钱塘江流域极端气温和最大降水事件的时空变化

基于1951—2008年钱塘江流域内外15个气象站月极端高温、月极端低温和月最大降水量资料,采用Mann-Kendall趋势分析方法和协克里金插值方法分析了不同区域、不同季节的极端气温和最大降水量的空间分布及变化趋势特征.结果表明:钱塘江流域最大降水量总体呈缓慢减少的状态,而极端气温都有上升的趋势;季节分布上,夏季最大降水量有增加的趋势,其他季节降水量减少,而极端气温在各个季节都呈升温趋势;空间分布上,钱塘江流域极端高温有着较为明显的地域差别,沿海一带极端高温上升快,尤以嵊县一带最为严重,而淳安一带变化趋势最不明显.

HadCM3模式下钱塘江流域设计暴雨估算

全球气候变化背景下,极端水文气象事件发生的频率和强度都受到了直接影响,研究气候变化对极端水文气象事件的影响对防灾减灾和工程设计等至关重要。采用了联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第四次评估报告中给出的A1B、A2和B1三种温室气体排放情景,选用大气环流模式Had-CM3,利用随机天气发生器LARS-WG生成逐日气象资料,结合P-Ⅲ型曲线和线性矩方法分析计算了钱塘江流域21世纪中叶的设计暴雨情况。结果表明:LARS-WG天气发生器在钱塘江流域有较好的模拟效果;在A1B和B1情景下,钱塘江流域各站点不同重现期下的设计暴雨值基本呈增大趋势,其中A1B情景下杭州站百年一遇的设计暴雨值为209.14mm,比基准期增大11.0%。

两种降尺度方法对钱塘江流域日设计暴雨计算的影响

研究气候变化对水资源的可能影响,能让人类在面临气候变化时能够及时地采取相应措施。利用大气环流模式HadCM3的结果和国家气象局提供的钱塘江流域7个站点1961-1990年逐日实测气象资料,选取A1B排放情景,分别通过动力降尺度方法和统计降尺度方法,分析2011-2030时期(2020s)的日设计暴雨,并对两种方法计算得出的设计暴雨进行比较。结果表明,除个别站点外,在A1B情景下,两种降尺度方法下极端暴雨出现的频率相比基准期都有所增加,其中动力降尺度方法下不同重现期的设计暴雨值增幅更大。

SWAT模型在兰江流域未来径流模拟中的应用

结合IPCC气候排放情景和多个大气环流模式集合数据,进行空间降尺度和时间降尺度处理,通过SWAT模型模拟兰江流域未来三个不同时期的径流变化情况.结果表明,SWAT模型在该流域有较好的径流模拟能力,兰江流域未来径流与基准期相比大致呈减少趋势,其中秋季减少最为严重.不同排放情景下径流减少有所不同,其中A2情景下径流减少最为明显.

钱塘江流域未来降水趋势分析

利用美国环境预报中心(NCEP)的全球再分析资料和钱塘江流域6个气象站40多年的观测资料,建立了钱塘江流域统计降尺度模型。然后将IPCC AR5提供的大气环流模式Had GEM2-CC在RCP4.5情景下的结果输入统计降尺度模型,得到流域未来几十年的月平均降水情况。结果表明,海平面气压、地面气温、500 h Pa、850 h Pa位势高度场和500 h Pa、850 h Pa比湿这6个因子与降水有较为密切的联系,并且区域降水特征与当地地理位置、地质地貌等特征有明显关系。钱塘江流域未来几十年的年降水量呈现波动增加趋势,各站点年平均统计降水量增加速率为每年0.216 mm。

气候变化对衢州水文站洪水频率分析的影响

以衢州水文站为研究对象,针对衢州水文站的年最大值序列,选择广义极值分布作为该站洪水频率分析的分布函数,使用30a滑动平均法对线性矩估计所得分布函数参数的变化趋势进行分析,通过研究气候变化对衢州水文站洪水频率分析统计参数的影响来研究水文流量序列对气候变化的敏感程度.研究结果表明,气候变化对频率分析分布曲线的参数有较大影响,从而影响最终设计洪水的数值.

