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基于陆气耦合模型的浙江省区域干旱过程预报分析

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人民长江 2024年第9期55卷 141-148页

作者：邱超刘茜元吴志勇何海许波刘李源浙江省水文管理中心浙江杭州310009 河海大学水文水资源学院江苏南京210098

干旱及其准确预报一直是水文气象领域研究的重难点问题。为探索准确可行的干旱预报方法,基于VIC模型与欧洲中期数值天气预报中心(ECMWF)预报气象数据建立的陆气耦合干旱预报模型,计算监测与预报土壤含水量,分析土壤含水量距平指数(SMAPI... 详细信息

干旱及其准确预报一直是水文气象领域研究的重难点问题。为探索准确可行的干旱预报方法,基于VIC模型与欧洲中期数值天气预报中心(ECMWF)预报气象数据建立的陆气耦合干旱预报模型,计算监测与预报土壤含水量,分析土壤含水量距平指数(SMAPI)的时空分布特征,在此基础上评估耦合模型对浙江省干旱的预报能力。结果表明:①从预见期来看,0~11 d预见期的SMAPI预报值与监测值在绝对误差、RMSE和R值上表现较好,即模型在旬尺度上预报效果最佳;②该模型的旬尺度预报可以在时间变化过程上准确把握未来干旱的发展趋势,在空间预报上与监测的SMAPI值网格分布一致性可达90%以上;③模型对浙江省西北少雨平原区预报性能更佳,且对土壤含水量变化较剧烈地区的旱情预报趋势描述更好。研究成果可为浙江省干旱灾害防范预警提供科技支撑。

关键词：干旱预测土壤含水量陆气耦合模型 VIC模型浙江省

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基于数值试验的河道汇流方法适用性分析

水文 2024年

作者：臧帅宏吴修广李致家刘昌军栾勇浙江省水利河口研究院(浙江省海洋规划设计研究院) 中国水利水电科学研究院河海大学水文水资源学院

目前用于洪水预报的河道汇流方法主要以水文学及简化的水力学方法为主，由于差分格式以及动力方程简化形式的不同，这些方法的适用范围存在一定的差异，需要通过将这些简化的方法与完全的水动力学方法在理想条件下进行模拟比较，进一步... 详细信息

目前用于洪水预报的河道汇流方法主要以水文学及简化的水力学方法为主，由于差分格式以及动力方程简化形式的不同，这些方法的适用范围存在一定的差异，需要通过将这些简化的方法与完全的水动力学方法在理想条件下进行模拟比较，进一步探索和研究各种汇流方法的模拟精度以及稳定性，便于在实际应用中选取合适的汇流方法进行河道演算。通过设计理想河道数值试验，将Muskingum-Cunge-Todini（MCT）、非线性水库、一阶显式扩散波以及局地惯性波四种汇流方法与MIKE11动力波模拟结果进行对比，分析了各种方法在不同河底比降和河宽条件下的模拟精度以及计算的稳定性，模拟结果表明：MCT、非线性水库和局地惯性波方法更适用于河底比S0＞1×10-4降的河道，河宽对于以上三种方法影响不大；非线性水库不存在计算不稳定问题，其他三种方法稳定性从高到低依次为MCT、局地惯性波、扩散波；一阶显式扩散波方法模拟精度较低且极易不稳定，接下来的研究中可寻求更高阶且更稳定的扩散波格式来替代该方法。本研究确定了几种常见的河道汇流方法的适用范围、模拟精度及其稳定性，为实际应用提供参考。

关键词：简化的水力学方法 MIKE11 河道演算稳定性河道汇流

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基于多源预报残差的卡尔曼滤波校正技术

河海大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 1-4页

作者：金桂中陈国灿赵兰兰石朋周玉良浙江省绍兴市上虞区水利局浙江绍兴312351 浙江省绍兴市上虞区水文站浙江绍兴312375 水利部信息中心北京100053 河海大学水文水资源学院江苏南京210098 合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009

为充分利用实测水位流量序列所蕴含的信息,挖掘实测水位流量数据对洪水预报结果的实时在线校正作用以提高洪水预报精度,提出了一种基于多源预报残差的卡尔曼滤波校正技术,该技术采用基于水文要素观测值的涨落差法和残差自回归模型构建... 详细信息

为充分利用实测水位流量序列所蕴含的信息,挖掘实测水位流量数据对洪水预报结果的实时在线校正作用以提高洪水预报精度,提出了一种基于多源预报残差的卡尔曼滤波校正技术,该技术采用基于水文要素观测值的涨落差法和残差自回归模型构建多源误差信息源,利用卡尔曼滤波技术进行多源误差序列融合来对洪水预报结果进行实时校正。浙江钱塘江流域实测资料验证结果表明:基于多源预报残差的卡尔曼滤波校正技术能够显著降低预报模型的流量模拟误差,平均相对误差减小超过10%。

