流域拓扑关系分析及在洪水预报调度决策支持系统中的应用

对于一个复杂的流域，我们在进行洪水计算时经常会遇到洪水计算模型系统集成的问题，过去人们一般用耦合的办法来解决该问题，但是此方法缺乏灵活性和普适性。为了解决这个问题，本采用拓扑分析方法。此方法的核心思想就是将流域概化为一张节点图，对节点的属性、连接方式以及拓扑关系进行分析，运用邻接表、邻接矩阵和深度优先遍历的方法解决了模型之间的集成问题。该方法被应用到鳌江流域洪水预报调度决策支持系统当中，实践证明它能提高系统运行的效率。     

流域洪水计算模型系统的拓扑关系分析

本文提出了一个实用的分析流域洪水计算的拓扑分析方法。此方法的核心思想就是将流域概化为一张节点图，对节点的属性、联接方式以及拓扑关系进行分析，运用邻接表、邻接矩阵和深度优先遍历的方法解决了模型之间的集成问题。该方法能够应用于流域洪水预报调度决策支持系统当中，提高系统运行的效率，是一个简明但行之有效的流域洪水计算模型系统集成的方法。     

流域洪水预报调度计算一体化模型的应用

在洪水预报调度计算中,通常针对特定工程项目,按照流域面积设置雨量站和水位站,收集雨水情数据,进行特定单元的洪水预报,再进行河道演进,实测洪水校正,叠加组合后得到控制断面的洪水预报过程,其叠加组合一般通过人工干预完成。文章考虑将流域各种计算单元概化为产流单元、洪水演进、汇流点、水库调度等节点类型,将节点按照上下游关系建立树型结构,形成拓扑关系,对节点的属性、连接方式以及上下游关系进行分析,运用深度优先遍历的方法处理各计算模块之间的连接问题,使流域洪水预报调度计算一气呵成,以提高系统运行的效率。     

基于MIKE11模型的乌塔沟洪水演进模拟

为解决汛期乌塔沟可能发生的水位超标准问题,笔者基于MIKE11原理,构建乌塔沟洪水演进计算模型,结合现有流域区域水文相关资料,计算在不同频率、不同工况、不同下游水位条件下乌塔沟洪水不同节点的水位和流速,模拟洪水演进过程。通过控制上游节点水位保证度汛安全,为工程决策提供数据支撑。     

考虑水土保持措施的分布式水文泥沙耦合模型研究

基于栅格型DEM数据,提取数字水系和空间拓扑信息,建立了由水文模块和泥沙模块两部分组成的黄土高原多沙粗沙区小流域分布式水沙耦合模型。以黄河无定河水系岔巴沟流域为例,应用所建立的模型对该流域1970~1989年11场洪水进行了流量沙量过程模拟。结果表明,该模型具有一定的计算精度,一定程度证实了所研发模型的结构、参数和计算方法的合理性。     

南非奥兰治河流域洪水风险管理研究

为了解决奥兰治河流域的洪水问题,对洪水风险管理展开了研究。介绍了相关学者在南非展开的研究工作的概况以及奥兰治河流域的基本情况,总结了流域防洪存在的问题。研究指出,需要对流域进行总体规划,通过流域分块,采集和筛选数据、建立二维水力模型,以模拟复杂的洪水过程,在此基础上,建立防洪预警系统。对开展该流域洪水风险管理研究的背景条件、现有防洪堤坝的状况、洪水风险的应对措施以及洪水风险管理研究的过程等作了概述。     

考虑水土保持措施的水文水力耦合模型研究

基于栅格型DEM数据,提取数字水系和空间拓扑信息,在考虑流域水保措施的情况下,建立了水文学水力学相耦合的适用于黄土干旱区小流域的分布式水文模型。以黄河无定河水系岔巴沟流域为例,应用分布式水文模型对该流域1970年~1989年11场洪水进行了流量过程模拟。结果表明：计算结果与实测值基本吻合,一定程度证实了所研制水文模型结构、参数和计算方法的合理性。     

基于双超-GIUH耦合模型的山洪预报研究

为了解决半干旱半湿润山区无资料流域的洪水预报问题,将适用于半干旱半湿润地区产流特性的双超模型与适用于无资料地区汇流计算的地貌瞬时单位线(GIUH)进行耦合,建立双超-GIUH耦合模型。基于该耦合模型,对山西省王家会流域25场历史洪水进行模拟研究,其模拟结果在率定期与验证期的精度均达到了乙级,说明模型方法合理且适用性良好,可在半干旱半湿润地区的无资料流域进行推广应用。     

东莞城区内涝仿真模型设计

内涝仿真模型系统是根据城市雨水汇流网络情况及排水管网系统的实际情况,建立东莞市城区内涝仿真计算模型,并为模型设定参数,对城市内涝洪水进行模拟。该程序通过读入各排水区网格、普通通道、特殊通道、特殊通道节点、管道要素、管道节点逻辑拓扑关系及属性数据,进行东莞内涝水深模拟的数值计算。     

河南省山丘区小流域洪水预报系统研究及应用

采用数字高程模型、分布式水文预报模型、DEM技术、计算机仿真计算等信息技术,对河南省山丘区小流域洪水预报方法进行了分析研究。把无资料小流域单位线、无资料河段洪水演算模型参数估算方法用于洪水过程模拟,解决了山丘地区无资料小流域的洪水预报问题;采用先进的分布式交互仿真计算技术构建洪水过程计算模型,实现了连续、实时推演,通过高速、稳定的计算保证了洪水预报的时效性;以DEM数据为基础,实现了省级行政区划范围内的小流域划分、小流域单位线的确定,是大尺度数字流域构建技术的突破;系统对实时洪水预报、断面告警、预估降雨模拟、水库调度等多种应用模式进行了综合集成。实际应用结果表明,该系统在豫西山区2000年、2011年、2012年暴雨洪水灾害防御中发挥了重要作用,取得了显著的经济社会和生态效益。