基于地貌单位线汇流的新安江模型在洛阳河流域中的应用

针对无资料地区的洪水预报和设计洪水计算常受到降雨流量等资料制约的问题,以洛阳河流域无资料地区为例,通过DEM数据提取洛阳河流域霍顿地貌参数,计算洛阳河流域地貌单位线,从而建立起流域汇流与地貌参数之间的响应关系,并采用三层蒸散发和蓄满产流模型,构建基于地貌单位线汇流的新安江模型,同时结合遗传算法和客观优选法思路对洛阳河流域洪水进行模拟演算,并与传统的新安江模型结果进行对比分析。结果表明,基于地貌单位线汇流的新安江模型能取得较理想的模拟结果,可为中小河流无资料地区的水文分析计算提供可靠的技术支撑。

平原河网区最优化汇流单位线法及其应用

针对利用现有单位线方法模拟平原河网区汇流特性难以得到较好结果的问题,在传统单位线方法的基础上,根据平原河网区的实际特点,基于河网多边形和河道水位资料,提出了适用于平原区的单位线模型。通过对典型区域的平原区单位线进行率定和缩放,获得了适用于平原河网的平原区单位线,并利用太湖流域1998年和2000年的水文资料进行建模和验证。结果表明,平原河网区最优化汇流单位线法能基本消除太湖流域的洪峰(水位)滞时误差。

纳希瞬时单位线参数优化研究

应用矩法推求的纳希瞬时单位线参数还原同次洪水过程存在着与实测洪水过程拟合效果不佳的现象.根据实际洪水预报中对洪峰流量处预报精度要求较高的需要,构建了优选瞬时单位线参数的最优化模型,提出了应用矩法与梯度搜索法联合求解最优化问题的一套方法,并将矩法与该方法用于同场次暴雨洪水过程计算,计算结果表明,采用本优化模型及解法得出的结果较矩法预报精度有了进一步的改善,且在洪峰中具有较好的还原效果.研究表明优选瞬时单位线参数的最优化模型以及求解方法较之矩法更能得出符合流域汇流特性的单位线参数.

城市暴雨防洪系统中调蓄削峰设施研究

目的优选调蓄削峰设施,加固城市防洪排涝系统,快速削减城市内多余的雨水.方法建立一整套城市雨水系统削峰调蓄方法的优选模型,采用城市的降雨资料直接推求暴雨公式,年超大值法选取降雨样本,利用SCS雨型对降雨量进行24 h雨量时程分配,采用初损-后损法计算径流量,用瞬时单位线法模拟各雨水口流量过程线,核算现有城市雨水系统的过水能力,确定调蓄设施的设置位置.根据调蓄设施的位置和调蓄容积,分别对调蓄池和调蓄管进行详细的参数计算和直接建设费估算,最终选出最优方案.结果直接计算出设计要求重现期降雨量,避开现有城市暴雨强度公式不适用于大设计重现期的问题,解决了计算繁琐,计算量大且易出错的问题.结论采用初损-后损法推求设计降雨的径流量,系统即适用于大范围地区的径流量计算,同样适用于小范围地区的径流量计算.近期降雨实测资料进行推求可以摆脱样本资料年限上的限制.

推求地面径流单位线的Free Search算法

地面径流单位线在水文计算和水文预报工作中应用十分普遍,但当净雨时段较多时,传统的单位线推求方法存在工作量大、效率不高、过分依赖专业经验、计算过程复杂、模拟结果可能出现负值等问题。为此,本文引入源于动物群体迁移行为的自由搜索(Free Search,FS)算法,将FS单个动物每步探查行走的位置向量作为一条初始单位线,在FS算法迭代过程中再将所有的初始单位线转化为符合定义的单位线,从而利用动物群体的迁移行为推求出最优单位线。该方法的优点是概念清晰,操作简便,能够直接给出单位线的各时段流量值。三个典型实例模拟结果表明:利用FS推求单位线时,寻优一次即可得到满意结果,所得单位线不需要修正,并且能够有效克服锯齿现象,对地面径流量的模拟精度也较高。

用“精度集中法”优化设计机械部件

着重介绍了“精度集中法”。将实际设计中用到的精度相同或类似的机械部件设计成为一体的优化设计方法 ,这里称之为“精度集中法”。它是直觉优化的一种 ,是长期从事机械设计的直觉判断性优化和经验总结 ;同时也兼具价值分析优化法的特征。设计过程中 ,通过对机械部件中的有关零件可能加工精度的有效预测 ,进而使精度相当或相近的零部件尽可能设计为一体 ,降低加工难度、节省贵重材料 ,以达到降低产品成本的新的设计方法。

单位线自动优化率定的狼群算法研究

为了探讨单位线自动优化率定的新方法,对狼群算法在单位线优化率定中的应用进行了深入研究。分析了单位线优化率定的目标函数和约束条件,建立了单位线优化率定的数学模型,给出了单位线自动优化率定的狼群算法。在寻优迭代过程中采用同倍比修正法来处理水量平衡约束,保证了狼群算法优化求解的单位线严格满足水量平衡方程;采用具有动态罚因子的罚函数法处理单位线的不合理波动,保证了单位线的光滑性,实例应用表明提出的单位线自动优化率定的狼群算法是有效的。

推求谢尔曼单位线的逐步滤波优化方法

从1932年谢尔曼提出单位线概念至今,谢尔曼单位线一直是水文预报员解决规律复杂的流域汇流的基本方法。笔者对目前常用的单位线推求方法及存在的问题进行了分析,并提出了的逐步滤波优化方法。文章给出了逐步优化方法的目标函数及约束条件,阐述了滑动平均滤波器和滑动多项式滤波器原理,并介绍了运用逐步滤波优化方法推求单位线计算流程。笔者采用该方法对不同流域水系的谢尔曼单位线进行了率定,在实际应用中取得了较好的效果。