基于防汛需求的降雨预报精度评估方法

针对现有研究对降雨预报精度评价大多着眼于测站或流域的总量误差,很少考虑降雨预报的空间分布、时程分配误差这一问题,提出一种综合时程、空间、总量等3个维度的降雨预报精度评价方法。在量级上,建立以相对误差为基础的量级评价指标;在空间上,引入容差区间,考虑全流域网格后得出空间分布评价指标;在时程上,采用确定性系数评价时程的匹配度,得到时程分配评价指标。选取甬江流域近年的预报和实测数据为例,采用上述方法对多种数值预报模式的进行了综合评价。结果表明:提出的评价方法能够挖掘出传统评价方法未充分关注的时程分配等要素。因此,该方法能够较好地基于防汛场景需求评价流域降雨预报精度,也可为多种预报模式的融合应用提供依据。     

基于DEM的黄河多沙粗沙区分布式水沙耦合模型研究

基于栅格型DEM数据,提取数字水系和空间拓扑信息,构建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年～1989年11场洪水进行流量沙量过程模拟.其中10场洪水模拟的确定性系数在0.7以上,11场洪水的含沙量模拟相对误差都在15%以下.结果表明,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.     

三峡工程对葛洲坝枢纽下游近坝段水位与航道影响研究

根据实测地形和水文泥沙资料,分析了葛洲坝枢纽运用后宜昌河段的河床冲淤变化、推移质和床沙的粗化以及枯水位的变化。由数学模型计算和物理模型试验成果,预测了三峡工程施工期及初期运用阶段葛洲坝枢纽近坝段水位下降及对通航的影响。     

海绵城市建设中雨水资源利用潜力评价研究

对雨水进行吸纳和利用是海绵城市建设的初衷。以雨水资源为研究对象,构建了基于雨水资源化条件、雨水资源化可实施程度、区域生态环境状况、经济可行性与综合雨水需求率的海绵城市建设中雨水资源利用潜力评价体系,利用层次分析法与模糊综合评价法对海绵城市建设中雨水资源的利用潜力进行评价。以浙江省临海市海绵城市建设试点区为例,通过综合径流系数法计算出,该地区在实施海绵城市建设后可增加雨水资源利用量28. 46×10~4m~3;通过运用评价体系对该区域雨水资源的利用潜力进行评价。评价结果表明:该区域雨水资源利用潜力为Ⅰ级,雨水资源利用潜力大,即雨水资源丰富且可实施条件充裕。这与综合径流系数法计算出来的结果有较好的一致性,说明评价体系具有一定的合理性。从而为其他开展雨水利用工作的区域提供了基础的评价方法和理论支撑,具有一定的工程意义。     

黄河流域干流河段水资源调配多目标优化模型

目前黄河水资源的分配手段仍存在不少问题,用水量同比例丰增枯减不利于黄河水量的合理利用,传统的调度方式也无法使资源、社会达到协调发展。根据黄河水资源的实际情况,考虑各地区用水的公平合理性,建立黄河干流河段多目标优化配水模型,采用改进遗传算法来求解河段优化配水问题。结果表明:经过改进遗传算法的优化求解,可以将黄河干流水资源量科学合理地分配到各河段,全区缺水率控制在10%以下,并且满足河道断面的生态流量需求,符合社会、生态对于水资源开发利用的要求,最大程度地发挥了水资源的综合效益。     

区域用水需求驱动因子诊断研究

用水需求增加与水资源短缺之间的矛盾使得水资源成为制约区域社会经济发展的瓶颈。在明确给定供水量的前提下,通过提高用水效率和效益,防止水质污染来满足用水需求,实现从传统的供水管理向需水管理转变的新治水思路。在需水管理视阈下以江苏省为研究对象,采用德尔菲法从生产、生活和生态用水3方面分析影响用水需求的关键指标,运用因子分析法诊断出驱动用水需求的公共因子包括农业因子、经济发展因子、人口因子和生态因子。研究结论将为区域优化用水结构、落实最严格水资源管理制度提供决策依据。     

典型山区小流域河床结构分布研究

本文选取了长江上游支流吊噶河作为典型小流域,通过详尽的实地现场考察,对吊噶河流域中河床结构的发育分布规律及其影响进行了统计分析。结果表明,河床演变过程中水流与河床结构相互适应与调整,不断趋向于平衡状态。河床结构越强的河段,消耗水流能量越大,从而接近平衡时能维持的坡降也往往越大。如果河段中坡降过大而河床结构没有充分发育,则河段因此处于不平衡状态,床面将受到冲刷。历史上经历剧烈下切作用的河段如V型深沟段,常常因发育较强的河床结构,维持住了高坡降,从而形成山区河流纵剖面上常见的台阶状突起。     

南水北调中线工程运行风险分析

将南水北调中线工程分解为交叉建筑物、输水干渠工程、穿黄穿漳工程、控制物等四大系统,根据各系统运行不同特点和破坏机理,采用相应的风险分析方法,建立了各系统工程运行风险因子识别体系和评价结构模型.通过对中线工程运行风险定性定量计算,实现了工程各系统运行风险等级划分.进而根据风险分析结果给出相应的降低风险的控制措施和对策,为南水北调中线工程安全运行管理提供有益参考.     

湿润地区坡面土壤含水率时空变异性研究

通过野外观测数据分析,研究湿润地区坡面尺度土壤含水率的时空变异性。利用频域反射(FDR)传感器在1年内以1次/h的观测密度连续监测近地表24个位置及2个剖面上12个位置的土壤含水率。利用变异系数和半方差图方法,分析了研究区域内不同空间位置上土壤含水率的时间变异性和不同季节土壤含水率的空间变异性。结果表明,在太湖流域地表附近土壤含水率呈中等或者中等偏弱变异性;土壤性质、地形、植被、气象和人类活动等因素影响了土壤水分的时空变异性;不同要素在时间变异性和空间变异性上影响力不同,并且不同季节有不同的主导影响因素;不同季节土壤含水率半方差具有相似的模式,这与各因素作用的强弱有关。     

基于DEM的河道断面构造改进方法及洪水演进精度评估

基于高精度数字高程模型（digital elevation model，DEM）数据，采用直接提取法和改进的断面构造法获得河道断面数据，将上述2种方法提取的河道断面数据作为水动力学模拟软件HEC RAS(hydrologic engineering center′s river analysis system)的主要输入，开展一维和一二维耦合水动力学数值模拟，使用实测的河道断面数据进行结果对比分析，评估不同河道断面快速获取方法的效果。将研究方法在美国佛罗里达州迈阿密河下游河段进行应用，选取2004、2014和2017年3场典型洪水，分析2种不同断面形态下洪水演进模拟结果的差异。结果表明，直接提取高精度DEM所得的河道断面数据在准确性上仍有欠缺，采用断面构造法修正后的河道断面数据模拟出的洪水水位与观测水位的均方根误差(RMSE)小于0.1 m，与实测结果十分接近，在缺少河道断面资料的地区可替代实测断面，获得可信度较好的模拟结果。