河南郑州市防洪“五预”系统建设及应用

当前大数据、云计算、数字孪生等新兴技术在防洪工作中的应用,极大提高了洪水预报预警能力,为新时代防汛减灾提供了新的思路。为响应河南省政府防洪“五预”(预报、预判、预警、预案、预演)措施建设的号召,落实郑州市委、市政府“7·20”特大暴雨灾害调查报告整改和灾后重建工作专题会上的指示精神,针对郑州市河流众多、水系复杂的特点,开展郑州市防洪“五预”系统建设。基于“五预”理念,从监测感知和支撑平台方面梳理了郑州市防洪“五预”系统的总体架构,介绍了防洪预报、预判、预警、预演、预案“五预”模块的主要功能。该系统的建成对提高郑州市灾害预防和预警能力、增强郑州市对突发性洪水灾害的反应能力、有效降低灾害损失、保障社会经济正常运行和社会安定有重要意义,也为大型城市智慧水利建设提供了参考和借鉴。

基于流形学习算法的降雨数据时空分布特征提取及重构

【目的】掌握精细化的降雨时空分布特征,对于城市洪涝风险管理水平的提高具有重要的意义。我国近十几年降雨监测站网密集且数据精细程度高,但时间序列较短;历史降雨资料时间序列长,但是精细程度低。【方法】为了更有效地利用历史降雨资料,将流形学习算法引入到历史降雨资料重构中,从高分辨率降雨资料中,提取降雨的时空分别特征,基于该特征,将历史逐6 h的降雨空间数据重构为逐1 h的降雨数据,以满足城市洪涝风险分析的要求。【结果】结果表明,该方法重构数据高值区与实测值的平均误差在15%以内,低值区在20%以内,比传统插值处理的数据高值区误差降低了45%~85%,低值区降低了10%~40%。【结论】利用流形学习算法重构的历史空间降雨数据符合各地区降雨时空分布特征,可提高降雨空间数据颗粒度,实现降雨时空分布精细化特征的有效、合理的提取和总结。

山地城市防洪标准评估及防洪能力提升的探讨——以南平为例

山地城市气候多变,区域内降雨时空变化大,地形复杂,同时受外洪、内涝、山洪的威胁,灾害叠加,复杂多样,城市的防洪能力迫切需要提升,然而单一通过提高防洪工程标准的做法并不能解决城市复杂的洪涝问题。本文以福建省南平市为例,利用水动力学模型,在科学评估山地城市防洪标准的基础上,通过上游蓄洪、下游分洪等综合工程措施,将受淹状态调控在可承受的范围之内,降低城区内河道水位0.38~0.97 m,有效提升了城市防洪能力。

为国家版本资源永续保存而设计——以中国国家版本馆中央总馆为例

建设中国国家版本馆,是以习近平同志为核心的党中央作出的重大决策,是文明大国建设的基础工程,是功在当代、利在千秋的标志性文化工程,充分体现了传承发展中华文化的高度自觉、汲取历史智慧更好走向未来的历史主动,具有重要的战略意义[1]。国家版本馆的主要任务是保藏,因此版本资源的永续保存是国家版本馆建筑设计的关键所在。在系统梳理了版本资源永续保存面临的主要安全问题的基础上,对国内外版本资源永续保存历史、现状及发展情况进行调查研究和经验归纳,通过中国国家版本馆中央总馆的设计研究和实践总结,从场址选择、长远发展、保藏空间与模式、防灾减灾、环境控制、功能复合、文化传承等7个方面提出我国版本资源永续保存的技术路径。

实时洪水预报中基于岭估计的AR修正模型研究

为提高实时洪水预报精度,经常将水文模型与误差修正模型相结合,AR模型因其结构简单广泛应用于实时洪水预报误差修正。然而,实际应用显示,AR模型时常出现修正结果不稳定现象,表现为流量修正幅度过大,甚至出现“震荡”现象,严重影响修正效果。鉴于此,本文从矩阵特征值角度解释了AR模型出现不稳定现象的原因,并引入岭估计方法选择性利用流量信息更新自回归系数,使其更满足真实流量的涨落过程,增强该模型的稳健性。将新方法应用于蔺河口流域,结果显示岭估计方法显著提高了AR模型的稳健性,从而改善了模型修正效果,进一步提高了洪水预报精度。

