洪水分析软件在洪水风险图编制中的应用

依托全国重点地区洪水风险图编制项目,中国水利水电科学研究院主持开展了洪水分析软件研发,通过整合国内优势模型技术,开发了包括复杂水利工程调度模拟的一维河网计算引擎,高分辨率二维洪水分析计算引擎、快速非结构网格生成模块,集成国内外广泛使用的SWMM管网模型,基于自主研发的GIS平台,完成了一维、二维洪水模型和城市管网模型的前后处理功能研发,实现了一二维耦合以及城市管网与二维模型耦合。形成了两个软件产品,为中小河流、防洪保护区、蓄滞洪区以及城市洪水分析提供技术支撑。     

二维水动力学洪水风险分析平台设计与研发

在已有大量研究成果的基础上,结合全国洪水风险图编制试点,基于.Net平台,利用最新软件技术及面向对象方法,研发了二维洪水演进模拟的洪水风险分析平台。洪水风险分析平台统一设计了网格对象模型,在非结构网格有限体积计算方法、网格自动生成、GIS数据接口、大容量计算网格的展示与用户交互、用户编程接口等关键技术方面进行了探索和研发。研发的平台初步应用于沂河左堤洪水风险图编制试点,对江河堤防（段）洪水风险图编制进行了有益的探索。     

基于GIS的克里金法在水质影响预测中的应用

为深入研究水体污染预测系统,更好地模拟二维空间上的水污染分布,将克里金法引入二维水质模型,考虑了空间属性在不同空间位置上的变异分布,使预测模型更合乎实际,功能更全面,并实现预测过程、结果的可视化.在GIS平台上运用数据库方法,将模型预测结果和Geodatabase数据类型进行链接与转换,力求形象直观地展现天然水体的污染分布情况.     

IFMS Urban软件在城市洪水风险图编制中的应用

依托全国重点地区洪水风险图编制项目,开展了通用洪水分析软件研发,形成了两个软件产品,即IFMS(Integrated Flood Modeling System)和IFMS Urban(Integrated Urban Flood Modeling System)。IFMS Urban开发了高分辨率二维地表洪水分析计算引擎、快速非结构网格生成模块,集成国内外广泛使用的SWMM(Storm Water Management Model)管网模型,并基于自主研发的GIS平台,完成了模型的前后处理功能研发,实现城市管网与二维模型耦合。介绍了IFMS Urban在成都市、呼和浩特市和太原市等城市典型应用示例,表明其完全具备处理复杂的城市洪水问题的能力。     

南通狼山水厂扩建工程取水水源地水质分析

采用二维稳态混合岸边排放模型分析,对南通狼山水厂扩建工程的取水水源地水质进行预测。选择CODCr为预测因子,通过水源地现状分析和对区域污染源的预测排放强度分析,得出结论:狼山水厂上、下游主要入江污染源在达到设计排放规模和实现达标排放时,即使在枯水期间,其水源地水质也符合Ⅱ类水质标准。     

宽浅河流水质模型参数灵敏度的空间变化规律

基于二维水质模型解析解和灵敏度定义,以辽宁省苏子河为研究对象,通过建立二维稳态源模型和二维瞬时源模型,对污染物中心排放和岸边排放时的降解系数、纵向扩散系数和横向扩散系数的灵敏度空间变化规律进行了分析。结果表明:二维水质模型中,降解系数灵敏度与预测距离成正比;稳态源模型中,横向扩散系数灵敏度空间分布规律为以排污口所在中心线为对称轴,灵敏度向河两岸逐渐减小；瞬时源模型中,横向扩散系数灵敏度空间分布为以污染团横向中心线为对称轴,灵敏度向河两岸逐渐减小;纵向扩散系数灵敏度分布是以污染团横向中心线为对称轴且向上下游逐渐减小。     

胶州湾点源污染物扩散的二维模拟研究

建立动边界的平面二维水动力、污染物扩散数值模型,采用ADI法对胶州湾四方港区工程实施前后点源污染物的排放进行了模拟计算.研究表明,工程实施后,各类水质超标水域面积均略有增加,增加的面积主要分布在李村河口与海泊河口的河口混合区区段.     

