中美典型水文模型比较研究

流域水文模型是以一个流域作为基本研究单元,以流域水文循环的整体过程作为模拟对象的模型。流域水文模型在进行水文规律的探讨和解决水文及生产实际问题中起着重要的作用。分别介绍中国新安江模型、河北雨洪模型和垂向混合模型这三种典型模型以及美国的三种典型模型:萨克拉门托模型、VIC模型和SWAT模型,并对中国与美国流域水文模型的功能、结构、时间尺度、水源划分、产流机制、汇流计算、模型特点等不同方面进行了比较分析。总结了这6种模型存在的问题并对模型进一步的改进作了分析及展望,将有助于推动流域水文模型的进一步发展及广泛应用。     

流域水文干旱等级预测问题的研究

采用滦河潘家口水库控制流域9个水文站1958-2009年的逐月流量数据,通过计算各站12个月时间尺度的标准化径流指数(SRI),得到了实测水文干旱等级序列。根据干旱等级转换的观测频数,提出了基于三维列联表的对数线性干旱预测模型,并计算了干旱等级转换间的优势及其置信区间,以估算干旱等级转换的概率,实现了滦河潘家口水库控制流域预见期为1个月和2个月的水文干旱等级预测。选取2000-2009年的水文干旱演变过程对预测模型进行了验证。结果表明:干旱等级转换的三维列联表呈现一种强对角线趋势,各站三维对数线性模型的检验显著性水平p均大于检验水准α(0.05),观测频数与期望频数吻合程度高,且预见期为1个月的水文干旱等级预测精度较高,可用于滦河潘家口水库控制流域短期水文干旱预警。但预见期为2个月的水文干旱等级的预测误差较大,需根据流域的气候特征及下垫面的物理状态对模型进行进一步的改进。因此,如何综合应用气象和水文干旱监测信息,并采用对数线性预测法建立新的模型对水文干旱进行提前预警是需要解决的重要问题。     

洪水径流系数的尺度效应研究

洪水径流系数是表征降雨径流过程的一个重要参数,以往对径流系数的尺度效应基本上是在坡面或者小流域上进行观测或试验。通过统计滦河流域6个中大尺度子流域汛期的暴雨洪水过程,计算了各场暴雨洪水的径流系数,发现径流系数随着流域面积的增大而减小,并分析了产生这种趋势的原因。结果表明,降雨空间分布不均匀性、单位面积地下径流出流能力及下渗都能引起径流系数的尺度效应。认识径流系数的尺度效应,对于研制开发不同尺度的、具有物理机制的流域水文模型,防洪减灾具有一定的指导意义。     

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。     

基于SRTM DEM的月降雨量空间插值研究

在水文模型的实际应用中,常需要根据雨量站观测值来合理地模拟降雨的空间分布。选取清江流域为研究对象,利用ArcGIS地统计模块中的反距离权插值法、径向基插值法、克里格插值法和引入高程、坡度、坡向等地形信息的协克里格插值法对该流域1998年4～9月的月降雨实测值进行空间插值。在插值之前,通过数据探索性分析掌握降雨的空间分布特征,以便提高插值精度。插值结果表明：应用协克里格方法,在考虑高程、坡度、坡向等影响要素的条件下,降雨空间插值效果更优。     

流域不透水面遥感提取及尺度依赖性研究

流域不透水面能直接影响非点源污染的转移模式,降低受纳水体质量,对生态环境造成巨大压力,是流域生态水文模型的一个重要参数。针对流域不透水面遥感信息提取及尺度依赖性问题,从像元、亚像元两个尺度进行了研究,论述了流域初始分类与样本获取、局部不透水面信息提取和亚像元级不透水面覆盖率计算的技术方法。以福建省九龙江流域为例,对2010年不透水面空间格局进行了提取,其总体精度达到82.81%,验证了本文研究成果的实用性。     

浙江省数字流域规划灾害治理技术研究

介绍了系统模块的基本功能、系统属性和空间数据库设计 ,以及自主开发的空间数据库引擎(SpatialDatabaseGuide)的基本概念。对系统中的几个关键技术的实现方法进行了详细讨论。系统已在浙江省数几十个市县的水利部门得到推广应用 ,为该省“数字流域”规划和灾害治理发挥了积极作用。     