基于DRAM的水质模拟不确定性分析和风险决策

将点源作为未知参数,结合一种新的马尔科夫链蒙特卡罗(MCMC)算法——延迟拒绝适应性Metropolis算法(DRAM),对钱塘江支流东阳江许村至义东桥河段的化学需氧量、氨氮、饱和溶解氧等3种指标的水质模型进行了贝叶斯参数估计.DRAM算法兼有延迟拒绝算法和适应性Metropolis算法的优点,且稳定收敛速度更快.基于抽样得到的马尔科夫链,对参数和模型误差项的后验分布进行了量化,并实现了点源的不确定性反演.用这个不确定性模型对污染物质量浓度的后验分布进行模拟,表现了良好的拟合效果.基于马尔科夫链,可对各类情景(如不同的水温、流量或点源排放情况)下的污染物超标风险进行直观的分析和预测,也易于实现敏感性分析.研究结果能帮助管理者制定不同水期的减排和调水风险决策,为钱塘江流域的水污染风险管理提供支持.

气候变化下兰江流域未来径流的变化规律

为了研究气候变化对径流变化的影响,选择了浙江省钱塘江流域支流兰江作为研究区域,以1971—2000年为基准期,以2071—2100年为预测期,结合统计降尺度方法的LARS-WG天气发生器和CMIP5模型,利用分布式水文模型SWAT,计算和分析了兰江流域未来径流可能变化的情况。研究结果表明,在气候变化影响下,兰江流域未来的径流总量增加的概率较大,同时夏季发生洪水的频率也将有所增加。

气候变化对钱塘江常山港流域极端径流的影响

以HadCM3气候模式在A1B气候情景下对未来2020s(2011—2030年)时期的气候预测结果进行降尺度计算,预测钱塘江常山港流域未来2020s的降雨和气温,而后使用萨克拉门托模型模拟A1B情景下气候变化对流域出口断面径流量的影响。研究结果表明:2020s的日降雨和日蒸发的年最大均值较之基准期有增大趋势,其中降雨的年最大平均值增大15.9%,潜在蒸发增大4.2%,然而模拟得到的常山站出口径流有减小的趋势。使用线性矩方法计算常山站基准期和2020s的设计洪水,出口断面的设计洪水有一定的减小趋势,五年一遇的设计洪水相对变化值达到36.04%。

基于贝叶斯网络的钱塘江河口地区咸潮入侵研究

本文建立了钱塘江下游桐庐、闸口及瞰浦三站水(潮)位之间的贝叶斯网络模型,并对网络模型的参数进行了估计和分析。通过三站高、低水位的不同遭遇情况来确定是否有咸潮入侵的情况发生,给出了桐庐、闸口两站咸潮入侵的概率,且通过贝叶斯网络的推理功能对所研究地区的咸潮入侵情况进行仿真分析,给出在某些特定情况下各站发生咸潮入侵的概率。

一种对FAST角点算法加强鲁棒性改进的M-FAST算法

基于快速的FAST算法,提出一种M-FAST角点算法,即首先使用直方图均衡化方法对图像进行增强,提高图像成分的清晰度并消除图像中光照强度的影响,其次用Mallat小波算法对图像进行去噪处理,加强图像的抗噪性,最后再使用FAST进行角点检测。通过实验对比,证明比原FAST算法更具鲁棒性和抗噪性。

基于PLC的新型剪叉式升降平台控制系统设计

针对以往的剪叉式升降平台基本上都是液压缸驱动无法实现精确控制定位,难以满足自动化生产线对升降高度精确控制的要求,现以步进电机驱动和同步带传动,以提高升降平台的定位精确度。通过PLC控制步进电机的脉冲数和脉冲频率来实现升降,形成实时监控测量平台高度为一体的闭环控制系统。另外在人机界面上设置参数和实时显示,以满足不同应用场景的需求。

考虑径流成分的雅鲁藏布江月径流模拟

通过构建雅鲁藏布江流域分布式水文模型SWAT,并以1989~1998年为率定期,1999~2005年为验证期对3个水文站(奴各沙、羊村、奴下)的月径流进行了模拟。从模型参数组里选取径流成分模拟不同的2组参数,以Nash-Sutcliffe效率系数(NS)、相关系数(R^2)及相对误差(PBIAS)为评价指标,来分析模型的模拟结果好坏。结果表明:率定期内,在径流成分1下奴各沙、羊村站和奴下站的R^2值高达0.9以上,NS系数分别为0.9、0.92和0.72,PBIAS的值为7.1%、18.5%及34.2%,但径流成分与实际情况出入较大。而径流成分2下,模拟得到的评价指标虽然不是很高,但径流成分比较合理。验证期总体结论一致。因此,建议在模型率定验证中要充分考虑径流成分的作用,从而提高模型模拟的精度。