一维水质模型对河流污染物扩散的简单模拟

利用一维水质数学模型模拟污染物扩散情况,以此进行水质预报和预警预测,制订污染物排放标准和水质规划,有效地防治水污染。文中一维水质模型用LW-Lim进行离散,然后借助二维水质模拟软件,考虑一维扩散条件下进行数值计算,揭示污染物扩散趋势和影响范围。     

基于GIS的黄河下游二维水沙数学模型可视化构件设计

黄河下游数学模型可视化需要大量的区域空间信息,GIS的发展为黄河下游数学模型可视化提供了强大的技术支撑。从实现黄河下游数学模型与GIS耦合集成及其系统可视化的目的出发,介绍了系统的总体设计、主要功能,包括人机交互界面、为数学模型提供空间数据以及实现数学模型仿真模拟等。在VB6．0、GIS数据库等专业技术软件的支持下开发了基于GIS的黄河下游数学模型可视化系统,实现了水文、泥沙、河道等模型数据的输入输出、可视化网格生成以及洪水演进、河床演变的仿真模拟等。系统不仅为二维数学模型提供了可视化平台,而且为分析、认识河床演变和泥沙运动规律提供了帮助。     

流溪河水资源管理与水质预测系统的开发与研究

在地理信息系统平台上，利用其空间数据分析，研制了流溪河水资源管理与水质预测软件系统。该系统包括了流溪河水文、水质资料数据库的建立，一维、二维水质模型的实时模拟计算，以及模拟结果的可视化输出。系统界面及模拟结果的表达美观，操作方便，在实际应用中取得了较好效果。     

WATER QUALITY MODELING AND POLLUTION CONTROL FOR THE EASTERN ROUTE OF SOUTH TO NORTH WATER TRANSFER PROJECT IN CHINA

1.INTRODUCTION South to North Water Transfer Project in Chinais designed to solve water shortage problem and support sustainable social and economic development in northern China.Eastern Route Project(ERP)is one of the three components of the water transfer project.Pumping water from the Yangtze River in Yangzhou,Jiangsu Province,ERP utilizes the Grand Canal and its parallel rivers to transfer water from south to north.It also employs Hongze Lake,Huoma Lake,Nansi Lake and Dongp…     

Characterization and Evaluation of Elevation Data Uncertainty in Water Resources Modeling with GIS

Grid based digital elevation models (DEM) are commonly used in water resources modeling. The quality of readily available DEM, however, varies from source to source in terms of horizontal resolution and vertical accuracy which are the two important aspects of elevation uncertainty in the modeling with raster GIS. This paper addresses the issue of elevation data uncertainty in GIS supported hydrologic simulations. The essential role of elevation data in the modeling is revealed by presenting DEM processing processes in distributed and semi-distributed hydrologic analyses. It is very difficult to examine the elevation uncertainties analytically due to complexities of the hydrologic models. An ideal approach is to assess the effect of the DEM uncertainty by applying varying resolutions or accuracies of elevation data in the modeling. Different grid sizes of DEM are used in observing DEM resolution dependence and resulting model outputs are compared to obtain a profile of its effect. Impact of DEM vertical accuracy is explored by Monte Carlo simulation with a large number of DEM realizations generated based on different levels of specified error. The approach is implemented in a case study with a topography based hydrologic model on an experimental watershed to analyze both aspects of the uncertainty. The results show that both DEM grid size and vertical accuracy could have profound effect on hydrologic modeling performance. The impact can be compensated by model calibrations due to interactions between model parameters and spatial factors. The study indicates that the DEM uncertainty can be effectively evaluated using the applied method. The work is to provide some insight into the characterization of elevation data quality and the association between topography and water resources models.     