关键词：多源误差融合校正洪水预报卡尔曼滤波误差自回归模型

多源数据协同的城市建成区变迁及景观生态安全格局演变分析: 以辽宁省为例

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生态学杂志 2024年

作者：刘浦东黄丽刘建涛张冬王凌翔山东建筑大学测绘地理信息学院齐鲁空天信息研究院潍坊河海水文科技有限公司

掌握建成区变迁并构建省域尺度生态安全格局，是维持地区生态安全的重要手段。基于Google Earth Engine云平台获取的夜间灯光数据及土地利用数据、兴趣点数据，使用融合算法提取辽宁省各地级市建成区，并结合省域尺度生态安全格局、城... 详细信息

掌握建成区变迁并构建省域尺度生态安全格局，是维持地区生态安全的重要手段。基于Google Earth Engine云平台获取的夜间灯光数据及土地利用数据、兴趣点数据，使用融合算法提取辽宁省各地级市建成区，并结合省域尺度生态安全格局、城市扩张方向等探索辽宁省景观生态安全格局的时空变化特征。结果表明：（1）融合提取法可弥补单一数据源在省域尺度建成区提取中的不足，建成区提取精度平均为88%，较单一夜光数据提取精度平均提高了33%；（2）基于形态学空间格局分析模型及最小累积阻力模型提取核心区域，筛选出28块生态源地，共识别58条生态廊道，并建立不同半径为缓冲区的生态安全距离，构建省域生态安全格局；（3）以建成区面积、人口及GDP为指标建立城市重心，以2012年为基准，城市总体重心向西南方向小角度偏移。将建成区长时序变迁与生态源地、生态廊道及生态缓冲区构建的生态安全格局作为城市生态规划，对提升省域尺度城市规划和生态协同具有重要意义。

关键词：城市化省级生态安全格局形态学空间格局分析最小累积阻力模型生态廊道

基于水文-水力-生境分析的河道基本生态流量计算方法

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水资源保护 2024年第1期40卷 142-148,156页

作者：黄冬菁李一平崔广柏段永刚姚嘉良浙江水利水电学院水利与环境工程学院浙江杭州310018 浙江省农村水利水电资源配置与调控关键技术重点实验室浙江杭州310018 河海大学环境学院江苏南京210098 河海大学水文水资源学院江苏南京210098

针对现有河道基本生态流量计算方法无法兼顾结果准确和流程简约的问题,提出了一种综合水文频率、水力条件及生境需求的基本生态流量计算方法。选取流域控制断面进行径流还原,根据河道天然来水特性和水生生物需水特性划分水期,进行分期... 详细信息

针对现有河道基本生态流量计算方法无法兼顾结果准确和流程简约的问题,提出了一种综合水文频率、水力条件及生境需求的基本生态流量计算方法。选取流域控制断面进行径流还原,根据河道天然来水特性和水生生物需水特性划分水期,进行分期水文排频;利用水力学方法计算断面流量与平均水深和平均流速之间的关系;根据生态水深和生态流速等生境指标需求,综合分析得到不同水期下的河道基本生态流量。将该方法应用于浙江始丰溪流域基本生态流量计算,并将计算结果与Tennant法结果进行对比分析,结果表明:沙段水文站控制断面产卵育幼期的基本生态流量为16.0 m^(3)/s,一般用水期的基本生态流量为4.4 m^(3)/s,计算结果落在Tennant法的计算区间值中;本文提出的方法计算结果合理,可针对不同水期给出更为精准的基本生态流量。

关键词：生态流量控制断面水文频率水力计算生境需求始丰溪流域

基于水动力模型与风险指标体系的丘陵区中小流域洪水风险分析

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水电能源科学 2024年第7期42卷 20-24页

作者：张北辰谷黄河郭磊李倩河海大学水文水资源学院江苏南京210098 浙江省水利防灾减灾重点实验室浙江杭州310012 浙江省水利水电勘测设计院有限责任公司浙江杭州310002

中小流域常处于山区丘陵等复杂地形,地形破碎、居民点分散,在研究其洪水风险时,采用传统方法构建区域整体模型工作量大、计算时间长,因此亟需进一步优化现有模型构建方法。以地处浙江西部丘陵山区的建德市为例,通过构建一维水动力模型... 详细信息

中小流域常处于山区丘陵等复杂地形,地形破碎、居民点分散,在研究其洪水风险时,采用传统方法构建区域整体模型工作量大、计算时间长,因此亟需进一步优化现有模型构建方法。以地处浙江西部丘陵山区的建德市为例,通过构建一维水动力模型得到区域多种洪水要素,结合洪水风险指标体系定位区域重点风险点位,对重点区域构建一二维耦合模型精细化评估洪水风险。结果表明,采用先找薄弱环节再构造重点区域精细化模型的方法评估洪水风险,减少建德市建模面积约61%,大幅提高了模型计算效率;构建的一二维耦合模型具有较高的精度,河道洪峰水位误差低于0.2 m,空间淹没范围与调查结果基本一致;识别的区域防洪薄弱区域为梅城镇、三河村和大洋镇,其中梅城镇洪灾风险最高,三河村居民区被淹没比例最高,大洋镇淹没农田面积最大,这些区域防洪工程和应急抢险能力亟待提升。研究结果可为类似地区的洪水风险分析具有参考价值。

