小型水库预报预警系统研发与应用

针对小型水库洪水预报预警研究不足问题,以构建的分布式水文模型、缺资料地区参数移植技术,以及小型水库防洪预警方式与指标体系、预警方案编制等为支撑,利用Java语言、Vue技术、ElementUI组件、EChart组件、Spring Boot、JSON数据交互等技术,设计开发了一套基于B/S架构的标准化、通用型小型水库预报预警系统。介绍了系统的设计模式及功能结构,阐述了基础信息展示、洪水预报、防洪调度、洪水预警、数据管理、基础空间地理分析等主要系统模块的设计,以及系统开发关键技术。以在安徽省的应用为例,展示了系统具备的可靠性、灵活性与实用性。

小型水库水情监测与预报预警系统建设意义

为解决小型水库安全管理、降雨监测和水资源利用等问题,本文以天水市为例,详细分析了小型水库水情监测与预报预警系统的建设与实施情况。通过对苏家峡、闫集水库等项目的介绍,探讨了系统建设过程中的技术要求、设备安装、数据传输等关键环节。同时,针对系统建设与运行管理中存在的问题,提出了针对性的对策与建议,以期为相关人员提供实践参考。

基于GPU并行计算和WebGIS的潖江蓄滞洪区洪水预报系统研究

洪水预报所采用的数值模拟涉及大量计算,模拟的结果需经多种专用软件处理后才能展示给用户,操作繁琐,无法满足蓄滞洪区防洪调度及应急抢险处置中迅速做出响应的需求。该文提出了基于GPU并行计算和WebGIS的洪水预报系统,旨在提高洪水计算的效率,延长预见期,并实现洪水演进的可视化。该系统基于最新的GPU加速的计算方法,利用GPU强大的浮点数运算能大幅提高洪水计算的效率,结合WebGIS技术,将水文-洪水演进模型的计算结果与水利底图无缝连接,以图表、图像和动画等形式直观展示洪水演变过程,使决策人员能直观地掌握蓄滞洪区洪水的演变过程,可为潖江蓄滞洪区的调度运用和防洪抢险提供帮助。

中小河流洪水快速预报预警方法研究

中小河流暴雨突发性强,洪水产汇流时间短,历史资料少,其洪水预报预警一直以来都是水文预报的重难点。本文以河源市古竹水平渡水文站为例,研究不同起涨水位条件下水位涨幅和造峰雨量之间的关系,构建洪水快速预报方案,得到预报预警速查表,便于洪水快速预报预警,可为其他中小河流洪水预报预警提供参考。

面向防洪“四预”的闽江水口洪水预报调度系统建设与应用

为提升闽江水口流域防洪调度水平,建设闽江水口洪水预报调度系统。系统利用开放式的设计理念,采用B/S系统结构开发,融合多源降雨数据,集洪水预报与防洪调度为一体,提升洪水预报精细化水平和水工程联合调度能力。采用多源降雨信息融合技术,集成洪水预报模型库,构建流域洪水预报方案,开发流域智能化运行平台,实现流域多源降雨信息共享应用、洪水滚动预报、智能调度,延长洪水预报预见期,提高预报精度。系统已应用于闽江水口电厂,可提高水电站洪水防御能力和水能利用效益。

太湖流域超标特大洪水风险预警系统建设及应用

为做好超标洪水调度、保障流域防洪安全,开发建设了由基于水文水动力学耦合的超警超保风险区域预警模型与基于水文学法的洪水淹涝风险快速评估模型共同组成的超标特大洪水风险预警系统,该系统在太湖流域预报调度一体化系统中通过智能交互方式进行模型与系统的紧密集成,实现了预报调度成果的可视化。基于水利一张图的超警超保与淹涝动态展示,实现了预报产品从点到面、从常规预报到影响预测的突破,以及洪水风险由静态评估向实时快速动态分析的转变。应用结果表明:系统在2020年太湖流域性大洪水中累计发布超警超保风险提示39期、洪水淹涝风险评估4期,预测结果与实际基本一致,为科学调度防御超标洪水提供了技术支撑,避免了江苏省苏州市3万多的人员转移,有力保障了太湖流域防洪安全。

基于大数据的琅琚水洪水预警预报研究

通过利用当前先进的中小河流洪水预报技术手段,提高中小河流洪水预报预警水平,为中小河流洪水预警、防御、抢险救灾等提供有效的技术支撑。在江西省抚州市内选择典型河流琅琚水开展相关先进成果应用分析,通过典型案例的实证验证预警系统的可靠性。基于大数据的洪水预警预报技术适用于山丘区中小河流的洪水预报预警,尤其适用于我国南方湿润山区中小河流。预报成果精度、预见期等方面优势明显,且实际应用操作简便,作业预报快速,具有较大的应用推广价值。

运江古镇洪水预警预报技术研究

运江古镇位于广西象州县,是柳江上的一座水上孤岛。开展运江古镇的洪水预警预报,为古镇景区旅游项目开展、水上交通、人口安全转移等决策提供技术服务,有效提升古镇涉水安全突发事件响应的及时性及决策的科学性。采用多元回归法、中国洪水预报系统等方法创建运江水文站洪水预报方案,在实际洪水预警预报应用中,预报成果较理想,预警预报及时准确,为有效保障岛上人民群众的生命财产安全决策提供技术支撑。