流域水资源水量水质集成管理模型研究进展

将流域水资源水量水质集成管理模型分为优化模型、模拟模型、优化和模拟相结合模型以及决策支持系统四大类,按此分类总结了目前国内外研究的相关进展,并针对模型中出现的水量水质耦合项,分析了直接求解法、大系统分解协调技术、逐步求解法和情景优选法等水量水质变量的解耦原理和技术,并展望了流域水资源水量水质集成管理模型在水资源优化配置、生态环境需水配置和水资源冲突协调领域中的应用前景。     

基于ArcGIS Engine 的全国水环境管理信息系统设计与实现

基于嵌入式GIS组件系统ArcGIS Engine 9.0,研究开发了全国重点水质测站水环境管理信息系统,实现对全国160多个重点水质测站长时间序列数据的整理入库、查询、统计分析以及成果输出可视化等功能,系统同时集成了水环境专业模型,实现了对水质测站数据水质评价、水质趋势分析以及水环境模型预测等功能,从而更具专业性和实用性。该系统的构建和运行,提高了水利部水环境监测评价研究中心为国家决策部门和公众服务的质量和效率,有利于促进我国水环境管理方式的变革、实现水利科技的信息化。     

上海市水资源综合管理系统设计与实现

根据上海市水资源管理特点,综合利用数据交换、网络地理信息系统、集成发布等技术,建设了基于1张电子地图和1个门户网站的市级水资源综合管理系统,实现了多源水资源信息的汇聚整合及集成发布,水资源数量、质量及开发利用程度的动态评价,以及对水资源突发事件的综合管理,为城市水资源的合理开发和利用决策提供科学依据。     

陆面水量～水质～生态耦合系统模型研究

本文在实践的基础上，提出了“多箱模型方法”（Multi－Box－Modeling）以建立陆面水量－水质－生态耦合系统模型。该方法是基于单元模型思想，利用计算机强大运算功能，采用多单元耦合，水量、水质、生态系统子模型耦合来建立模型。其特点是，在空间上是不同“计算单元”（箱体）的耦合；在考虑因素上又是水量、水质、生态量化指标的耦合。经实例验证，该模型可靠，计算方法简单，能应用于生产实际。     

浐灞河下游河段水质模拟研究

根据浐灞河下游河段水质系统的状况,从管理角度和水质模型的空间维数来考虑,选取河流一维稳态水质模型,依据大量的实测数据率定降解系数,设定现状调查排放源、许可固定排放源与规划排放源3种工况,模拟浐灞河下游河段沿程各断面水质影响变化。通过对比3种工况对水质影响关系,得出在现状调查排放源和许可固定排放源条件下,水质受到污染;在规划排放源条件下,呈现出较好的水质状况。研究结果为河道的水环境管理提供了依据。     

Use of Geographic Information Systems (GIS) in water resources: A review

Increasing public awareness, stricter measures and promulgation of new laws in the area of water resources have made the use of advanced technologies indispensable. Geographic Information Systems (GIS) are an effective tool for storing, managing, and displaying spatial data often encountered in water resources management. The application of GIS in water resources is constantly on the rise. In order to stress the importance of GIS in water resources management, applications related to this area are addressed and evaluated for efficient future research and development. Fundamentals of GIS are summarized and the history of the GIS evolution in water resources is discussed. Current GIS applications are presented including surface hydrologic and groundwater modeling, water supply and sewer system modeling, stormwater and nonpoint source pollution modeling for urban and agricultural areas, and other related applications. Future research and development needs are presented, based on these reviews.     

小城市城市化对水环境的影响

以浙江省北部典型小城市———长兴县为例,阐述长兴城市化和水环境的现状,利用主成分分析方法计算城市化水平综合指数,运用回归模型对城市化和水环境污染综合指数进行耦合,借助GIS软件supermap的缓冲区分析功能,分析水体有机污染的时空分布特征。     

陆面水量～水质～生态耦合系统模型研究

本文在实践的基础上, 提出了“多箱模型方法”(Multi-Box Modeling)以建立陆面水量～水质～生态耦合系统模型. 该方法是基于单元模型思想, 利用计算机强大运算功能, 采用多单元耦合, 水量、水质、生态系统子模型耦合来建立模型. 其特点是, 在空间上是不同“计算单元”(箱体)的耦合; 在考虑因素上又是水量、水质、生态量化指标的耦合. 经实例验证, 该模型可靠, 计算方法简单, 能应用于生产实际.