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基于通用模型平台的秦淮河流域水文预报技术探讨

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中国防汛抗旱 2024年第9期34卷 15-20页

作者：冯俊黎东洲马剑波范子武吴皓明刘国庆梁云辉江苏省秦淮河水利工程管理处南京210022 南京水利科学研究院南京210029 水利部太湖流域水治理重点实验室南京210029 南京瑞迪水利信息科技有限公司南京210029 江苏省水利勘测设计研究院有限公司扬州225127

秦淮河流域位于长江下游,其上游为山区、中游为平原、下游为感潮河网,流域内干支水系叶脉相连,水库、圩区、闸坝等水利工程众多,快速在线滚动洪水预报富有挑战。基于江苏省防汛抗旱预警调度智慧决策系统平台,研究了降雨径流、河段洪水... 详细信息

秦淮河流域位于长江下游,其上游为山区、中游为平原、下游为感潮河网,流域内干支水系叶脉相连,水库、圩区、闸坝等水利工程众多,快速在线滚动洪水预报富有挑战。基于江苏省防汛抗旱预警调度智慧决策系统平台,研究了降雨径流、河段洪水演进、水库调洪等各类通用模型及其算法,考虑流域上游大中型水库及其调度影响,划分了适用于秦淮河水系特点的分布式预报单元,构建了秦淮河流域洪水预报模型,以2024年7月暴雨洪水前垾村控制断面为例进行验证。结果表明,利用在线通用模型算法能够实现快速洪水预报方案构建及其模拟计算,并且具备较好的准确度,可为秦淮河流域洪水预报与调度决策提供有力的技术支撑。

关键词：洪水预报秦淮河流域通用模型平台多模型耦合

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双库洪水联合调度实况复盘及影响分析

水利规划与设计 2024年第6期 89-93,115页

作者：黎东洲刘国庆杨光柳杨巢予恬洪磊铁瀛南京水利科学研究院江苏南京210029

沙河、大溪水库位于太湖流域湖西山丘区,库区深山重叠,径多流长拦蓄少,洪、旱频繁灾交叉的特点,对湖西区山丘区洪水起着重要的调蓄作用。以2016、2021年实况洪水联合调度为例,通过构建一二维耦合水动力模型进行模拟复盘,分析并验证沙河... 详细信息

沙河、大溪水库位于太湖流域湖西山丘区,库区深山重叠,径多流长拦蓄少,洪、旱频繁灾交叉的特点,对湖西区山丘区洪水起着重要的调蓄作用。以2016、2021年实况洪水联合调度为例,通过构建一二维耦合水动力模型进行模拟复盘,分析并验证沙河、大溪双库运行的实况调度过程,复演水库下游溢洪道两岸淹没影响,提出了相关调度与工程措施建议。研究表明:适当拓宽、下挖河道,加高下游堤防以及局部调蓄,能够显著降低下游淹没风险,为水库调度留有富余空间。

关键词：联合调度水动力模型洪水复盘洪水淹没

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石笼网护岸结构强度和变形特性试验研究

湖南大学学报（自然科学版） 2021年第5期48卷 140-147页

作者：张桂荣张家胜何宁汪璋淳罗紫婧水文水资源与水利工程科学国家重点实验室(南京水利科学研究院) 江苏南京210024 中冶华天工程技术有限公司江苏南京210019

石笼网内填石料的填充率与石笼单体结构强度指标是石笼网生态护坡技术研究中的关键指标.采用室内石笼网填充率试验,进行了填石料的最小干密度与颗粒级配相关性研究,确定了石笼网单体结构大型直剪试验中填石料的级配曲线.利用NHRI-4000... 详细信息

石笼网内填石料的填充率与石笼单体结构强度指标是石笼网生态护坡技术研究中的关键指标.采用室内石笼网填充率试验,进行了填石料的最小干密度与颗粒级配相关性研究,确定了石笼网单体结构大型直剪试验中填石料的级配曲线.利用NHRI-4000型高性能大接触面直剪仪,进行了相同粒径和剪切条件下有无石笼网的填石料剪切比对试验.试验结果表明:石笼网填充率随逊径颗粒含量的增大而增大;当试样粒径小于40 mm的颗粒(P<40)的质量分数为60%时,结合一定的击实措施,石笼网内碎石能达到最佳填充效果,填充率为72%,满足设计指标要求.石笼网结构是由填石料与石笼网组成的复合体,有石笼网的填石料抗剪强度远大于没有石笼网的填石料抗剪强度;石笼网的弹性模量远高于填石料的弹性模量,石笼网的"环箍"效应限制了填石料间颗粒的移动,增加了填石料整体稳定性;在变形特性上,除石笼单体结构整体延展性较大外,其发生应变软化和硬化的情况与一般粗粒土的变形特性基本一致.