水利模型平台构建及南四湖水系应用探索

水利专业模型分析物理流域的要素变化、活动规律和相互关系,对水利治理管理活动进行智慧化模拟,为数字孪生流域提供算法服务,水利模型平台实现专业模型的软件化集成并为数字孪生流域提供核心支撑。从模型平台架构、功能设计、关键技术、主要特点等方面介绍了水利专业模型平台的设计,并结合南四湖水系实际应用案例,介绍了模型平台的实例化运行情况,对模型平台面临的问题和发展方向进行了探讨,供相关项目建设参考和借鉴。

数字孪生南四湖防洪调度模型研究及应用

南四湖具有独特的水系特征,洪水预报调度难度大。为提升数字孪生流域智能化水平,设计开发了南四湖防洪调度模型集,实现了洪水预报、流场计算、工程调度等功能。介绍了南四湖防洪调度模型布局,以及概念性水文预报模型、水库调度模型、分布式时空变源模型、河道演进模型、湖区洪水演进模型、洪水调度模型等主要内容的研发情况和成果,从防洪演练、洪水预报、流场仿真、工程调度典型应用等方面,介绍了模型集对防洪调度工作的支撑。相关成果为沂沭泗流域防洪调度模型提供了基础和标准框架,为数字孪生流域模型研发提供借鉴和参考。

基于状态变量初值修正的洪水预报方法研究

针对现有状态变量初值修正方法的不足,提出了一种基于状态变量初值修正的洪水预报方法(ISVC方法)。该方法以洪水起涨阶段平稳期的预报与实测流量过程间的残差为目标函数,采用粒子群优化算法对状态变量初值进行修正,利用修正后的状态变量初值开展洪水预报。将ISVC方法与新安江模型结合,采用赛塘流域进行了检验。结果表明,ISVC方法切实有效,能提高预报精度。ISVC方法具有一定的独立性、较强的适用性、一定的实用性等特点,具有一定的推广应用价值。

马斯京根法参数C_0、C_1、C_2取值范围的确定

马斯京根法是一种应用较广的河道洪水流量演算方法,传统上是根据蓄量常数K、槽蓄系数x和计算时段Δt来计算马斯京根法参数C0、C1、C2,然后利用C0、C1、C2进行洪水流量演算。不过目前可以利用优化算法直接确定C0、C1、C2的取值,但是在确定C0、C1、C2的值之前需要给定C0、C1、C2的取值范围。因此首先确定蓄量常数K、槽蓄系数x和计算时段Δt的取值范围,再利用多元函数求极值的方法,首次给出了马斯京根法参数C0、C1、C2的取值范围。由于该取值范围较大,在实际应用中可根据x的取值范围来进一步缩小参数C0,C1,C2的取值范围。此方法在马斯京根法参数优化中具有重要的指导意义。

中国国家版本馆中央总馆,北京,中国

客户:中国国家版本馆主创建筑师:庄惟敏设计团队:李匡,唐鸿骏,张翼,盛文革,丁浩,朱育帆,姚玉君,白亚威,孙玉颖,范艺菲,陈蓉子,范娟娟,许腾飞,杜仕成,李艺秋,樊小瞳,杨霄,苗磊,李爱莲,翟莎莎,刘建华,汤小京,米忠,徐华,杨莉,郭红艳建筑面积:99,500m2(地上32,500m2,地下67,000m2)材料:混凝土,钢,石材,玻璃.

基于洪水分级的两江电站洪水预报方案研究

本文以两江电站为研究对象,针对传统洪水预报方案中没有考虑洪水分级的问题,将洪水分为大、中、小3个等级,编制了基于洪水分级的洪水预报方案。方案中,以泰森多边形对流域进行分块,预报模型采用三水源新安江模型和实时校证算法;采用人工经验与粒子群算法结合的方法,利用2000—2015年的资料,率定了不同类型洪水的模型参数。采用2016年洪水资料对预报模型和实时校正算法进行了验证。结果表明,本文洪水预报方案优于洪水不分级方案,率定出的模型参数适合不同等级的洪水,采用的实时校正算法可以提高预报精度。

施工期水位预报的水位系数法

施工期施工断面水位预报可以利用施工断面的水位流量关系曲线,通过预报流量查询得到。但是在利用此方法时存在施工期施工断面水位流量关系曲线不易获得、施工对河道影响较大等问题,导致水位预报误差较大。本文针对以上两点提出了解决方法,采用水位系数法进行水位预报,在雅砻江流域各施工电站进行了应用,取得了较好的效果。

赛塘流域ISVC方法应用中的关键问题分析

详细介绍了ISVC方法中关键点平稳期选择及平稳期阈值的确定,以赛塘流域为研究对象,分析了平稳期选择及平稳期阈值对ISVC方法修正效果的影响,结果表明,平稳期选择及平稳期阈值对修正结果有着明显影响,在实际应用中,应选择主要降水还未开始,只有零星降水,河道洪水过程较为平稳的阶段作为平稳期,以避免降水对修正结果的干扰。在确定平稳期阈值时,应尽量选择更多的洪水场次,找出平稳期阈值与整场洪水之间的规律,避免阈值设置不当造成的过度修正和修正不足等问题。

