河流系统实时洪水预报误差多点联合校正方法研究

实时校正是改善洪水实时预报精度的重要手段。河流系统中多个站点之间具有高度的水力联系,各个站点之间的误差也具有空间关联性。依据河道水流演进的基本方程和动态自适应的自回归方法,建立了考虑误差空间演化的河流系统实时洪水预报误差多点联合校正方法。利用洪峰段洪量误差、洪峰流量误差、纳什效率系数(NSE)和峰滞时间等指标分别对多点联合校正和不考虑误差空间关联性的单点校正开展校正效果评估。以淮河王家坝断面以上为背景开展实证研究,结果表明:考虑河流系统误差空间关联性的多点联合校正效果优于单点校正,洪峰段效果更为显著,能够更有效地提高河流系统洪水预报的精度。

基于GBDT的实时洪水预报误差校正方法

洪水预报实时校正是提高预报精度的有效途径。通过研究实时洪水预报误差系列构建方法,引入GBDT方法建立误差校正模型,并采用粒子群算法优选模型参数,选用洪峰段洪量相对误差、洪峰流量相对误差、确定性系数等指标评估实时校正效果。对淮河流域王家坝站点的实例应用结果表明,无论是率定期还是验证期,基于GBDT的实时预报误差校正方法精度均优于经典AR方法和KNN方法,各项指标精度均有不同程度提升,可有效提高实时洪水预报效果,且稳定性较高。

基于区间犹豫模糊语言集的水资源多目标决策

以鄂北水资源配置工程为对象,研究大型调水工程背景下的多水源多目标优化配置。将鄂北地区水库分为充蓄水库、补偿水库与在线水库等3类,根据各类水库特点对鄂北水资源配置工程进行系统概化,建立以年缺水量最小和调水成本最低为目标函数的多水源多目标优化配置模型。采用权重系数法进行求解得到非劣解集。最后采用基于区间犹豫模糊语言与TOPSIS的多目标决策方法对各方案的缺水量与调水量作出评价并遴选出最优方案。研究结果表明:对鄂北水资源配置工程而言,缺水量与调水量的权重比为7∶3的方案综合评价最优,重视缺水的同时兼顾调水成本;基于区间犹豫模糊语言集与TOPSIS的水资源多目标决策方法经本文实例验证具有较高的稳定性与可行性。

南通市水资源供需平衡与承载力研究

近年来,江苏省南通市水质性缺水和季节性缺水问题严重制约了社会经济的发展。为实现可持续发展,利用2015、2020、2030规划年南通市用水和供水系统的水量数据,分析了水资源供需平衡,建立了水资源承载力模型,并以总人口数为目标函数,求解最优化目标。最后通过情景模拟,探讨了不同组合(水量、水质、供水季节)、不同阶段的水资源承载力。结果表明,未来南通市水资源将出现超载情况,2015年可能出现水质性缺水问题;2020年水质问题有所改善,季节性缺水逐渐出现;2030年季节性缺水问题凸显。

缺资料山丘区的洪水模拟与情景分析

作为缺资料山丘区的典型代表,选择望谟县"2011-06-06"特大山洪进行模拟。地面径流采用Nash地貌单位线,地下径流采用线性水库法。Nash地貌单位线的参数由流域地形地貌特征确定,其中流速由Rodriguez提出的流速公式确定,避免了对水文资料的依赖。模拟结果表明,计算洪峰值比实测值偏小3.0%,可用于缺资料地区的洪水模拟及预报。此外,根据望谟县实测的暴雨资料,在总雨量不变的前提下,假定了3类不同雨型进行情景分析。结果表明,洪水量级和雨型有关;雨型为Ⅰ型(雨峰在前部)、Ⅲ型(雨峰在中部)的洪水量级偏大,故需对短历时和特定雨型强降雨做好预警。

峨汉高速隧道开挖与采空区静力交互作用影响

隧道施工会对周围岩层产生干扰,当隧道临近采空区时,岩层扰动将会与采空区产生交互作用,影响隧道施工安全。本文以峨汉高速大为1号隧道临近采空区段施工为例,采用有限元分析软件进行数值模拟分析,将数值模拟结果中的隧道和采空区的特征点进行竖向应力结果提取,并假设采空区对隧道竖向应力影响较小,将设有采空区和不设采空区两种工况下的竖向应力结果进行对比分析,利用假设检验相关公式进行数据处理,检验结果通过原假设。计算结果表明:距离隧道水平方向217 m、竖直方向30 m范围之外,隧道施工与采空区之间的交互影响较小,可正常开展施工。

基于Fluent对低瓦斯隧道瓦斯涌出规律的数值模拟

含瓦斯隧道施工过程中,掌子面为唯一瓦斯涌出源且持续涌出,针对这种瓦斯异常涌出情况,我们以位于重庆市永川区的黄瓜山瓦斯隧道为依托,建立了相关3D物理模型。并运用数值模拟软件Fluent模拟了不同风速下隧道内瓦斯浓度分布情况,以及在同等风速下不同通风时间的隧道内的风流场,进而分析出隧道内瓦斯分布规律:当风速小于6m/s时,风速越大整个隧道内瓦斯浓度越小。当风速为6m/s及以上时,通风稳定后隧道内瓦斯浓度基本保持稳定,隧道内远离风筒的掌子面区域瓦斯浓度为0.25%~0.3%,其余区域瓦斯浓度在0.15%左右,这与现场结果相吻合,对现场瓦斯治理有一定参考价值。