关键词：石笼网填充率大型直剪试验抗剪强度应力-应变特性

粉砂土岸坡三维加筋生态护坡结构力学效应研究

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岩土工程学报 2018年第S2期40卷 91-95页

作者：王晓春王远明张桂荣李登华张家胜黑龙江省三江工程建设管理局东北林业大学工程技术学院南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室

加筋生态护坡是土工织物与植草相结合形成的一种护坡形式,在保证工程生态性的同时大大提高了生态护坡的强度,有广泛的应用前景。以黑龙江同抚堤防工程粉砂土岸坡防护工程为例,开展了三维加筋生态护坡结构的现场原位测试与加筋土体力学... 详细信息

加筋生态护坡是土工织物与植草相结合形成的一种护坡形式,在保证工程生态性的同时大大提高了生态护坡的强度,有广泛的应用前景。以黑龙江同抚堤防工程粉砂土岸坡防护工程为例,开展了三维加筋生态护坡结构的现场原位测试与加筋土体力学特性室内试验研究,揭示了该护坡技术固土护坡力学效应。试验结果表明:对比纯植被护坡和遮阳网表层覆盖护坡方式,三维加筋生态护坡结构对土体加筋作用最为有效。土工网可以帮助植被根系在岸坡表层形成良好的加筋层,而植被根系则帮助土工网与岸坡土体更紧密地结合。加筋生态结构效果主要表现为增加了土体黏聚力,但对内摩擦角影响不大;一个生长周期内草本型植被根系加筋区域集中在地面以下20cm左右的深度;土体含水率和含根量对根土复合体抗剪强度有明显影响,随着土体中含根量和含水率的增加,根土复合体抗剪强度呈先增加后减少的趋势,即对于高羊茅这类抗剪型根系,其加固土体时存在最佳含根量和含水率使其强度最高。

关键词：加筋生态护坡三维土工网垫植被根系抗剪强度边坡稳定性

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河流冲刷作用下石笼网生态护坡技术研究

水利水运工程学报 2018年第6期2018卷 112-119页

作者：张桂荣张家胜王远明邵勇南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏南京 210029 河海大学，江苏南京 210098 黑龙江省三江工程建设管理局，黑龙江哈尔滨 150040 江苏省水利工程建设管理局，江苏南京 210029

与传统护坡相比,生态护坡强调在满足岸坡稳定性的同时达到修复生态、保护环境的目的。概括了河流岸坡生态护坡的内涵和特点,总结了常用于河流岸坡的生态护坡技术,重点介绍了石笼网生态护坡作为一种柔性护坡方式在国内外研究进展及其在... 详细信息

与传统护坡相比,生态护坡强调在满足岸坡稳定性的同时达到修复生态、保护环境的目的。概括了河流岸坡生态护坡的内涵和特点,总结了常用于河流岸坡的生态护坡技术,重点介绍了石笼网生态护坡作为一种柔性护坡方式在国内外研究进展及其在工程中的应用。通过对已有理论和试验的分析,阐明了影响石笼网结构护坡性能的主要设计参数。在此基础上,结合工程中出现的问题,提出需要进一步研究的内容:石笼网结构抗冲刷特性研究、石笼网填石料级配、厚度与抗冲流速关系的研究及石笼网与植被的结合试验研究。通过对石笼网结构的深入研究,以获取更多的理论支撑,进一步优化石笼网结构的设计,更好地指导工程实践。

关键词：河流岸坡生态护坡技术石笼网结构设计参数

Copula-MCP洪水概率预报方法研究与应用

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中国农村水利水电 2020年第1期 125-129页

作者：沈婕梁忠民胡义明王军李彬权河海大学水文水资源学院南京210098

常用的洪水概率预报方法一般都采用了正态化变换与线性假设,可能会导致信息的丢失,也影响了其对洪水过程的适用性。鉴于此,将Copula函数与模型条件处理器MCP相结合,不需要正态-线性条件约束,直接推求以预报值为条件的流量分布函数,构建C... 详细信息

常用的洪水概率预报方法一般都采用了正态化变换与线性假设,可能会导致信息的丢失,也影响了其对洪水过程的适用性。鉴于此,将Copula函数与模型条件处理器MCP相结合,不需要正态-线性条件约束,直接推求以预报值为条件的流量分布函数,构建Copula-MCP的洪水概率预报模型。以淮河王家坝断面为例,在经验降雨径流模型API的确定性预报结果的基础上,采用Copula-MCP模型实现洪水概率预报。对1990-2010年共25场洪水的研究结果表明:Copula-MCP模型优于MCP模型的概率预报结果,Copula-MCP模型的期望值预报亦优于API模型结果。

