雨水泵站水泵机组启停优化

为解决雨水泵站运行过程中存在的水泵频繁启停问题,提出一种水泵机组启停优化方法.该方法通过分析泵站的设计参数和水泵机组运行原理,建立启泵水位优化模型,并运用暴雨洪水管理模型(storm water management model,SWMM)和粒子群优化算法(particle swarm optimization algorithm,PSO)对模型求解,最终得到水泵机组的最优启泵水位.通过实例将优化方法与传统的人工调试方法进行对比,验证了其可行性.研究结果表明:采用优化方法得到的启泵水位可使机组启停次数达到最小,实现了较好的水泵启停效果.同时优化方法也避免了复杂的人工调试过程,得出的优化结果为雨水泵站启泵水位的选取提供参考.     

桥梁对河流阻水影响的一个综合判别指标

针对桥梁对河流的阻水影响问题,基于河流能量观点提出了考虑河流能量与桥梁阻水比双因素的综合判别指标η,应用其讨论了山区河流和平原区河流修建桥梁对河流的阻水影响。结果表明:综合判别指标η可以有效地区分相同桥墩布置形式桥梁对不同类型河流的阻水影响;综合判别指标η可以指导桥墩在河流中的合理布置,有效减小桥梁对河流的阻水影响,与桥梁阻水比、单宽流量等指标在指导桥墩合理布置方面起到相同效果。该研究成果在一定程度上弥补了一般桥梁阻水比指标的不足。     

甬江感潮河流上下游码头群对河道行洪的联合影响

为分析甬江上下游码头群对河道行洪的联合影响,基于Delft3D数学模型开展了典型潮洪条件下甬江上下游不同码头群对河道水流特性的影响研究,结果表明:单段码头群位置距河口越远,或码头分布越密集,引起的水位壅高程度越大;在不同码头群共同产生壅水影响的区域,全河段码头群引起的河道洪水位变化比各码头群单独影响时增大,在不同码头群产生水位壅高和降低影响的河段,全河段码头群作用下水位影响部分相抵,但由于降低幅度小于壅高幅度,河道洪水位变化仍呈增大状态;码头群工程局部流速减少区域和外侧河道流速增加区域均呈带状分布,全河段码头群联合作用加剧了单段码头群引起的河道流速的变化且流速减小程度较流速增加程度大。     

A customised approach to determining the geomorphic effectiveness of small flood events in a regulated river

The construction of dams significantly alters flow and sediment regimes with subsequent deleterious effects on the morphological and ecological character of rivers. Effective experimental floods can ameliorate the downstream geomorphic impacts of dams. The traditional view is that large floods are required to perform effective geomorphic work, and the geomorphic outcomes of small floods are often overlooked. Many river restoration frameworks do not consider small floods. Yet, there is evidence that the hydrological characteristics that ameliorate specific geomorphic impacts in a river are unique to each river, and a customised approach to setting the right mix of floods (including small experimental floods) is needed. In this study, we modify an existing flood effectiveness model developed for large floods, for determining the geomorphic effectiveness of small floods in a highly regulated Australian river. Two flood classes were added to the model (medium peak stream power and moderate total energy expenditure), and the flood power characteristics were rescaled to reflect the relative difference in the magnitude of the small floods and the magnitude of the geomorphic work performed. Using a step‐wise approach, this customised model determined the geomorphic effectiveness of small floods. The best flood for ameliorating the geomorphic impacts of flow regulation had medium to long duration (10 to 51 days), high peak unit stream power (77 to 123 Wm^?2) and moderate to large total energy expenditure (78,600 to 342,320 × 10³ J). This approach to determining flood effectiveness for small floods is applicable to other geomorphically impacted river channels downstream of dams and can be used to inform experimental flood releases for geomorphic outcomes.     

