基于WRF的城市热岛效应高分辨率评估方法

为解决城市总规尺度气候评估工具缺乏的问题,分析了不同气候评估方法的特点和应用范围,研究了气象学工具WRF在城市热岛效应评估中的应用方法及有效性。建立了针对城市总规尺度的高精度城市规划信息数据库、气象数据库生成WRF模拟边界的方法;明确了高精度城市热岛效应模拟所需的WRF物理方案。以沿海城市大连夏季典型晴朗高温天气为例,利用WRF模型进行了300 m的高分辨率模拟。结果表明,WRF可以较好地模拟出城市热岛效应的强度和时空变化;将模拟结果与气象站和现场观测值进行了对比,两者变化趋势一致,偏差在可接受的范围之内。     

基于SWMM的铁心桥实验基地内涝防治效果模拟

基于南京水科院铁心桥实验基地的地形、下垫面条件等数据构建了SWMM,模拟了实验基地象目湖观景平台和水上餐厅两个监测点在不同降雨重现期、低影响开发措施、溢流孔设置和水泵强排条件下受淹情况。结果表明,初始水位较低(25.1 m)时,象目湖遭遇500年一遇的降雨事件时水位并未抬升至水上餐厅。初始水位较高(25.6 m)时,200年一遇和500年一遇的降雨事件中水上餐厅受淹持续时间分别为7 h和11 h。采用集水池、雨水花园和生物滞留池3种LID措施对象目湖水位峰值影响模拟结果显示,在5年或10年一遇的降雨事件中雨水花园和集水池可以分别降低象目湖峰值水位0.06 m和0.02 m,生物滞留池没有削减峰值水位。在降雨量为218.5 mm的20160707次降雨事件中LID措施削减象目湖水位效果不明显。水泵抽排流量越大,象目湖水位越早回落到观景平台以下。LID在应对造成城市内涝的低频次、短历时强降雨方面作用有限,铁心桥实验基地象目湖内涝防治应以加强水文气象预测和水位管理、加大溢流孔尺寸和采用水泵强排等措施为主。     

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.     

济南主城区不透水地表分布分析及其水文效应

以济南市主城区范围为研究区,通过现场调研、遥感解译和划分标记的手段获取并探究其不透水地表分布。研究发现,济南市主城区范围内绿化率达到33.9%,不透水面积占比为65.3%。采用HIMS-SWMM模型进行小时尺度径流模拟,据此探究济南市主城区范围内各行政区不透水地表格局下其径流系数的变化情况。以2016年7-8月降雨作为输入,整个研究区共降水125.23mm,下渗量为36.33mm,产生的径流量为88.9mm,整个济南市主城区总体径流系数为0.71。各用地类型的不透水面占比与径流系数有较强的线性关系,其变化分为阈值型和渐变型。对于阈值型用地类型,可进行较为集中的绿化措施或LID措施;对于渐变型用地类型,可采用放缓的逐步绿化或LID措施,在集中改善阈值型用地类型的不透水面占比的同时,辅以较小范围的改善措施,以达到较为经济有效的防止内涝目的。     

不完备系统多准则决策的云PDR方法

针对多准则决策问题的意义以及经典粗糙集方法在不完备系统方案排序问题中的不足,在前人基于概率优势关系(PDR)排序方法的基础上,结合云理论提出了基于云概率优势关系的不完备系统多准则决策方法,即云PDR排序法。将期望、熵、超熵等参数引入PDR方法,充分考虑了决策的模糊性、波动性和随机性,评价过程和结果更加客观全面。以煤炭资源型城市为例进行应用研究,获得其中各城市发展水平及其波动情况的排序,并通过与其他方法结果的比较验证了本文方法的优势与有效性。     

快充纯电动BRT运营效果评价方法

针对快充纯电动快速公交(bus rapid transit,BRT)系统的运营效果评价问题,提出基于快充纯电动公交车辆运行特性与BRT运营特点的评价方法.首先,分析快充纯电动公交车辆在BRT中的适用性,从运营车辆性能、设施水平、乘客服务水平、经济效益等角度出发,建立包含燃油车辆替换率、动力电池衰减率、充电设施供需平衡关系等9项细化指标的快充纯电动BRT运营效果评价指标体系;其次,采用灰色聚类方法,构建快充纯电动BRT运营效果评价模型;最后,以金华市国内首条纯电动BRT线路为例,进行运营效果评价.与实际运营情况调查结果对比后发现,相比传统BRT运营效果评价方法,该方法更能真实、有效地反映纯电动BRT的实际运营效果.     

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。