关键词：洪水概率预报 Copula-MCP 条件概率分布 API模型

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基于多模型MCP方法的洪水概率预报

南水北调与水利科技 2018年第6期16卷 39-45页

作者：王艳兰梁忠民王凯罗俐雅河海大学水文水资源学院南京210098 淮河水利委员会水文局(信息中心) 安徽蚌埠233001 江苏省水文水资源勘测局南京210098

洪水概率预报通过提供具有一定置信度的预报区间,评估预报结果的可靠度,为防洪调度提供重要依据。以淮河关键防洪断面王家坝为研究对象,分别采用API和新安江(XAJ)确定性模型进行初始的确定性预报,在此基础上,再采用模型条件处理器(MCP)... 详细信息

洪水概率预报通过提供具有一定置信度的预报区间,评估预报结果的可靠度,为防洪调度提供重要依据。以淮河关键防洪断面王家坝为研究对象,分别采用API和新安江(XAJ)确定性模型进行初始的确定性预报,在此基础上,再采用模型条件处理器(MCP)推求不同量级洪水预报流量的条件概率分布函数,实现洪水概率预报。分别从中位数的确定性精度评价和概率预报的可靠度评价两方面对预报结果进行分析,结果表明:MCP洪水概率预报结果不仅具有较高的可靠度,而且其中位数预报与确定性模型结果相比,预报精度整体有所提高,说明MCP具备一定的校正预报能力。

关键词：洪水概率预报模型条件处理器 API模型新安江模型

常州市运北主城区畅流活水方案设计与现场验证

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水利水运工程学报 2019年第5期2019卷 10-17页

作者：柳杨范子武谢忱刘国庆杨帆潘小保南京水利科学研究院

为改善常州市运北主城区水环境,采用数学模型计算和现场试验验证相结合的方法,开展畅流活水水环境提升方案研究。依据常州市区域地形和水系情况,确定主城区引水水源、引排格局和引水水量,结合现状工程条件,提出“利用长江优质水源、打... 详细信息

为改善常州市运北主城区水环境,采用数学模型计算和现场试验验证相结合的方法,开展畅流活水水环境提升方案研究。依据常州市区域地形和水系情况,确定主城区引水水源、引排格局和引水水量,结合现状工程条件,提出“利用长江优质水源、打造两条清水通道、新建四座活动溢流堰、形成三级水位差”的畅流活水方案。基于Infoworks ICM构建常州市主城区水动力数学模型,模拟澡港河入口水位3.80~4.00 m多种方案下,运北主城区内部河道流量分配情况,确定最佳入城水位,并结合现场试验验证了活水效果。结果表明,常州市运北主城区畅流活水方案实施后大部分河道流量显著增加,流速达7 cm/s以上,多项水质指标达到Ⅲ类及以上水平。研究成果可为其他平原河网地区水环境提升提供借鉴。

关键词：平原河网畅流活水 Infoworks ICM 数值模拟现场试验水环境

基于同步原型观测的水质改善效果敏感性分析与应用

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水利水运工程学报 2019年第5期2019卷 1-9页

作者：刘国庆范子武王波柳杨王蔚南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室

将无锡运东大包围调水试验过程划分为背景期、调度期和恢复期3个阶段,通过长系列河网水动力-水质多要素同步原型观测,获得河网干支流水动力特性,掌握不同控制断面水质指标的变化规律,并分析水动力过程对不同水质指标改善的敏感性。在此... 详细信息

将无锡运东大包围调水试验过程划分为背景期、调度期和恢复期3个阶段,通过长系列河网水动力-水质多要素同步原型观测,获得河网干支流水动力特性,掌握不同控制断面水质指标的变化规律,并分析水动力过程对不同水质指标改善的敏感性。在此基础上,基于引水流量、汊道分流比、河网流速、水位以及水质改善幅度控制阈值,论证白屈港-严埭港-转水河-环城河-古运河沿线主引水通道的可行性与存在的问题,构建区域精细化河网水动力模型,在模型率定验证基础上模拟了高水位单通道自引泵排、低水位单通道泵引泵排、双通道自引泵排运行方案,比选了不同生态补水方案的水动力与水质效果,为无锡运东大包围畅流活水方案制定提供了研究方法与数据支持。

关键词：原型观测河网模型生态补水畅流活水水动力水质敏感性分析