新疆1949—2019年洪水灾害调查与特征分析

洪水灾害是新疆最严重的自然灾害,调查并研究洪水灾害的特征与规律对防洪减灾有重要意义。本文通过调查新疆洪水灾害相关的年鉴、公报、简报及文献资料等,统计分析了新疆1949-2019年近71年主要洪水灾害,给出了洪水灾害的时间及地域分布规律、灾害类型特征。对洪水灾害造成的直接经济损失及占国民生产总值的比例进行了统计分析,并重点对2006年以后的受灾人口与死亡人口、直接经济损失进行了分析。结果表明,虽然洪水频次与洪灾直接经济损失有增加趋势,但因灾死亡人口及直接经济损失所占GDP比重不断减少,并趋于平稳,防洪减灾效益明显。本文研究为新疆洪水灾害风险评估、防御应对与决策支持提供了借鉴参考。     

山丘区沿河村落山洪灾害受灾水位及危险区划分方法

随着山丘区小流域山洪灾害防御工作的精准化推进,山丘区河道沿岸局部重点区域(村落、集镇)已经成为山洪灾害重点关注对象。针对沿河村落开展暴雨洪水分析,定位村落内防洪能力最薄弱的居民户,计算受灾水位,分析不同频率洪水水面线下的淹没人口,绘制山洪灾害危险区是山洪灾害防御、预警工作的核心和难点之一。针对目前受灾水位和危险区划分存在的问题,根据现场调查和测量资料,综合设计暴雨洪水计算、水位-流量关系计算、点投影、点线关系判断等方法,提出了一种可行的受灾水位计算、受灾人口判定和危险区绘制方法。采用Matlab编程批量计算,以济南市小李庄村为例进行了应用实践。结果表明,该方法可准确定位防洪能力最薄弱的居民户,计算沿河村落受灾水位,判定居民户与不同频率洪水水面线的关系,从而较为精确地绘制山洪灾害危险区。     

多元优化算法在马斯京根模型参数优化中的应用

以2个实例为研究对象,利用一种新型群体智能算法——多元优化(MVO)算法优化马斯京根模型参数,并与相关文献中加速遗传算法等多种方法的优化结果进行对比。结果表明:MVO算法优化结果优于其他算法,利用MVO算法优化马斯京根模型参数,可以获得比相关文献更高的模拟精度,不但为精确估计马斯京根模型参数提供了有效方法,而且拓展了MVO算法在水文模型参数优化中的应用。     

西控工程对望虞河西岸地区防洪的影响

为了评估西控工程对望虞河西岸地区造成的防洪影响,以望虞河西岸为研究区域并结合其水文特性,构建了适合于模拟平原河网地区产汇流过程的MIKE11水文水力模型并利用当地降雨、水位等实测资料进行了率定。通过模拟50年一遇设计暴雨情况下的不同工况,得到研究区域内水系各节点的水位等要素变化情况,并依此分析了西控工程对望虞河西岸地区造成的防洪影响。结果表明:西控工程运行后,研究区域内重要节点的最高水位抬升明显,部分地区有遭受洪水淹没的风险;MIKE11水文水力模型对于分析平原河网地区河流沿线闸控影响具有较高的应用价值。     

基于同频率地区组成法的梯级水库联合防洪预报调度

在水库实际防洪预报调度过程中,洪水的自然特性直接影响其调度风险。为降低此风险,本文提出了基于同频率地区组成法的联合防洪预报调度模型。以最大防洪库容之和最小为目标,通过调洪演算得到由m种洪水组合与n个设计频率相结合的m×n种组合方案下的联合防洪预报调度和常规调度的调度风险指标。计算结果表明联合防洪预报调度相比常规调度降低了最高坝前水位与最大下泄流量,从而降低了调度风险,进一步针对联合防洪预报调度模型,应用动态规划法求得整个调度周期内的联合泄流调度方式。     

设计降雨特征的多变量分析方法

鉴于径流数据缺乏且难以长期监测,而降雨数据相对完整,通常假定降雨和径流同频率,以设计降雨作为前端输入进行水文分析.在重新定义设计降雨特征变量的基础上,针对目前普遍采用的基于单变量分析的暴雨强度公式法存在的不足,提出一种基于Copula函数的降雨特征多变量分析方法;并以广州1961—2012年历史降雨数据为例,分析了设计降雨量与降雨峰值组合风险概率.研究表明:基于Copula函数的降雨多变量分析能更加全面地反映降雨特征,有利于提高水文分析计算精度.该方法还可根据水文分析的需求进行2变量及以上的降雨特征量组合分析.