大运河运河站实用水文预报方案优化与应用

以台儿庄闸为界将预报区间分成两部分,台儿庄闸泄水为上游来水,将原方案的两段马斯京根演算简化为一段马斯京根演算;将原方案中通过P+Pa~R和单位线求得的峄城大沙河和伊家河两大支流流量,转为包含在台儿庄闸控制的实测流量内,对方案进行优化。优化后洪峰流量的模拟误差相比优化前略有减小,峰现时间的模拟误差相比优化前明显减小。建议单独编制邳苍分洪道林子站预报方案,作为韩庄闸至运河站预报区间的子方案;同时,于陶沟河入大运河处设站监测水位流量,探讨陶沟河小流域降雨径流关系,以进一步提高运河站洪水预报精度。

基于知识图谱的“水文预报”课程教学改革实践

知识图谱以图形化、结构化的方式呈现复杂的学科知识体系,帮助学生更好地理解和掌握知识,提高学习效率和质量。文章主要介绍了水文预报课程知识图谱建设,阐述了知识图谱在水文预报课程中的应用优势,包括构建完整的知识体系、提供个性化的学习支持等,探讨了知识图谱建设在水文预报课程教学实践改革中的成效。实践表明,水文预报课程知识图谱建设是提高课程教学质量的有效途径之一。

全球气象预报驱动流域水文预报研究进展与展望

全球气象模型及新兴人工智能模型为流域水文预报提供了日、次季节、季节等不同时间尺度的海量气象预报数据。与此同时,基于气象预报开展水文预报,涉及到数据获取、模型构建、评估检验等技术问题。本文以全球气象预报相关的研究计划为切入点,调研现有的1 d至2周小时尺度中短期天气预报、1~60 d次季节尺度气象预报、1~12个月季节尺度气象预报以及新兴的人工智能气象预报;梳理气象预报驱动下流域水文预报模型方法,阐述气象预报订正、水文模型设置和预报评估检验等技术环节。基于全球气象预报生成实时和回顾性流域水文预报,定量检验不同预见期下预报精度以评估相关模型方法的预报性能,为水利工程预报-调度实践应用打下坚实的基础。

发挥水文预报在防洪减灾中的作用探索

水文预报是利用已知的水文要素做出科学预测并发布预报的技术,应用于国民经济、企业生产和水库调度等领域。水库利用防洪库容拦蓄洪水,削减进入下游河道的洪峰流量,库存水量发电,达到兴利除害的目的。利用水文预报的成果开展水库调度、防洪减灾的效果显著。现结合生产实际情况,充分说明水文预报在防洪减灾方面的作用。

以“实验金课”为导向的水文预报虚拟仿真实验的设计与实践

水文预报虚拟仿真实验教学的设计与实践不仅是革新传统教学方式方法、打造“实验金课”的迫切需要,也是新工科背景下培养适应水利现代化和智慧水利建设人才的现实需求。针对水文预报线下实验教学中存在的时空限制,基于虚拟仿真平台以流域水文模型为核心,设计和构建水文预报虚拟仿真实验,结合动画展示产汇流过程和机理,实现虚实结合、虚实互补,有助于培养和提升学生的创新实践能力,切实提高水文预报实验教学的质量。

三峡库区中长期水文预报研究进展

高精度的中长期水文预报对三峡库区的防汛抗旱计划编制和发电调度安排具有重要指导意义。目前,国内外中长期水文预报的研究热点包括影响因素、预报方法和不确定性分析等方面。其中,中长期水文预报方法包括过程驱动模型、数据驱动模型和组合模型,本文分别对过程驱动模型和数据驱动模型的代表性模型基本原理及适用条件进行展开分析。并结合三峡库区水文气候条件和应用的预报方法,揭示三峡库区中长期水文预报的研究进展。同时展望下一阶段三峡库区中长期水文预报的研究应着重考虑的问题:(1)流域情势和径流变化成因;(2)预报方法可靠性;(3)预报过程不确定性。