基于气象-地形-水文-地质-人文耦合的滑坡灾害空间预警研究

广东省小流域地区滑坡灾害具有多发性、广泛性和严重性的特点,严重影响山区社会安定和经济发展.长期以来区域滑坡灾害预警和单体地质灾害稳定性研究总是在两个不同的体系下进行,二者缺乏有机联系,常用的滑坡灾害预警单元也不能反映成灾机理.以广东省梅州市程江流域的松岗小流域为研究区域,以斜坡单元为基本单元,以气象、水文、人文过程为主要参数,通过分析各参数与灾害形成的内在关系,结合GIS技术,构建气象-地形-水文-地质-人文耦合模型,并通过历史数据对模型进行验证,结果表明,该模型不仅提高了滑坡预测的空间精度,而且可对特定降雨条件下的滑坡灾害进行客观有效地预测.     

甬江流域河网水利计算模型研究及应用

针对平原感潮河网的水文和水力学特性,结合甬江流域实际,建立了平原河网水利计算混合模型,采用Preissmann四点隐式格式,合理选定权重系数,并运用河网最优节点编码法的3级解法进行求解;利用2000年桑美台风暴雨洪水对模型进行验证计算,结果表明模型是可靠适用的.考虑不同重现期暴雨和潮位的组合情况,采用研究建立的河网水利计算模型对规划防洪工程全面实施后甬江流域河网节点水位进行了合理计算.     

基于HEC-HMS的郴江流域山洪预报研究

山洪灾害常造成严重的经济损失和人员伤亡,基于地理信息系统和遥感技术的水文模型集成系统,为无资料地区的山洪预报提供了新的思路。在对2006-2013年降雨特征进行统计的基础上,以自然分水线划分子流域,利用遥感影像和GIS技术提取流域信息,采用HEC-HMS半分布式水文模型进行郴江流域山洪预报。结果表明:对模型验证期的10场洪水,洪峰流量和洪量相对误差均在20%以内,峰现时差在2 h以内的占比为80%,Nash效率系数在0.7以上的占比为80%,模型模拟效果较好;相较于多峰洪水,单峰洪水的模拟效果更好。不同雨型的模拟分析结果表明,D型降水洪峰和洪量的模拟效果较好,而E型降水模拟流量过程与实测拟合较好。     

可视化灾害数字仿真重构理论及实证研究(Ⅱ)--理论框架与概念化范式

可视化灾害数字仿真重构理论研究,不仅可以实现对灾害空间数据进行有效的集成管理和时空分析,而且为灾害的防治、应急管理和工程论证等提供可靠的依据,是解决灾害实验的危险性和不可重复性的最佳途径.本文提出可视化灾害数字仿真重构理论的概念、研究对象和方法,综述该理论所需要涉及多种跨学科的技术支持,提出灾害数字仿真重构理论的实施流程,按照致灾因子孕育、发生以及作用于承灾体形成灾害的过程为线索,建立灾害数字仿真模型的概念化范式.上述工作共同构成灾害数字仿真重构的完整理论体系.     

可视化灾害数字仿真重构理论及实证研究(Ⅲ)——灾害数字仿真模型组构建

可视化灾害数字仿真重构理论研究，不仅可以实现对灾害空间数据进行有效的集成管理和时空分析，而且为灾害的防治、应急管理和工程论证等提供可靠的依据，是解决灾害实验的危险性和不可重复性的最佳途径。本文提出灾害数字仿真模型建立的原则和步骤，抓住灾害数字仿真的核心共性问题，构建灾害数字仿真模型组：构建灾害危险性分析指标体系，运用非确定性概率方法，建立灾害危险性分析概率模型；首次建立灾害波及范围模型，提出灾害波及范围的仿真流程，提出灾害波及范围理论值与实测值之间对比修正思路；研究了灾害损失形成机制，建立了灾害损失预测模型的框架与数值表达。     

