汾河下游河道洪水预报

汾河下游石滩至河津全长约220km，流经临汾、运城两个地区，是山西省重要的工农业基地。多年来，由于黄河水流之顶托，汾河下游逐年淤积，行洪能力减小，致使1998年河津水文站出现5年一遇洪水，其淹没损失超过1954年100年一遇的洪水。本文从马斯京根法，圣维南方程法二个方面完成了汾河下游河道的洪水预报工作，计算值与实测值吻合良好。其目的是力图在大洪水来临之际，及时为决策部门提供水位、流量及峰现时间，把灾害减轻到最低程度。     

一维不恒定流与卡尔曼滤波耦合的河道实时洪水预报模型

对一维不恒定流方程组进行简化，导出扩散波的一维不恒定流方程，用有限差分对其进行离散化。考虑实时洪水预报的特点，上边界拟采用人流已知，下边界对于自然河段拟采用水位流量关系，对有闸、坝控制的拟采用相应的出流计算公式。对离散化的方程和边界条件进行线性化，得到系统方程。由于实际河道中实测变量的个数总少于待求变量的个数，为此，根据滤波方面的理论提出了一维不恒定流与卡尔曼滤波耦合的半自适应滤波模型。在该模型中量测误差系列的协方差矩阵可以通过信息更新系列实时地估计出来，只有模型误差系列的协方差矩阵需要预先给出。最后用实例对模型进行了检验并与其他方法进行了比较。     

洪水预报系统中实时校正模型的优选方法

针对实时洪水预报系统中实时校正模型存在一定的适用范围却又难以在线优选的问题,首先分析了自适应滤波模型、马斯京根矩阵模型和反馈模拟模型3种传统实时校正模型的原理与适用性,并编制算法流程图,为代码编程提供依据。其次,提出了一种实时校正模型的优选方法,适用于大流域多校正断面的实时洪水预报系统,可以为各断面在线优选出最优的实时校正模型。在WDS9002三峡实时洪水预报系统中的应用结果表明：优选方法在校正成功率和各项精度评价指标统计上出现最优的频次高于传统实时校正模型,且很少出现指标统计最差的情况;另外,优选方法有可能减小过校正现象的概率。     

汾河下游河道洪水预报

汾河下游石滩至河津全长约２２０ｋｍ，流经临汾、运城两个地区，是山西省重要的工农业基地。多年来，由于黄河水流之顶托，汾河下游逐年淤积，行洪能力减小，致使１９８８年河津水文站出现５年一遇洪水，其淹没损失超过１９５４年１００年一遇的洪水。本文从马斯京根法，圣维南方程法二个方面完成了汾河下游河道的洪水预报工作，计算值与实测值吻合良好。其目的是力图在大洪水来临之际，及时为决策部门提供水位、流量及峰现时间，把灾害减轻到最低程度。     

实时洪水预报模型在东风水电站水库调度中的应用

东风水电站水库实时洪水预报模型由降雨径流预报模型、河道洪水演进模型和实时校正模型3部分组成,在实践中结合流域地形、产汇流特性及水情自动测报系统站点布设特点,分析了新安江模型在喀斯特地区应用中的不足之处,找出了影响洪水预报精度的因素,经不断调整及修正模型参数,提高了洪水预报模型的预报精度.修正后的实时洪水预报模型在东风水电站水库得到了有效应用,这对南方喀斯特地区其他水电站具有借鉴意义.     

基于区间入流预报的右江河道洪水演进

广西右江如果发生大洪水,将对郁江和南宁市的防洪产生严重威胁,因此右江洪水演进分析对南宁市的防洪具有重要意义。选出百色水文站洪峰流量依次增大的5场洪水,用右江百色-田东河段区间内的小流域作为代表性流域率定新安江模型参数,对区间入流洪水进行了预报。根据预报结果采用经参数试错法率定后的马斯京根模型对5场洪水进行了演进,计算了田东水文站断面的流量。结果表明:计算结果与实测流量相对误差较小,相关性系数较大,说明试错法对于马斯京根模型参数求解精度较高。     

马斯京根法在郑家屯洪水预报方案中的应用

文中以郑家屯站历史洪水资料为例,通过流量相关法与马斯京根法两种洪水预报方法的分析对比。论证了马斯京根法在实时洪水预报中的适用性。它比流量相关法理论性更强,方法更科学,精度更高。     

淮河鲁台子以上流域洪水预报模型研究

本文以淮河鲁台子以上流域为例,采用分布式概念性水文模型,对王家坝以上流域及阜阳、蒋家集、横排头淮干支流进行降雨径流与洪水过程研究,同时进行参数率定。采用马斯京根法、马斯京根水位模拟法和扩散波非线性水位法,对淮河干流王家坝至鲁台子区间具有行蓄洪区流域洪水进行预报。预报模型在2007年的大洪水预报调度中得到了检验,取得了较高的精度。     

