基于k-最近邻筛选的BMA集合预报模型研究

针对冗余训练样本会降低BMA参数求解效率与精度问题,本文提出在BMA运算之前采用k-最近邻(k-nearest neighbor)算法筛选有价值训练样本,并用于BMA参数求解的改进模型。模拟试验在淮河王家坝站进行,分别以k-最近邻筛选、不筛选两种方案为BMA提供训练样本,统计分析两种方案中王家坝站流量模拟结果,评价BMA改进法的性能。模拟结果显示,采用k-最近邻样本筛选方法后,BMA模型对洪水过程以及洪峰的预报精度提升明显;概率预报结果的离散程度降低的同时,可靠性程度获得提升。k-最近邻样本筛选方法的引入,能够有效去除BMA模型训练样本中的冗余数据,以少量的样本获得更可靠的模型参数,改善集合预报性能。     

新安江模型河网消退系数与下垫面关系研究

为研究新安江模型河网消退系数C_s与下垫面之间的关系,以皖南山区29个中小流域为研究对象,首先采用SCE-UA算法率定河网消退系数C_s值;其次利用DEM资料提取各流域内的10个下垫面因子特征值;最后通过逐步回归分析、通径分析探讨C_s与各流域下垫面特征的综合关系。研究结果表明,下垫面因子中,流域平均高差和流域面积对C_s产生直接影响,而流域平均坡度表现为间接影响;采用逐步回归分析方法计算得到的C_s值与模型率定得到的C_s值相比,精度较高,具有统计意义,且不依赖于实测资料,可为模型在无资料地区推广应用提供依据。     

太湖流域平原水网城市生态补水措施研究

太湖流域独特的平原河网特性决定了其水环境治理和水生态保护的复杂性,为探究生态补水对平原水网中心城区河道流速和水质改善效果,以苏州市古城区为例,基于MIKE模型构建生态补水模型,并模拟3种不同生态补水方案对研究片区水动力和水质的改善程度。结果表明：通过新增补水水源、提升补水水量、增设生态堰坝等生态措施,可优化中心城区多源补水格局,完善补水体系,提升活水保证率,古城区重点河道断面水质均得到有效改善,且大部分提升至Ⅲ类及以上水平,可为改善平原水网中心城区河道水动力创造有利条件。     

江苏省太湖流域防洪除涝减淹面积分析

为分析近70年来江苏省太湖流域水利工程建设实施后产生的防洪除涝效益,选取不同降雨量级的典型年,利用太湖流域河网水文水动力模型,还原模拟工程前后遭遇典型年降雨的洪水位,结合面积、容积与高程关系曲线计算出典型年淹没面积,并建立淹没面积与典型年控制时段降雨量的相关关系,结果表明近70年来江苏省太湖流域减淹,效益十分显著。     

变化环境下水文模型在洛阳河流域中的应用

为了提高通胜山丘区来水模拟精度,解决通胜地区防洪安全问题,分析了洛阳河流域下垫面土地利用类型,并基于遗传算法构建水文模型进行洪水模拟。结果表明,近20年来,在现有气候、下垫面等变化环境下,洛阳河流域下垫面不同土地类型面积变化较大,快速城镇化使得旱地明显减少,水田增加11%,水面基本保持不变,水文模型参数也在发生动态变化,新水文参数与原始水文参数相差较大,前者模拟结果在径流深、洪峰、峰现时间、确定性系数4个方面均明显优于后者,可见基于遗传算法优化的水文模型参数能较好地反映现状下垫面水文情景。     

新时期背景下滆湖水生态修复中的水资源调控优化探究

新孟河工程引水后，现状工况下平水年(p=50%)时滆湖年内水位变化不能满足适宜水生植物生长的湖泊水位要求。为此研究在新孟河工程即将启动引水的新时期背景下，采用太湖流域一维河网水动力模型，以湖泊水生态修复中水生植物生长对滆湖水位的要求为目标，根据现行水资源调度下的目标实现情况，提出有利于滆湖水生植物生长的水资源调控优化措施。结果表明，在新孟河工程启动引水后，平水年(p=50%)时通过增加新孟河工程(界牌水利枢纽)在年内1月～3月与6月～7月的排江机会，同时减少区域其他沿江口门的引江机会，可以在满足平水年新增湖西区入湖水量25.2亿m³的前提下，达到适宜水生植物生长的调度目标水位要求。     

太湖流域湖西山丘区小流域水文模型适用性研究

选取太湖流域湖西山丘区具有代表性的洛阳河流域,收集了2016—2017年的实测洪水资料,采用API水文模型、新安江模型和太湖流域水文模型进行洪水模拟,分析各模型的适用性和模拟精度。研究表明,各模型在洛阳河流域的适用性较好,均取得了良好的效果,其中新安江模型模拟精度总体优于API模型和太湖流域水文模型,为湖西山丘区其他小流域的洪水模拟提供了参考。     

太湖湖西山丘区中小流域产汇流模型研究

针对目前太湖流域大多数山丘区域缺乏水文资料且没有固定成熟的产汇流计算模式等多种问题,在地理信息系统技术基础上,利用传统的平原区产汇流计算采用的瞬时单位线,结合新安江模型的地貌单位线构建了两套模型,将其运用于太湖湖西山丘区中小流域,选取具有少量水文资料的洛阳河流域进行验证,将模拟径流与实测数据进行对比。应用结果表明:地貌单位线产汇流模型可以较好地适用于该流域的产汇流计算。     

基于地貌单位线汇流的新安江模型在洛阳河流域中的应用

针对无资料地区的洪水预报和设计洪水计算常受到降雨流量等资料制约的问题，以洛阳河流域无资料地区为例，通过DEM数据提取洛阳河流域霍顿地貌参数，计算洛阳河流域地貌单位线，从而建立起流域汇流与地貌参数之间的响应关系，并采用三层蒸散发和蓄满产流模型，构建基于地貌单位线汇流的新安江模型，同时结合遗传算法和客观优选法思路对洛阳河流域洪水进行模拟演算，并与传统的新安江模型结果进行对比分析。结果表明，基于地貌单位线汇流的新安江模型能取得较理想的模拟结果，可为中小河流无资料地区的水文分析计算提供可靠的技术支撑。