智慧流域水文预报技术研究进展与开发前景

当前处于传统水利快速迈向智慧水利的高质量发展新阶段,开展智慧流域水文模拟和洪水预报系统研发,是建设数字孪生流域的重要组成部分,是强化“四预”措施和推进智慧水利建设的必然要求。综述了流域水文模拟预报研究进展,剖析中国洪水预报业务现状和不足,从数据底板、规律机理、预报模型、方法技术和业务平台等方面对水文预报技术进行了探讨展望。研究结果表明,智慧流域水文预报的关键技术与发展前景为:(1)多源异构数据汇集,夯实流域数据底板;(2)加强河库系统水汽循环研究,揭示成因机理;(3)聚焦强人类活动影响特征,升级专业模型;(4)深化预报新技术研究,探索基于智能预报调度一体化业务体系;(5)打造通用化业务化平台,支撑多要素全周期“四预”功能。研究成果可为提高流域洪水预报水平,强化“四预”措施,建成数字孪生流域提供理论基础和技术支撑。

面向解决复杂问题能力培养的水文预报课程教学模式研究

针对水文预报课程教学中存在的问题,该文以工程教育专业认证理念为指导,从教学组织、教学手段与方法、培养学生实践与创新能力和课程考核与评价等方面进行教学改革探讨,为全面提升专业人才培养质量、提升教师教学与工程实践能力进行有益探索与推动促进作用。

智能水文预报模型的研究与应用

洪水过程具有高度非线性、复杂性和非平稳性特征。将自适应步长的布谷鸟搜索(ASCS)算法应用于神经网络水文模型参数优化中,构建ASCS-LSTM洪水预报模型,并采用注意力机制进一步提高输入输出的相关性,实现高精度的智能洪水预测。在秦淮河流域的水位预测实验表明,ASCS-LSTM预报模型的预报结果要优于传统机器学习模型,稳定性和精确度得到提升,可为水文预报提供新思路。

黄河源区水文预报的关键科学问题

黄河源区水文预报对龙羊峡、刘家峡等黄河上游梯级水库群的洪水资源化调度乃至整个黄河流域的水旱灾害防御都起着举足轻重的作用。然而,由于降水的地面观测严重匮乏、且缺少适用于高寒山区的专用水文模型,源区水文预报成为长期困扰黄河洪水/径流业务预报的难题。在回顾国内外相关研究的基础上,从高海拔缺资料地区的降水观测与降水预报、寒区水文模型构建与气象水文耦合系统集成、高原降水发生的气象成因与形成机制3个方面,评价了黄河源区水文预报的当前现状与技术水平,提出了黄河源区水文预报面临的关键科学问题;指出新一代多源降水信息融合与同化、高寒区特殊产汇流模型构建、无缝隙气象水文集合预报、强降水与连阴雨的多影响天气系统解析等,是当前黄河源区水文预报的研究重点与发展方向。

面向解决复杂工程问题的“OBE理念+课程思政”的教学探索——以水文预报课程为例

解决复杂工程问题是工程教育专业认证、一流课程建设的核心要求。该文以水文与水资源工程专业水文预报课程为例,从课程定位、存在问题入手,并结合OBE理念、课程思政进行课程顶层设计,实现教师、课程和学生之间的良性互动。通过确定课程复杂工程问题,挖掘课程思政元素,实现知识传授、能力培养和价值教育的互通互融。针对价值教育在考核中体现不足的问题,设计了针对不同课程目标的考核方法,并结合具体情况实现有针对性的持续提升与改进。“OBE理念+课程思政”的教学探索为专业其他课程提供了实施路径参考,旨在培养我国当代工程领域应用型人才。

多源降雨数据在重庆市中小流域短期水文预报中的应用

以山地城市(重庆市)境内四条中小流域为例,引入GPM-IMERG遥感降水数据作为卫星降水数据来源,分别采用平均偏差校正法、线性回归模型和改进地理加权回归法实现其与地面站点实测数据融合,采用留一验证法进行融合降水数据的精度评估,并将各类降水数据输入SWAT模型模拟实际流域径流。结果表明,改进地理加权回归法对降雨数据的融合效果最佳,流域地形对IMERG-early数据及融合方法精度影响较大,在地势较低且地形起伏变化小的区域,融合方法精度较高,而在山丘区精度相对较低;不同降水数据驱动SWAT模型得到的径流计算值均与实测值吻合较好,且经改进地理加权法融合后的降水数据模拟径流最准确。结果可为IMERG-early卫星降水数据在类似中小流域水文预报的应用提供借鉴。

