蚁群算法在马斯京根模型参数估计中的应用

蚁群算法是一种模拟进化算法,该算法具有许多优越的性质.研究了一种可用于求解连续空间优化问题的蚁群算法策略,针对洪水演算的马斯京根模型参数估计问题,应用连续性空间优化问题的蚁群算法模型进行了求解.应用实例表明,蚁群算法在求解连续空间优化问题中是很有效的,可以广泛应用于各种自然灾害模型的优化问题.     

洪水预报调度决策支持系统的设计与开发

基于C/S和B/S相结合的结构模式,开发了九龙江流域洪水预报调度决策支持系统。该系统采用了马斯京根矩阵解法、卡尔曼滤波实时校正、交互式调度方案生成、ASP等关键技术,实现了信息管理、洪水预报、洪水调度和系统管理等功能。     

基于HEC-HMS模型的太行山小流域山洪模拟研究——以邢台路罗川流域为例

太行山南段东坡路罗川流域山洪灾害频发，然而相关的模拟研究较少。采用HEC-HMS模型，以罗川流域1982—2016年间8场山洪进行参数率定，2场洪水进行验证，并对比两套参数组合方案((1)初损常损法+Sndyer单位线法+指数衰退法+马斯京根法；(2)SCS曲线数法+SCS单位线法+指数衰退法+马斯京根法)。结果表明：两套方案合格率均为90%,平均Nash效率系数分别为0.83和0.79,预报精度均到达乙级水平，方案一优于方案二。产流初损和CN值均与起涨流量密切相关，分别为对数和指数关系。在验证期，基于经验关系的动态推求法模拟的洪峰流量平均相对误差为12.35%,洪量平均相对误差为12.35%,平均Nash系数为0.82,均优于固定参数法(17.26%、13.35%和0.77),可有效提高模拟精度。     

神经网络及其在水库调洪演算中的应用

结合洪水灾害管理的特点建立了水库调洪演算的人工神经网络模型，阐述了其基本原理及算法，并结合某水库调洪演算实例说明了其应用。     

唐家山堰塞湖溃坝洪水模型及应用

在资料稀缺、时间紧急的情况下，设计出快速相应的洪水演进递推模型。该模型以水量平衡、水力学公式为基础，在溃坝过程中通过递推方法得出不同时刻坝口变化的过程。同时采用以立波方式传播的洪水波对洪水演进过程进行研究，从而实现对溃坝洪水过程的模拟。最后利用唐家山堰塞湖2008年6月10日的观测数据，使用Matlab软件编程进行了演算，验证了模型的准确性、合理性。     

基于洪水演进数值模拟的溃坝危害性快速评估

采用部分溃坝模型与堰流相交算法计算溃坝最大流量,并基于四次抛物线概化方法得到溃坝洪水的流量过程线;利用洪峰展平法将洪水波概化为三角形,对洪水演进过程进行模拟,分析溃口宽度和溃口形态对洪水演进过程的影响;研究考虑不同溃坝条件下对溃坝洪水的到时、最大流量、水深和洪水历时等洪水演进的主要参数的快速估算方法,以实现对地震可能引发不同溃坝事件危害性的快速评估。     

提高人工神经网络洪水峰值预报精度的研究

以动量项与学习率自适应调整相结合的改进BP算法作为人工神经网络计算方法，阐述了洪水预报网络模型的构造和数据处理，以及转移函数对洪水预报精度的影响，提出了合理的洪水预报网络模型的设计方案。     

基于时空动态耦合的漫滩、溃堤与防洪保护区洪水联算二维模型

河道洪水的漫滩、溃堤及其在防洪保护区的耦合计算一直是数学模拟模型中的重点和难点。基于Navier-Stokes二维浅水方程,通过河道水位比较确定任意时刻水流流向、流量及动量的交换,并根据溃口展宽变化确定耦合节点和接口宽度,进行河道与防洪保护区的无缝连接,从而实现了漫滩、溃堤与防洪保护区洪水的时空动态耦合计算。基于DEM、遥感影像和实测断面的地形数据资料,提出了河道数字地形获取改进技术,同时利用热启动技术解决了溃口形状变动问题。通过实例研究表明,该模型可实现二维宽浅河道漫滩、溃堤和防洪保护区及其任意组合的洪水仿真。计算结果合理、可靠,供相关部门参考。     

