基于不确定性的多尺度暴雨强度和外江洪水位联合分布研究

城市洪涝治理方案以及排涝设施规模建设都与城市暴雨强度和外江洪水位息息相关,因此需要对暴雨强度与外江洪水位联合概率分布进行深入研究。以武汉市为例,采用Copula函数建立小时尺度城市暴雨强度和外江洪水位的联合分布,使用极大似然估计值(Max-Likelihood)、模型选择准则、RMSE和NSE拟合优度来评估不同Copula模型的性能,利用局部优化(Local optimization,LO)和马尔科夫链蒙特卡洛(Markov chain Monte Carlo,MCMC)方法来分析Copula模型的不确定性。结果表明:暴雨强度和外江洪水位两要素存在明显的正相关,1 h最大连续降水量和最大日水位相关性最高,最优联合分布函数为Gumbel Copula函数;模型不确定性分析表明MCMC模拟的最优参数与理论参数值基本吻合,效果明显优于局部优化算法,且模型不确定性结果与拟合优度评价结果一致,进一步验证了联合分布函数参数的有效性。相同频率情况下,单变量值低于两变量联合频率对应的暴雨强度和外江洪水位值,高于两变量同现频率对应的暴雨强度和外江洪水位值;两变量同现重现期高于单变量设计重现期,而联合重现期低于单变量设计重现期。同频率下的暴雨强度与水位的组合风险率都远远低于单变量情况下的频率值,50 a以上排涝风险率大于设计暴雨重现期,但最大不超过联合风险率。

县级现代水网建设路径与总体布局研究

为解决泰安高新区水资源短缺、地表水开发利用率低、水资源调配设施不完善、调控能力差、数字化智慧化水平低等问题,以泰安高新区水网构建为例,分析了县级现代水网的规划背景、建设路径、总体布局和主要建设任务,提出以大汶河、柴汶河等骨干河道和南水北调东线后续工程泰安支线工程为“纲”、以区域天然防洪排涝河道和人工渠(管)道为“目”、以徂阳湖为“结”,构建“三轴一湖、四横五纵、五净三污、多支多点”的网状水资源配置保障格局,塑造“两汶交融、水网交织、库塘罗布”的独特水系风貌,以充分发挥现代水网的网络化组合效益和系统整体效能,推动泰安高新区形成城乡、产业、土地、人口等布局和结构与水资源禀赋相适应的新发展格局。

官厅八号桥河流型湿地公园的生态景观设计

为了有效提升官厅水库入库水质,改善官厅水库周边水环境,从河流生态修复的角度,分析官厅八号桥河流型湿地公园的主要问题,从问题解答着手研究河流型湿地公园的理论方法,提出设计思路、生态设计策略、措施,总结河流型湿地公园生态修复方法,通过本工程的建设实施,构建多形式湿地网络系统,恢复永定河河道生态,为区域环境改善创造良好条件。同时探索和实践为同类工程提供设计上的参考和借鉴。

基于多要素耦合的水网空间格局设计思路与方法

水网建设需要规划先行,水网空间格局设计是各层级水网规划编制的重中之重。针对水网空间格局设计的研究通常聚焦于水资源要素或某一层级、区域,存在与其他行业协同谋划不足等问题,从多要素空间耦合系统、自然-人工复合系统、多功能网络系统等内涵特征出发,结合空间格局设计理论方法对水网空间格局设计的启示,提出了以水系布局为基础、以经济社会水安全保障重点区域为核心、以支撑优化国土空间格局为前提的水网空间格局设计总体思路,统筹考虑经济社会布局、生态保护布局、其他行业发展布局和水系空间布局,提出了水网空间格局设计方法,进而分析了省级水网和市县级水网空间格局设计重点。

基于航道工程削减黄河下游地上悬河危害性的分析

黄河下游的“地上悬河”河床平均高出背河地面4~6 m,对两岸城镇安全构成较大威胁。为治理隐患,借鉴壶口瀑布形成机理,通过人工挖深黄河下游河道使水流归槽,流速增加,增大水流冲刷能力和减少悬移质泥沙淤积。而黄河下游恢复生态航道工程建设是实现人工挖深河道的最佳途径。在黄河下游航道整治时,依照科学规划设计的疏浚断面参数,对河道横断面、纵比降进行精确的开挖和下切。同时在堤脚内侧以帷幕灌浆方式对河堤进行保护,避免河堤在航道整治后形成的高边坡发生崩塌。通过上述措施,既可以降低黄河下游“地上悬河”的危害,又能解决河道游荡、桥梁阻塞等困扰黄河下游河道治理和生态航道建设的多重问题。