基于XAJ-DCH模型的五强溪库区洪水预报研究

由于沅水水系五强溪水库流域面积大,流量控制站少,且洪水进入库区后,洪水波的传播方式变化较大,因此五强溪水库近坝区的洪水预报难度大。为提高五强溪库区洪水预报精度,采用XAJ-DCH模型(Xin′anjiang Digital Channel Model)对近坝区2016～2020年间13场洪水进行模拟,模型河道汇流分别采用了非线性水库法和马斯京根法,根据两种汇流方法的特点制定了两种不同的洪水预报方案。模拟结果表明：XAJ-DCH模型中两种河道演算方法均表现良好且简单实用,13场洪水的确定性系数基本位于0.7以上。非线性水库方法相比于马斯京根法考虑了河段断面情况以及水力特性,能够体现洪水运动的时空变化,且只需要率定河道糙率,其他参数如河道坡降、河宽以及河段长均可根据数字高程模型进行估计;马斯京根法需要率定4个河道参数,但马斯京根法模拟结果相比于非线性水库方法稍好。研究成果可为科学有效开展库区洪水预报、提高预报精度提供参考。     

马斯京根分段演算与水箱模型组合在区间洪水过程预报中的应用

介绍了马斯京根流量演算方法和水箱模型,提出了将马斯京根分段分步流量演算方法与水箱模型相结合进行区间洪水预报的方法,并将该方法应用于渭河林家村站、汉江安康水库站的洪水预报的研究中,实践证明该方法合理可行,可以推广应用到其它的区间洪水预报中。     

Hydraulic model with roughness coefficient updating method based on Kalman filter for channel flood forecast

A real-time channel flood forecast model was developed to simulate channel flow in plain rivers based on the dynamic wave theory.Taking into consideration channel shape differences along the channel,a roughness updating technique was developed using the Kalman filter method to update Manning's roughness coefficient at each time step of the calculation processes.Channel shapes were simplified as rectangles,triangles,and parabolas,and the relationships between hydraulic radius and water depth were developed f...     

山前小流域水文—水力学耦合洪水预报研究

为了提高受人类活动影响显著的小流域洪水预报精度,以浙江省杭州市东苕溪流域为研究对象,分别以半分布式新安江模型、平原区水文模型、分洪区水动力模型以及一维河网模型模拟山区、平原区、分洪区以及河道的洪水过程,在卡尔曼滤波实时校正技术的支持下,建立流域水文—水力学耦合预报模型。通过对1996年以来瓶窑站典型洪水进行率定和验证,表明该模型符合东苕溪预报的精度要求。在2012年"海葵"台风的实时预报应用中,该模型发挥了辅助决策的作用,可作为后期防汛决策的参考。     

A coupled rainfall-runoff and runoff-routing model for adaptive real-time flood forecasting

This paper describes an adaptive hydrologic modelling technique for real-time flood forecasting. The modelling approach is based on a linear stochastic time-varying representation of the rainfall-runoff process and on the Muskingum routing method formulated as an optimal linear filtering problem. The most general stochastic rainfall-runoff model used for linear forecasting is known as the transfer function noise model. An on-line identification procedure based on an extension of the recursive Instrumental Variable estimator is discussed. The routing procedure, based on the Muskingum method, is written in a state-space representation. This allows real-time updating of the state and the system parameters by means of Kalman filtering. The described method is used to forecast extreme flood events for the River Ourthe (drainage basin: approx 3626 km²), one of the main tributaries of the River Meuse, Belgium. The method is compared with stationary modelling procedures and its superiority based on objective forecasting criteria is demonstrated.     

融冰洪水演进的马斯京根模型

为解决参数率定过程复杂的问题,将河段内的融冰产生的流量视为河段下断面出流的一部分,构建出适用于文开河融冰时期洪水演进的马斯京根模型,并将优化算法应用到模型参数率定的过程中。以黄河宁蒙河段为例,采用试错法、非线性规划法和智能算法中的遗传算法这3种方法对所构建的模型参数进行率定。模拟结果表明:3种方法所模拟的出流过程线均合格;整体上,非线性规划法模拟的精度最高,其洪水的确定性系数D_c为0.980,过程平均相对误差RE为4.840%;而试错法模拟的洪峰流量更为准确,且冰期模拟精度高于无冰期。本研究为融冰洪水演进的模拟提供了一种新方法。     

Rainfall-runoff simulation and flood forecasting for Huaihe Basin

The main purpose of this study was to forecast the inflow to Hongze Lake using the Xin＇anjiang rainfall-runoff model. The upper area of Hongze Lake in the Huaihe Basin was divided into 23 sub-basins, including the surface of Hongze Lake. The influence of reservoirs and gates on flood forecasting was considered in a practical and simple way. With a one-day time step, the linear and non-linear Muskingum method was used for channel flood routing, and the least-square regression model was used for real-time correction in flood forecasting. Representative historical data were collected for the model calibration. The hydrological model parameters for each sub-basin were calibrated individually, so the parameters of the Xin＇anjiang model were different for different sub-basins. This flood forecasting system was used in the real-time simulation of the large flood in 2005 and the results are satisfactory when compared with measured data from the flood.     

河道洪水实时预报模型及在寸滩—螺山河段的应用

采用水力学和水文学相结合的方法，根据河道非恒定流的圣维南方程组，建立了河道洪水相应涨至预报模型和扩散波洪水预报模型，既可预报流量，又可预报水位。在模型的实时校正技术中，采用了具有时变遗忘因子的递推最小二乘实时校正算法，提高了参数实时跟踪能力和辨识精度。相应涨差实时预报模型和扩散波实时预报模型在寸滩－螺山河段上的应用均获得较好的效果。