龙羊峡水库地震溃坝的可能性及溃坝洪灾程度的分析

讨论了龙羊峡库区将来发生大地震的可能性;分析了万一产生溃坝的灾害链问题。计算了其溃坝后洪水到达下游贵德县、康扬镇、尖扎县、循化县和兰州市的洪水最大流量、洪水起涨时间和消退时间。     

村镇洪灾时空间起源分析与实证研究——以吉林省永吉县口前镇为例

我国每年洪灾频发,造成的损失非常严重,准确掌握洪灾的时空间信息对有效的防灾减灾至关重要。利用洪水数值模型与洪灾时空间起源模型,从时间与空间角度厘清了洪灾的源头、停留时间、流经路径和组成成分,并以2010年吉林省永吉县口前镇“7.28”洪灾为例开展实证研究。研究结果表明,时间起源上口前镇洪灾发生是5-7月份的降雨、径流量及朝阳水库库容的累积过程,其中5月份的洪水累积量占总体洪水流量的15%左右,6月份占30%左右,7月份占55%左右;空间起源上口前镇洪灾远离河道区域是由内水构成,而河道沿岸区域由外水构成,其中内水洪水主要由降雨与径流流量水构成,外水洪水由降雨、径流流量水及水库库容水构成。     

马斯京根模型参数估计的新方法

提出了马斯京投模型参数估计的一种新方法—加速遗传算法,分析了该算法控制参数的优化特性,总结出了这些参数的简便设置技术．应用实例表明,该方法简便、直观、通用、适应性强,它可广泛应用于各种自然灾害模型的优化问题之中。     

灌区河道串联闸群防洪优化调度

针对河道串联闸群防洪优化调度的特点,详细推导了河道串联闸群防洪调度的洪水演算公式,明确了关键计算环节,建立了串联闸群防洪优化调度模型,应用水力学圣维南四点隐式差分法和遗传算法相结合对模型进行求解。采用VB6.0开发了人机交互的闸群防洪调度系统。通过实例计算,验证了河道串联闸群防洪优化调度方案的合理性,可为河道串联闸群防洪调度提供参考。     

建立洪水灾情等级模型的实用方案

为检验已订的洪水灾情等级标准的合理性，提出了一种新的洪水灾情模型－逻辑斯谛曲线（ＬＯＧ）模型，它的灾级是连续的实数值。根据ＬＯＧ模型参数值可以分析各灾情指标值对灾级的影响程度，从而检验原订灾级标准的合理性；并给出了基于实码遗传算法的ＬＯＧ建模的实施方案。实例研究说明了这套方案是实用和通用的，在其它灾情等级评估中也具有广泛的应用价值。     

基于GIS的洪水淹没评估系统的研究与实现

在G IS技术支持下,对洪水淹没评估系统从洪水淹没计算与洪水淹没评估两方面进行研究,结合湖南冷水滩区洪水淹没评估系统实例,选择了正方形DEM模型,利用正方形格网分析方法进行了洪水淹没中连通性的分析。构建了洪水淹没评估模型,并对洪水淹没评估中的叠置分析提出具体解决思路。最后介绍了系统的设计与实现。     

宁波市城市防洪能力分析与评价

针对宁波市城市化快速发展所带来的流域下垫面条件的显著变化，建立了甬江流域水文模型，对流域设计洪水分析计算，包括流域设计暴雨、产汇流、水库调蓄、洪潮组合、河网汇流等计算。对宁波现状和规划城市防洪工程的防洪能力进行评估，并提出了相应的对策建议。为保护宁波市的防洪安全，促进宁波市城市防洪能力的提高提供了科学依据。     

分洪区数字地形模型建立及其应用

从实用的角度介绍了建立分洪区数字地形模型（ＤＴＭ）方程,并给出了在分洪区信息可视化、分洪区特征曲线生成、分洪区二维洪水演进等等方面的应用。     

基于二维Gumbel分布的长距离输水系统水文风险评估

在现行的水文风险组合计算中，往往需要对非正态分布的水文变量进行正态化处理，这必然引起畸变，从而影响分析计算结果的准确性。针对这一问题，在以往的研究基础上，根据Ditlevsen界限，进一步建立了基于二维Gumbel分布的长距离输水系统的综合水文风险评估模型，从而巧妙地解决了串联系统风险计算中如何建立n维联合概率分布函数的难题。并以南水北调中线工程河北省段的21条主要河流为例，分析了采用Gumbel联合分布来研究降雨量或洪水的联合分布特征的可行性，进行了实际水文概率的组合计算，结果表明南水北调中线工程河北省北段的综合防洪风险是3．1％，其防洪安全是有保证的。