江苏数字地震台网地震定位能力分析

依据江苏数字地震台网的几何布局 ,对区域上设定的不同震级和震源位置的可能事件 ,作了以下两点考虑。 (1)根据不同震级地震的监测范围 ,确定了相应的定位子台组合。 (2 )对同一地震事件 ,考虑到震相分析P震相和S震相测量精度上的差异 ,引入了不同的标准误差σP 和σS。在此基础上 ,通过模拟地震波理论走时和对走时矩阵的奇异值分解方法 ,计算了估计震源参数标准误差的参量空间协方差矩阵值 ,给出了标准误差理论值等值线图 ,用此方法讨论分析了江苏数字地震台网的地震定位能力。     

数字江苏中的防震减灾数字系统

为推进经济的可持续与跨越式发展，配合 “数字江苏” 的建设，最大限度地减轻地震灾害所造成的损失，在 “数字江苏” 中建设防震减灾数字系统势在必行。 本文从防震减灾在可持续与跨越式发展战略中的地位和作用、防震减灾数字系统的组成、 “数字江苏” 中如何包含防震减灾数字系统、防震减灾数字系统建设进程及展望等几方面进行了探讨。     

数字地震仪器的管理维护及在观测应用中的几点体会

“九五”期间 ,我国建立了数字地震观测台网。在模拟地震观测向数字地震观测的转变中 ,从仪器的管理维护到地震的观测分析有许多地方需要不断地改进与完善。我台用数字地震仪观测一年多来 ,积累了一定经验 ,摸索了一些排除故障解决问题的方法。总结于此 ,以便于借鉴。     

聊古一井数字化氡影响因素分析

对聊古一井数字化氡观测资料进行分析研究的结果显示,科学合理的气水分离装置对于获得真实可靠的观测结果具有重要作用;保障仪器的正常工作状态,是数字化氡观测的重要环节之一。聊古一井数字化氡的变化特征主要受气温、气压和井压的影响,分析和排除这些因素的影响是数字化观测资料分析应用的基础。     

数字减灾系统

自然灾害是人类可持续发展过程中面临的挑战。本文道德澄清了自然灾害与灾象的概念,分析了当代自然灾害产生的特征,结合计算机技术的发展和人类对自然灾害的认识,提出了建设减灾系统的设想。数字减灾系统是一种以遥感技术、地理信息系统、全球定位系统、网络技术等作为主要技术支撑,用数学和物理模型通过多维虚拟现实技术研究灾象成因、发生机理、传播规律和作用于人类环境形成自然灾害全过程的信息化的计算机系统,它既可用于为     

山东地震台网数字与模拟记录资料对比分析

对山东数字化台网荣成、烟台、莱阳、潍坊、苍山和大山台记录的垂直向P波初动半振幅、S波与P波的振幅比、P波、S波的卓越周期及振动持续时间比等参数进行了测算,并将之与同台址相应的模拟记录进行了对比,得出分析结果为:1 数字记录的速度震级较模拟记录的位移震级平均偏小0 11,数字记录的仿真震级与模拟记录的位移震级基本一致。2 数字记录的地震波参数与模拟记录一致性较好,没有明显差异。     

小城镇地震数字仿真与应急调度系统的研究

以地理信息系统为平台进行地震灾害研究,建立具有强大空间分析功能的信息系统,将发挥快速、准确的辅助决策作用.本文剖析了小城镇地震应急反应模式存在的弊端,明确了灾害空间的概念,并提出小城镇空间数据库的建库及三维可视化的技术方案.在基础信息数字化和可视化的基础上,开发了小城镇地震数字仿真与应急调度系统,实现了基于地震数字仿真结果,在相关数据库支持下进行地震应急调度决策.实践证明:该系统的运行,有利于小城镇抗震减灾的迅速决策;小城镇空间数据库的建库技术,贴合我国小城镇信息化的现状,技术可行、经济合理.     

云区催化增水的数值模拟试验

本文以常规气象资料为初值,用载水的原始方程模式,对早春时节我国北方一次低压层状云区的浓密、过冷空域,进行模拟催化增水的数值试验。与相同初值下的预报结果相比,催化区及其邻近地区出现大面积降水。模拟试验的结果从一个方面说明,通过对云区催化实现大面积增水,在科学上是可行的;以载水数值模式进行数值模拟试验,指导人工催化作业,有助于做到以较小的经济代价,取得较好的增水效果。