关键词：一二维水动力学模型 AHP和熵权组合法洪水风险分析建德市

淮北平原36种参考作物蒸散量估算方法适用性研究

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节水灌溉 2024年第6期 102-110页

作者：陈雨章启兵吕海深陈小凤李杰蒋鑫平王振龙河海大学水文水资源学院南京210098 安徽省(水利部淮委)水利科学研究院五道沟水文实验站合肥230088

为分析不同参考作物蒸散量估算方法在淮北平原的适用性,以FAO56 Penman-Monteith(FAO56PM)模型为标准,基于五道沟实验站2009-2022年气象观测数据,选取6种统计指标,从日、月尺度综合分析。结果表明,所有方法中,日尺度下FAO24Penman(FAO24... 详细信息

为分析不同参考作物蒸散量估算方法在淮北平原的适用性,以FAO56 Penman-Monteith(FAO56PM)模型为标准,基于五道沟实验站2009-2022年气象观测数据,选取6种统计指标,从日、月尺度综合分析。结果表明,所有方法中,日尺度下FAO24Penman(FAO24PM)法、1996 KiM-Berly Penman(K-P)法、Pristley-Taylor(P-T)法最优,月尺度下FAO24PM法、P-T法、Debruin-Keijman(D-K)法最优;综合法最优,其次依次为辐射法、质量传输法和温度法;综合法中FAO24PM法最优,辐射法中P-T法最优,温度法中FAO24BC法最优,质量传输法中Mahringer法日尺度下最优,Trabert法月尺度下最优。因此,当数据资料充足时推荐FAO24PM法,资料不齐全时推荐P-T法、FAO24BC法、Mahringer法(日尺度)或Trabert法(月尺度)。

关键词：参考作物蒸散量(ET0) 估算方法适用性淮北平原

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考虑水库泄水影响的逐网格汇流演算方法

河海大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 34-41页

作者：韩文彪姚成李致家张锦堂李京兵河海大学水文水资源学院江苏南京210098 安徽省水文局安徽合肥230022

为将网格新安江(Grid-XAJ)模型更好地应用于受水库泄水影响地区的洪水模拟及预报,以横排头流域为研究区域,基于水库真实地理位置,利用分段马斯京根(MK)法、逐网格MK法、逐网格Muskingum-Cunge-Todini(MCT)法对比分析水库泄水对模型汇流... 详细信息

为将网格新安江(Grid-XAJ)模型更好地应用于受水库泄水影响地区的洪水模拟及预报,以横排头流域为研究区域,基于水库真实地理位置,利用分段马斯京根(MK)法、逐网格MK法、逐网格Muskingum-Cunge-Todini(MCT)法对比分析水库泄水对模型汇流计算的影响。结果表明:3种方法对洪峰的模拟情况均较好,率定期与验证期全部洪水的平均合格率均为100%;逐网格MK法与分段MK法全部洪水的平均径流深合格率均为76.9%,小于逐网格MCT法(84.6%);与分段MK法相比,逐网格MCT法与逐网格MK法可以反映上游水库泄水对汇流过程中流量在流域中时空分布的影响;逐网格MCT法在逐网格MK法的基础上进一步考虑了下垫面河道的真实情况;总体而言,逐网格MCT法对于受水库泄水影响流域的洪水预报具有较强的适应性和可靠性。

关键词：网格新安江模型水库蓄泄马斯京根法 Muskingum-Cunge-Todini法横排头流域

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深圳市水利发展规划中智慧水利指标体系研究

人民长江 2024年第2期55卷 252-258页

作者：许波刘万皓董增川洪娴陈振飞浙江省水文管理中心浙江杭州310009 水利部水文仪器及岩土工程仪器质量监督检验测试中心江苏南京210012 河海大学水文水资源学院江苏南京210098 浙江水文新技术开发经营有限公司浙江杭州310009 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州311122

针对传统水利发展规划中信息化指标存在的重视程度不高、代表性不足、引领性不强等问题,以深圳市水务数字化转型为目标导向,分析了水务数字化转型的内涵及实施路径。结合深圳市智慧水务现状与不足,从软硬件设施建设、关键能力打造、建... 详细信息

针对传统水利发展规划中信息化指标存在的重视程度不高、代表性不足、引领性不强等问题,以深圳市水务数字化转型为目标导向,分析了水务数字化转型的内涵及实施路径。结合深圳市智慧水务现状与不足,从软硬件设施建设、关键能力打造、建设成效等方面出发构建了包含1个一级指标、3个二级指标、8个三级指标的深圳市水务发展“十四五”规划智慧水务指标体系,并详细说明了指标设置的业务需求、定义、计算方法和目标值。研究表明,该指标体系具备发展规划所需的引领性、代表性及考核性,对各地各级水利发展规划中智慧水利指标的设置具有一定的借鉴意义。

关键词：智慧水利发展规划指标体系数字化转型

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