基于自适应权重的滑动平均入库流量修正方法

提出一种入库流量修正计算方法,该方法基于流量自适应选择权重,采用滑动平均算法进行计算。修正分为3个步骤,首先采用自适应权重的滑动平均算法进行初次修正,其次进行水量平衡修正,最后根据流量变幅等约束条件进行第3次修正。采用实例与滑动平均算法、五点三次法进行了比较,结果表明,本文方法对于洪峰修正效果较好,且能保证流量过程的水量平衡,修正平滑程度与五点三次法相似。

雅砻江流域水情预报方案

雅砻江是金沙江左岸最大支流,流域面积大,气候、地形地貌条件复杂。流域内规划有多级电站,其中部分电站已建成运行,部分电站正在施工建设。雅砻江流域水情预报的任务是实现各电站的流量预报、施工水尺预报。通过对流域的分析,设置了预报断面,介绍了水情预报流程。选择了流量预报模型、水位预报模型、实时校正模型,考虑电站调蓄作用对水情预报的影响,采用雅砻江流域的水雨情资料对预报模型参数进行了率定,统计了各预报断面的合格率。根据预报方案编制了预报系统,利用2016年的资料进行了验证,结果表明,编制的方案适合雅砻江流域,满足日常生产的需要。

清江流域洪水预报系统

清江是湖北省一条建有众多水利水电工程的河流。利用Microsoft Visual Studio 2010平台的vb.net开发环境,结合Microsoft SQL Server数据库开发了清江流域洪水预报系统,介绍了系统的技术路线、基本功能、逻辑结构及清江流域洪水预报系统的具体应用。实践表明,系统具有较高的预报精度以及较高的实用性,同时具有较强的通用性和可移植性,可在全国各大中小河流推广使用。

新安江模型状态变量初值对计算结果影响分析

指出了对计算结果有影响的新安江模型的状态变量初值,分别是张力水蓄量W0,包括上层蓄量WU0、下层蓄量WL0、深层蓄量WD0;壤中流QI0、地下径流QG0。以布吉河流域草铺站洪水为例,在其他初值不变时,分别对WU0、WL0、WD0、QI0、QG0取值进行计算,结果表明:WU0、WL0、WD0、QI0、QG0均非常敏感,对计算结果影响显著。WU0、WL0、WD0影响洪峰和洪量,影响大小与其变化范围相关,变化范围越大,影响越大。而QI0、QG0则对计算结果有着系统性的同向影响,即随着QI0、QG0的增大或减小,计算结果呈现系统性的增大或减小。

工业用地更新背景下北京旧工业建筑保护利用的回顾与展望

自1980年代工业企业搬迁开始,北京在工业用地更新和旧工业建筑保护利用方面走在了全国的前列。本文通过对北京工业用地更新与旧工业建筑保护利用发展历程的回顾,对其各发展阶段的特点、出现的问题及解决的方式进行了系统的梳理。又从保护、制度、理念、对象及实践等5个层面,总结了北京在旧工业建筑保护利用方面取得的成果,并结合当前存在的问题提出了对未来发展的建议和展望。

罗闸河一级水电站水情自动测报系统设计与实现

水情自动测报系统为水电站提供实时水雨情数据,对水电站安全度汛有着重要的决策支持作用。广义上的水情自动测报系统包括遥测站的建设,遥测数据的采集,还包括水务信息的计算以及数据的上传等。本文介绍了罗闸河一级水电站水情自动测报系统,包括遥测站,中心站及中心站软件建设情况。系统包括2个水位雨量站,2个雨量站,通信模式采用GSM,系统建成后,运行稳定,中心站软件功能完善,为水电站安全运行提供了决策支持。

基于函数性质的场次洪水自动识别方法

人工选取场次洪水效率较低,提出一种从连续水文过程中自动识别场次洪水的方法。该方法基于函数的凹凸性及极值,同时考虑了洪峰阈值、洪峰距离阈值、起止流量阈值、雨峰阈值等限制条件。详细介绍了方法步骤,并进一步分析了起止流量阈值、雨峰阈值对识别结果的影响。应用结果显示,该方法可较为准确的识别场次洪水;分析结果显示,起止流量阈值、雨峰阈值为关键因素,其取值对方法的应用效果有明显影响。