嵊泗列岛潜在蒸散发全局敏感性分析

为了解海岛地区潜在蒸散发对主要气象要素的敏感性,以嵊泗列岛为研究区域,利用嵊泗站1960-2008年的日尺度气象数据,通过FAO Penman-Monteith计算相应的潜在蒸散发。并利用Sobol'全局敏感性方法分析潜在蒸散发对最高温度、最低温度、相对湿度、风速和太阳辐射的敏感性。结果表明:在春、秋、冬3季中,相对湿度的独立敏感性最高,其次是太阳辐射;夏季则是太阳辐射最高,相对湿度次之;而最高温度全年都最低。气象要素之间的相关性虽小,但不能忽略,其中相对湿度与风速之间的相关性最大。

顶管对道路沉降影响可视化模型研究与分析

市政给排水管道工程通常位于城市中心或城市周边区域,由于土层、地质、传统施工方式等因素对周边道路环境影响较大,而采用非开挖的顶管技术能够更直观、有效地选择最佳的方案,降低因道路沉降给周边环境造成的不利影响。以上海南桥污水泵站进站管道迁建工程为背景,通过ABAQUS有限元软件建立三维模型,开展了非开挖顶管法施工的不同工况、土体类别和顶管管径对土层沉降规律的模拟及可视化分析,提出合理的顶管施工方案,减少道路不均匀沉降的影响,为顶管技术在上海市奉贤区市政给排水工程的推广应用奠定基础。

桃溪流域马跳水库洪水计算多方法对比分析

无资料地区设计洪水分析主要常用的方法有推理公式法、瞬时单位线法、地区综合法等。其中推理公式法采用设计暴雨推求设计洪水,部分地区适用于流域面积小于50 km^2;瞬时单位线也采用设计暴雨推求设计洪水,部分地区适用于流域面积大于50 km^2;地区综合法是通过建立水文站洪水统计参数与汇水面积关系线,根据工程流域面积推算设计洪水成果。以设计洪水实例为论证,主要分析推理公式法和地区综合法两种方法成果的差别及取用。

市政道路软土地基淤泥固化的处理技术

上海位于长江三角洲地带,处于冲击型平原,土质多为淤泥土质.而上海的市政道路的建设与周围环境息息相关,为全面提高市政道路的质量,根据地理地质环境应该采取相对应的道路建设方式.在道路建设中淤泥固化工程属于重要的地基固化工程,一般该项目的建设主要由于周围环境中淤泥较多,即周围环境与海洋、湖泊、河流等地区距离较近而采用的特殊施工方式.例如地处奉贤区的G228公路(海湾路以东~南芦公路)新建工程、金海公路(大叶公路~浦南运河)道路改建工程、金钱公路(航南公路~南行港路)道路改建工程等都采用了软土地基中淤泥固化的技术.主要介绍了市政道路淤泥固化中软土地基的技术特点以及相关的技术要点,并对提升其处理技术水平提出了优化措施.

GR4J模型在钱塘江流域的适用性研究

以钱塘江流域的子流域兰江流域为研究区域,利用24个水文气象站点1980年~1990年的逐日数据,采用GR4J水文模型对6个水文站点的逐日径流进行模拟,对模型的适用性进行分析评价。结果表明,6个站点率定期和验证期Nash-Sutcliffe系数均达到0.7以上,其中衢州、金华和兰溪3个站点的Nash-Sutcliffe系数均达到0.9以上,模型模拟效果总体较好;模拟径流总量的相对误差总体控制在±10%以内(除金华站验证期为-11.26%);密赛站参数X_3(GR4J模型的一个参数)的率定结果在推荐范围的下限,需进一步探究扩大参数范围的可能性。

深圳茅洲河口建设闸泵对防洪潮的影响

感潮河段河口闸泵的建设对流域防洪潮具有一定的作用。以2017年台风"天鸽"对深圳茅洲河流域的影响为例,采用MIKE11水动力模型,模拟在茅洲河口建设闸泵对河口地区防洪潮的作用。结果表明,对比河口设闸和无闸工况,在设闸工况下,闸上内河水位比无闸工况降低2.50 m左右;在设闸且设泵工况下,闸上内河水位比无闸工况降低3.20 m左右。

广东省综合单位线在深圳茅洲河流域的应用与评价

随着城市建设的发展,不透水覆盖面积不断扩大,用于洪水计算的单位线方法已不能完全适用于城市汇流计算,现行单位线方法推算的基础条件和城市化后的流域汇流条件已有较大区别。以深圳茅洲河流域为例,对广东省综合单位线在茅洲河流域的适用性进行了验证和评价,提出了广东省综合单位线在城市化发展背景下可能存在的问题和需要改进的方向。