流域梯级水电站水文预报在实时调度中的应用与研究

为分析水文预报误差对梯级电站的水库调度影响,以黑水河流域为例,基于历年水文预报经验和水库调度方法成果分析,选择典型年份,作为调度策略的分析依据,提出了不同径流年份、不同洪水量级下,保证设备设施和人民群众安全,实现经济效益更大化的梯级水电站实时调度策略,为水库科学调度提供参考。

多种水文预报模型在婺源地区的模拟分析

以江西婺源地区为研究区域,选取新安江模型、BP神经网络模型、基于土壤水动力学的洪水预报模型和GR3模型,对2017年以来18场洪水分别进行模拟,并从确定性系数、场次洪水合格率等方面进行综合比较分析。结果表明:4种模型在婺源地区效果均较好,平均确定性系数均超过0.8,其中以BP神经网络模型0.977为最高;场次洪水合格率均超过60%,新安江模型和GR3模型洪水过程模拟效果相当。在实际预报中可采用多模型相结合的方式进行综合分析,进而提升洪水预报精度。

浦东新区水文预报系统研究与应用

依托水文、闸泵调度、河道工情等实时信息以及气象、潮位等相关预报信息,实现快速水情形势分析和风险评估,是区域防汛防台应急指挥工作亟待解决的问题。系统以浦东新区为研究区域,引入先进、成熟的水文时序数据服务和数学模型实时模拟技术,构建水文预报模型系统平台,实现了内河水位的实时预报,在作业预报及其预报精度上均取得了理想的成果,为浦东防汛应急指挥工作提供了科学有效的辅助决策信息。

城市防洪中现代水文预报技术的应用及发展分析--以湖北省恩施州为例

随着科学技术水平的飞速发展,我国城市防洪已基本形成了以工程措施为主,非工程措施为辅的现代防洪体系。水文预报作为一项重要的非工程防洪措施,为有效应对洪水赢得了先机和主动,在城市防洪减灾中发挥着举足轻重的作用,大大增强了城市防洪排涝能力。基于此,在研究恩施州防洪减灾必要性和现代水文预报技术的基础上,重点分析现代水文预报技术在城市防洪中的应用,并提出3点发展对策,以供参考借鉴。

双线偏振雷达在水文预报领域的应用——实时水文预报系统的研制

根据１９８０—１９８７年巴家咀水库流域各水文站及雨量站的流量和降雨强度资料，建立了一个利用中国科学院兰州高原大气物理研究所平凉雷达站的双线偏振雷达实时遥测降雨的雷达回波资料进行实时水文预报的模式。当接收到以无线电方式传输来的雷达资料后，该模式可进行包括各子流域的降雨总量、径流、汇流及到达水库的流量、洪峰流量和时间等水文参量的预报，并在计算机监视器上显示，在打印机上打印并存盘。这一方法与普通水文预报方法相比具有及时并能了解云发展趋势等优点。这一模式的建立及应用为防汛指挥、水库的调度提供了可靠、直观的依据，它将气象部门的高科技成果用于水文领域，开拓了气象雷达的应用范围。

中长期水文预报综合分析理论模式与方法

为了探索提高中长期水文预报的精度，本文依据水文成因、统计与模糊集分析相结合的研究方法论。

智慧流域水文预报技术研究进展与开发前景

随着科学技术发展速度的逐渐加快,智慧流域水文预报技术开始受到越来越多人的广泛关注。本文立足于智慧流域水文预报技术的发展历程,探讨了智慧流域水文预报技术的挑战和问题,同时对智慧流域水文预报技术的未来开发前景进行了展望,并提出了可行性的解决方案。本文认为,智慧流域水文预报技术将在提高预报精度、扩大应用范围、加强跨领域融合等方面取得新的突破,希望通过本文的探究,能够为相关工作的开展起到参考作用。

水文预报与水资源优化管理技术浅析

现阶段城市发展进程不断加快,水资源紧缺矛盾问题更加突出,为从根本上提升水资源利用率,缓解城市建设用水紧张问题,需要加强水资源优化管控力度,配合使用先进的水文预报技术手段,收集现地区水资源信息,明确水资源管理重点及难点。本文就针对此,首先分析水文预报必要性,提出水文预报与水资源优化管理技术、管控对策,以及为相关工作人员提供理论性帮助。