析和组合方式的选取是沿海地区防洪治涝规划的重要内容之一。以甬江流域为例,在考虑尾部相关性的基础上,采用Gumbel Copula函数构建流域暴雨和河口潮位的联合概率分布,分析不同暴雨潮位组合下的同现风险率、条件风险率和组合风险率,并基于条件最可能组合原理,计算给定设计暴雨条件下潮位的条件最可能值和置信区间。结果表明,当甬江流域发生10、20、50、100年一遇暴雨时,相应镇海站最可能发生4、8、21、43年一遇潮位。     

基于BP神经网络模型的河道洪水反向演算研究

河道洪水反向演算在河库联合调度和推求设计洪水的区间组成等方面具有重要意义,直接使用传统的马斯京根法反演效果较差。基于河道上下断面洪水的非线性关系,采用BP神经网络模型训练历史洪水,并用训练得到的网络对下游洪水进行反演。实例应用结果表明,该模型反演结果与实际洪水过程更为接近,具有一定的精度和实用性。     

沂沭河流域河流生态径流及生态需水研究

为更好地维持沂沭河流域河流生态系统健康、稳定,以沂河临沂站、沭河大官庄站为例,基于两站1958~2000年天然月径流数据,采用逐月次最小(大)值法、改进Tennant法计算其年内最小(大)生态径流及生态需水过程,运用三种逐月频率法计算其年内适宜生态径流及生态需水过程,参考地表水合理开发阈值和IHA法,依据逐月频率法获得其年内适宜生态需水阈值,最终获得两站完整的生态径流及生态需水过程,并与实测径流过程比较,获得其生态需水保证率。结果表明,逐月次最小(大)值法计算得到的部分月份最小(大)生态径流量不利于生态系统的健康稳定,需结合改进Tennant法结果做调整;年内各月径流保证率均取50%的逐月频率法更适合适宜生态径流及生态需水计算;大部分时间内河流生态需水均能得到保证,但仅有超过30%月份、近50%年份河流生态需水为适宜生态需水。     

沂河流域河流生态需水研究

基于沂河临沂站的天然径流和实测径流资料,遵循水量平衡基本原理,结合河流生态需水量、可取水量,提出一种新的河流生态需水分析方法,以满足河流生态需水量要求为前提,分析沂河河流可取水量、可取水比例及不同水平年条件下沂河河流生态需水保证程度。结果表明:沂河河流生态需水量、生态需水比例阈值分别为3.43亿~20.63亿m3、12.50%~75.17%,河流可取水水量、可取水比例的阈值分别为6.80亿~24.0亿m3、24.79%~87.50%,河流实际取水量、实际取水比例分别为8.65亿m3、31.53%;丰、平、枯、特枯水平年条件下,仅有特枯水年部分月份河流最小生态需水量不能够满足,河流适宜生态需水保证程度则处于较低水平。因此,在减少河流取水量的同时,有必要通过一定的水利工程调度,适当增加河道内生态用水量,以维持沂河河流生态环境的健康、稳定。     

基于灰色关联分析的GA-BP网络需水预测模型研究

针对城市需水预测涉及因素众多、不同地区影响因子不尽相同且多寡不一及影响因子的选择直接决定需水量预测的结果与实际是否相符等问题,提出了灰色关联分析法、遗传算法和BP神经网络相结合的需水预测模型,并以南京市为例,通过灰色关联分析法筛选出主要影响因素,采用遗传算法优化BP神经网络,构建基于灰色关联分析的GA-BP神经网络需水预测模型。实例应用结果表明,该模型用于需水预测能够比较全面地考虑需水量影响因子,与传统BP网络相比,GA-BP网络预测精度更高,训练速度更快,可作为资料时间序列较短情况下一种较好的需水预测方法。     

基于知识图谱和微服务的智慧水利一张图系统实现

为解决传统水利信息化建设中存在的水利大数据外部难以整合,内部难以关联,以及数据资源难以复用等突出问题,同时提高信息化系统的稳定性、安全性和可拓展性,在介绍微服务架构和知识图谱概念及其应用情况的基础上,利用二者思想和技术上的特性,进行水利数据和业务的深度整合,并对地图和数据服务接口进行标准化处理,设计开发一种基于知识图谱技术和微服务架构的智慧水利一张图系统,架构覆盖数据源接入层、基础设施层、数据资源层、应用支撑层和业务支撑层五大层级,包含信息地图浏览、水利业务视角、数据维护、知识图谱数据检索等实用功能,实现水利多要素信息的多视角查询和基于GIS地图的一站式展示,与现有业务系统实现互联互通,简化水利业务流程,提高信息检索的便捷性和服务的复用性,并在多个水利相关信息化系统建设中发挥重要作用。     

Copula分布估计算法在瞬时单位线参数估计中的应用

针对利用传统矩法估计瞬时单位线参数时还原的洪水过程与实测洪水过程之间往往存在较大差异的问题,结合Copula函数与分布估计算法的优点,以实测地面径流与还原地面径流的加权残差绝对值之和最小为准则,采用Copula分布估计算法进行流域瞬时单位线的参数估计,这样既保证了算法的全局搜索能力,又充分考虑了参数间的相关关系。实例应用结果表明,利用Copula分布估计算法估计单位线,还原后的洪水过程与实测洪水过程的吻合度较传统的矩法高,特别是对于洪峰,优势更为明显。     

山洪灾害短历时风险预报预警平台研究及应用

为克服传统山洪灾害监测预警系统存在的预见期、精确性不足等问题,建设山洪灾害短历时风险预报预警平台。以气象部门精细化短临降雨预报为数据驱动,构建基于雨量指标法的山洪风险预报预警分析模型,能够比传统监测预警系统提前1～3 h准确预判山洪灾害风险区域。平台上线运行后,在宁波市"20180917""利奇马"等多场次台风暴雨中得到成功应用,可为山洪灾害提前防御和及时部署提供有力技术支撑。