基于数字地球的洪水淹没分析及仿真研究

针对洪涝灾害中洪水淹没问题,采用现代信息技术对洪水进行淹没分析和三维仿真。基于瓦片金字塔模型生成研究区域的三维地形,在此基础上按照精度要求构建指定步长的矩形格网模型,对给定洪水水位值和洪水量已知的两种情况分别进行洪水淹没分析,提出洪水淹没仿真系统体系,采用三维仿真技术对洪水淹没进行三维仿真进行淹没过程的三维仿真。实例表明,方法具有较好的实用性,对防洪决策及洪灾后评估等具有重要意义。     

面向城市内涝的应急管理流程及快速应对方案研究

将城市内涝问题当作突发事件去应对,参照过程化管理模式,从应急管理设计角度出发,建立城市内涝规范化应对管理流程。按照国家应急预案编制体系要求,建立应急预案库和实例事件库。在实际应对过程中,结合前期研究成果,在综合集成平台上运用组件知识图技术,从预案库和实例事件库中快速筛选出适用于当前事件的应急预案,通过平台的修改快速生成新的应对方案,滚动式更新直至事件结束,从而对突发事件做出快速响应和应对,具有可操作性和可信度,可以提高城市内涝应对处置效率,有效缓解城市内涝带来的灾害和影响。     

水库群供水优化调度的改进蚁群算法应用研究

针对水库群供水优化调度问题,建立改进蚁群算法求解带罚函数的水库群供水优化调度数学模型,重点研究蚁群算法的改进。在对传统蚁群算法研究的基础上,提出一种自适应调整信息素挥发系数、信息量及转移概率的改进蚁群算法,克服传统蚁群算法收敛速度慢且容易陷入局部极值等方面的缺陷,并将其应用于黑河三水库联合供水优化调度中。与传统蚁群算法优化结果的比较表明,应用改进蚁群算法的优化调度结果较传统蚁群算法更为合理,该算法有利于提高计算效率、优化质量及改善收敛性能,为解决水库群供水优化调度问题提供了新方法。     

基于文献计量的我国城市内涝研究进展

以CNKI中国期刊全文数据库中2000-2015年的城市内涝研究相关文献为基础,采用文献计量软件SATI对已发表文献的年度频次、高频关键词以及期刊来源进行统计分析,借助Ucinet绘制高频关键词网络知识图谱,运用SPSS软件对20个高频关键词进行共词网络、聚类和多维尺度分析。结果发现,城市内涝主要研究热点包括城市内涝机理研究、城市内涝过程仿真与模拟、城市内涝应对管理,城市防洪排涝体系建设仍是重要的研究内容,海绵城市建设和低影响开发的研究将会是新的研究热点与发展趋势。     

西安市多水源联合调度模型及应用

在分析西安市城市供水系统现状的基础上,构建了基于调度规则控制的西安市多水源联合调度模拟模型。通过对水资源系统用水户和供水户等主要环节所涉及的要素和相互链接关系进行分析,抽象概括出系统中的主要对象,建立了满足西安市联合调水目标要求的多水源联合调水系统网络结构图。模型以1956-2010年的长系列水文资料和规划水平年需水预测为依据,进行了供需平衡分析,得到了不同情况下的多水源联合调度结果,并针对水资源供需矛盾,提出具体的应对措施。     

基于3S的移民工程信息化平台设计与应用

针对移民工程信息无法充分展示导致整个工程决策困难的问题,分析移民工程信息平台的需求,设计了基于3S的移民工程的信息化平台,并描述其中关键技术及功能模块。将此平台应用于引汉济渭工程。结果证明,该平台从时空上充分展示了移民工程的相关信息,较其他非3S信息化平台更透明、易操作、易决策,也为其他流域或地区移民工程信息化建设提供了示范与借鉴。     

泾河流域径流量变化特征研究

通过分析张家山典型水文测站长序列径流量变化情况,揭示泾河流域径流量演变规律,预测未来变化趋势。采用线性回归、滑动平均法、Mann-Kendall检验分析泾河流域径流量变化特征,采用有序聚类法和滑动t检验分析突变点,采用R/S法对流域径流量的未来变化趋势进行预测。结果表明:张家山站径流量年内分配不均,主要集中在7-10月,占到全年径流量的近70%。从年际变化趋势来看,年径流量、汛期径流量与非汛期径流量丰枯年份交替频繁,突变点在1996年左右,其中汛期径流量波动性与年径流量波动性相似程度更高,非汛期波动相对平稳。张家山站在1950 s至1980 s年代平均径流量较大,处于偏丰年代,1990s至2010s年代平均径流量小于多年平均值。年径流量、汛期径流量与非汛期径流量均呈现出显著减少趋势,其Hurst指数均大于0. 5,表明未来与当前趋势有一定持续性,预测未来将呈现持续减少趋势。     

基于集对分析法的渭河中下游径流变化特征研究

对渭河流域中下游径流的时空变化进行分析,为流域地表径流的深入研究和合理开发利用提供基础数据。利用渭河流域中下游典型水文站的实测数据,采用线性倾向法分析年径流量变化趋势,采用集对法分析径流量的空间变化特性。结果表明:20世纪70年代以来,渭河流域径流量呈现减少趋势,各站年径流量的变化趋势相似;渭河中下游各水文站年径流量空间变化上存在一定的同步性。基于集对原理的水文分析方法简单方便、结果合理,在水文水资源领域的径流空间变化特性分析研究中具有推广和应用价值。     

水利工程三维可视化仿真研究与应用

针对目前水利工程建模过程复杂和效率低等问题,提出基于World Wind的水利工程三维建模方法。设计了三维建模流程,基于World Wind搭建三维数字地球平台,构建三维可视化模型,并实现模型在平台上的加载与管理。以陕西省引汉济渭工程为例,建立可视化环境,开发水库三维模型,并在数字地球平台上实现水库模型的加载与展示。实例表明:基于World Wind的数字地球平台具有较好的扩展性与可视化效果,提出的水利工程三维建模方法能够有效实现水利工程的三维可视化仿真,具有较好应用价值和推广前景。     

基于PSR与贝叶斯网络的城市内涝灾害情景分析

气候变化和城市化进程加快双重影响下,城市内涝灾害事件频发广发,灾害损失严重,受到广泛关注。基于贝叶斯网络模型将城市内涝灾害事件划分为压力-状态-响应3个阶段,采用Netica软件对正常和极端状态下城市内涝灾害事件演化过程进行分析,通过揭示内涝灾害事件动态演化过程为城市防洪减灾、应急管理及其科学应对提供理论依据。以西安市典型内涝灾害事件为例对模型进行应用,结果表明:正常状态下,最大降水强度和单次降水历时在偏大范围概率较大,但平均降雨在偏小范围概率较大,说明城市内涝灾害事件具有降雨量大且时间集中的特性;中心城断路个数和受灾面积在内涝发生时极有可能受到波及,且应急预案多为Ⅱ级,说明城市内涝灾害一旦发生,造成的影响较为严重。极端状态下,当最大降水强度达到最大范围时,会发生较为严重的城市内涝,此时最大积水深度、中心城积水断路个数以及受灾面积都极有可能达到最大范围;当最大积水深度达到最大范围时,防汛救援人数达到最大范围,但应急响应速度提高较少,因此可以加强模拟演练和快速应急决策提高应急响应速度,减少城市内涝灾害损失。