基于洪涝统筹的山地丘陵城市排水防涝体系构建

针对山地丘陵城市内涝频发现象,以东南某山地丘陵城市为例,在区域内涝风险评估和排水防涝现状分析的基础上,基于洪涝统筹的思路,从江洪防御、山洪导排、源头减排、管网排放、蓄排并举、日常运维管理和超标应急系统的角度,构建流域防洪、内涝防治和超标应急的排水防涝体系。模拟结果表明,该方案实施后,可有效消除区域积水,降低内涝风险。

四川省农田灌溉发展规划探讨

水利是农业的命脉,为夯实四川“天府粮仓”的水利基础,探讨分析四川省农田灌溉的发展思路。以问题为导向,在梳理全省灌溉现状、存在问题及面临形势的基础上,提出全省灌溉发展目标及总体布局。从灌溉水源保障工程建设、灌区续建配套与现代化改造、新建大中型灌区、小型灌排设施建设、高标准农田水利设施建设、数字孪生灌区建设等方面提出了灌溉发展主要建设任务,为四川省农田灌溉发展顶层设计提供参考。

蓬江区天沙河流域防洪规划方案研究

江门市蓬江区天沙河流域水文情势复杂,历来洪涝灾害严重,严重制约当地社会经济发展。在全面分析天沙河流域防洪工程现状和存在问题的基础上,提出构建“行洪通道整治+外排设施+堤防工程”的防洪工程体系,结果表明,遭遇50年一遇以上洪水时,可降低干支流中下游水位0.71~0.90m,配合堤防适当加高,防洪能力基本达到50~100年一遇。提出的方案解决了天沙河流域防洪提标难度大的问题,对珠三角网河地区防洪规划具有一定的借鉴意义。

浙江省典型地区水网构建实践

建设浙江水网是践行“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”治水思路、推动水利高质量发展的根本任务。浙江省是水利部确定的省级水网建设先导区之一,为推进各地水网建设,对水网构建的思路和方案进行研究意义重大。浙江省水网构建思路应包括厘清水网建设基础、摸清存在的主要问题、确定水网总体格局和明确水网构建方案等,构建方案要结合山丘区、平原区、海岛区等典型地区水网实际情况。这一思路可为保障水网工程运行,提高水网的智慧化水平和体制机制法治管理化水平提供借鉴。

基于ArcGIS的圩区设计内涝水位计算

南京作为中国东部地区重要的中心城市,市域内地铁线路发达,长江两岸圩区内站点分布尤其密集。圩区内涝水位是影响地铁站点布置、设计及施工的重要因子。以南京地铁站点所在某圩区为例,将实测地形高程数据导入ArcGIS进行三角网格差分处理,生成圩区的水位-调蓄量关系,再通过水文方法计算的内涝水量查询水位-调蓄量关系,得出地铁设计标准下圩区内涝水位。结果表明,该方法能够真实反映圩区地形特征,为内涝水位计算提供良好的数据基础,快速计算出水位-蓄水量关系,避免手工绘制等高线推荐内涝水位带来的计算误差,提高了内涝水位计算的精度和效率,能够为今后类似工作提供参考。

苏南地区小流域防洪治涝规划研究——以胜利河流域为例

通过梳理胜利河流域[1]现状防洪治涝工程基本情况,并采用文献查阅、实地勘察和调查走访等方式,分析现状流域防洪治涝调度体系存在的问题,论证防洪治涝规划标准,统筹考虑防洪工程建设“蓄泄兼筹”的治理原则,提出了与流域实际情况相结合的规划方案,为苏南地区小流域防洪治涝规划提供借鉴与参考。

东津河流域防洪水库群布局方案研究

东津河流域属水阳江水系,位于安徽省宁国市境内,属皖南山地丘陵区,流域内河道比降陡,汇流迅速,极易产生暴雨洪水。流域内暂无大中型控制性水利工程,防洪压力较大。本文通过分析流域内防洪现状存在的短板以及社会经济建设对防洪安全的需求,提出科学布局东津河流域防洪水库群的设想。

低影响开发在农村河道综合治理中的应用

以工程实践为例,提出“海绵乡村”建设理念,将低影响开发应用于农村河道水环境综合整治模式中,从水安全保障、水污染治理和水景观提升等3个方面建设人工湿地、生态沟渠、湿地泡等生态工程,利用低影响开发模拟系统软件分析生态环境保护措施的治理效果。实践显示,该综合整治模式对目标区域的综合径流污染削减率达到60.02%,径流总量削减率达75.75%,一定程度上缓解了河道防洪压力、削减了径流面源污染、改善和提升了乡村生态环境。为我国类似农村水环境综合治理提供了技术参考。

海南省林业高质量发展“十四五”规划思路

在总结“十三五”期间海南省林业建设成效的基础上,梳理存在问题,立足于海南自由贸易港建设这一最大实际,从海南独特的地理位置、丰富的热带雨林资源、重要的生态文明建设使命出发,以推进林业现代化建设和高质量发展为主线,以实施重大战略、完善重大制度、推进重大工程、深化重大改革为抓手,推动林业建设进入新时代,将海南建设成为“最佳生态、四季花园”的热带岛,推进海南自由贸易港和生态文明试验区建设,为全国生态文明建设做表率,谱写美丽中国的海南新篇章。

基于SWMM模型的某市防洪排涝体系探究

本文基于SWMM模型解释的城市防洪和排涝评估系统的设计,以某市作为研究区模拟分析了不同暴雨重现期的防洪和排涝水平,确定潜在的积水位置、时间、深度、面积,以及不同暴雨重现期的管网净输送能力,提出了减少城市洪水风险的措施,本成果可为城市防洪和减灾提供参考依据。

滁州市南谯区皇庆湖泵站规模分析

通过科学的洪水分析、合理的防洪规划和有效的泵站建设,可以显著提高皇庆湖片区的防洪排涝能力,保障当地居民和经济的安全与发展。根据滁州市南谯区皇庆湖片区洪涝灾害现状及片区经济社会发展需求,提出了当前防洪排涝存在问题,分析了片区洪水组合与设计洪水成果;并根据片区设计洪水成果、防洪规划方案等,通过洪水调节计算,分析了拟建皇庆湖泵站规模,为工程建设提供科学依据。

基于城市雨洪模型的长治市某城区应急救援路径规划研究

在洪水应急管理中,合理设计救援路线,有助于提高救援效率,减少灾害损失。在建立的内涝灾害救援路径规划框架中,采用高效高分辨率雨洪模型,模拟区域的内涝过程,基于内涝结果,采用原始法重构路网拓扑结构。考虑道路风险及水深对车速的影响,构建以时间为指标的路段权重矩阵,采用Floyd算法推求最短路径。另构建了以路径长度为指标的权重矩阵,作为对照。以长治市某城区为例,设置5种情景条件(无降雨、50 a、100 a、200 a、500 a),比较不同情景下的救援路线。结果表明:分别以通行时间、路径距离为指标构建路网权重进行计算,其结果有明显变化。500 a降雨条件下,以通行时间为指标构建的路网权重得到的规划路线,在通行距离上增加了12.43%,而在行驶时间上少了14.07%。

基于MIKE11的粤港澳大湾区河涌生态补水调度方案评估

为解决粤港澳大湾区跨境河涌鸭涌河生态补水工程与河口水闸联合调度的问题,考虑到外海潮位顶托作用显著,构建了MIKE 11一维河网水动力水质数学模型,并设计不同类型的调度方案,包括天然状态方案、现状调度方案、联合调度方案,评估各方案降低污染物浓度和改善水质的效果。结果表明:在日常补水调度中,若河口水闸调度不与生态补水调度结合,鸭涌河水体更新效率偏低,若河口水闸与生态补水联合调度,在枯水期月份前5 d每天补水2 h的水质改善效果较好,电费较低,综合评价指数最优;而在汛期防洪排涝调度中,不需要进行生态补水调度。此外,水量分析结果表明,不同补水方案的综合评价指数与典型断面的进出水量、进出水量比值的响应规律相反。评估结果可为鸭涌河的水环境质量提升方案提供科学依据。

全国干旱灾害风险区划的思路方法及防治策略

干旱灾害是全球面临最主要的自然灾害之一,干旱灾害风险管理是现代抗旱工作发展的必然趋势。提出干旱灾害风险区划的思路,基于干旱灾害风险度提出干旱灾害区划方法,分别从农业干旱灾害、因旱人饮困难和城镇干旱灾害三个方面及综合角度揭示了全国干旱灾害风险空间分布特征,提出了不同地区的防治等级,为不同区域干旱灾害防治及提出针对性应对措施提供科学依据。

黑臭水体水利治理措施探讨

文章以临泉县城区水系综合治理工程为例,分析了临泉县黑臭水体的现状及造成水体中氨氮浓度较高而溶解氧浓度较低的原因为生活污水排放、农业面源污染和大气沉降污染,提出了设置人工湿地、建立缓冲带、闸坝群联合调度、河道疏浚、曝气富氧等治理措施。治理后黑臭水体的氨氮含量、溶解氧等黑臭特征指标得到显著改善,水体黑臭现象被消除,证实了水利工程措施对于黑臭水体治理的可行性。