智慧防雷雷电临近预警系统

为全面提升重点资源地域的防雷安全水平,有效防御和减少雷电灾害和公共安全的危害,根据重点资源地域防雷现状和需求,本着“预防为主、安全第一、科学合理、统筹兼顾”的原则,开展雷电预警系统和雷电灾害防护体系的二大体系的建设,可有效防御和减少雷电灾害,提高重点资源地域雷电灾害防御能力和安全管理水平。建立一套广域网局部雷暴云、闪电预警系统,雷电临近预警系统,能够及时、准确地预报当地雷击活动情况,对处在工作状态的易燃易爆场所、人员高度集中场所提供预警信息,使工作人员能够有充分的时间施加防范措施,减少危害的发生。

桃林(二)水文站洪水预警预报研究

针对桃林(二)水文站产汇流时间短、洪水陡涨陡落等特点,研究桃林站洪水涨幅、降雨之间的关系和洪水暴雨预警预报特征值。以桃林站为研究对象,分析11场次降水雨洪过程,利用泰森多边形法、相关回归分析法研究降水量、降雨历时和水位涨幅的相关关系,建立相关可靠的回归模型,计算降雨和水位涨幅关系,制定降雨洪水预报查询表,以期为桃林(二)水文站洪水快速预警预报工作提供参考。

黄山市中心城区洪水预报预警系统的建设和应用

黄山市中心城区洪水预报预警系统由信息采集子系统、信息处理子系统、通信子系统、防汛决策与警报子系统组成．文章详细介绍各子系统的功能，该系统在１９９７ 年和１９９８ 年防汛中运行良好，预报精度较高．文章还对系统的进一步完善提出了意见和建议．

基于WebGIS的洪泽湖地区洪水预报预警系统

为了加强洪泽湖地区洪水风险管理,保障淮河下游防洪安全,采用WebGIS与水文学、水力学模型相结合,将一、二维耦合的水动力学模型内嵌于B/S系统进行洪水预报预警的方法。构建了一维洪泽湖地区河道、二维洪泽湖湖面及周边滞洪区相耦合的洪水演进模型,在此基础上开发了基于WebGIS的洪泽湖地区洪水预报预警系统,实现了对降雨、洪水进行实时监控、预报和对预警关注地点水位、流量变化、洪水淹没和超标洪水预警信息的可视化展示。系统进一步提升了洪泽湖地区的防洪数字化水平,可为避险减灾提供决策支持。

美国洪水预报及预警系统发展概况

洪水被认为是世界范围内的最频繁和最具毁灭性的自然灾害之一。仅美国,就有两万多个洪水多发区域,其中3000个在国家气象局的洪水预报范围内,1000个有当地的洪水预警系统,其余的有县一级预报系统。灾害洪水频繁发生时,洪水预测并及时发出预警对于减灾意义重大。1 在瞬时突发洪水预报研究方面美国发展了三种降雨模型,即简单被动模型、简单分布模型及复杂分布模型。

上海城区动态洪水风险图应用系统及典型暴雨内涝分析

【目的】为了提高沿海超大城市对洪涝灾害的先知先觉能力,快速预测分析洪涝潮组合影响下的淹没风险时空分布,【方法】以水文-水动力暴雨洪水分析模型为核心模块,通过与外部的气象精细化降雨预报数据库、自动雨量站实时监测数据库及实时水情、闸泵运行数据库相关联,研发了上海城区动态洪水风险图应用系统。采用由雨量站点到气象格网和水力网格的降雨二级空间融合技术,实现了模型与气象预报降雨数据的有效耦合。利用数据挖掘提取和GIS空间分析技术构建了包含10项洪水风险要素要点的城市内涝预报专报自动生成方法,实现了对内涝风险的快速一站式概览。利用系统可以对城市暴雨、河道洪水和风暴潮等单一发生或遭遇组合引起的淹没分布进行快速实时预报计算,模拟和预测城市洪涝潮灾害的有关淹没特征数据和淹没动态过程。【结果】利用系统分析了2023年6月23—24日暴雨的内涝风险分布,将模型模拟的积水区域与积水监测站、灾情直报和热线灾报的积水点进行对比,结果显示在150处对比积水点中,有129处误差不超过20 cm,占86%。模型模拟的积水空间分布与实际情况基本接近。【结论】结果表明:系统满足汛期常态化、业务化运行需求,能够为城市洪涝风险的实时动态分析和防汛指挥决策提供重要工具。

基于机器学习降雨动态时空特征识别山丘区小流域洪水预报方法研究

山丘区洪水产汇流速度快,破坏力强,预报难度大。如何进一步提高山丘区洪水预报的准确性和预见期,是当前亟待解决的主要问题。针对该问题,本文基于机器学习技术,创新性地提出了一种洪水预报的新方法。该方法通过识别与当前降雨动态时空特征最相似的历史降雨洪水过程,“借古喻今”进行洪水预报。结果表明,在人为影响小、流域面积在600 km^(2)左右的山丘区小流域,该方法预报洪峰流量平均误差为8.33%,洪量平均误差为14.27%,峰现时间平均误差1 h,均达到了洪水预报精度要求。区别于传统的洪水预报方法,该方法从整场降雨发展趋势的角度上预报山洪,更有针对性,为山丘区小流域洪水预报提供了新思路,为“三道防线”数据深度挖掘,防洪“四预”智能化水平提升提供有力技术支撑。

基于工情信息的山洪预警系统在淠史杭灌区洪水预报中的应用

鉴于安徽省淠史杭灌区水利工程人工调度运行时可能影响各流域内洪水预报质量的问题,基于既有的灌区山洪灾害监测预警系统,建立水情、工情遥测系统,采用相应的工情信息传输与接收协议、数据存储库表结构,实现了灌区工情信息与水雨情信息的同步实时监控,建立了基于工情信息的山洪灾害监测预警系统,并探讨了工情信息对洪水预报质量的修正方法,从而为工情信息应用于传统洪水预报中的校正分析、提高传统洪水预报的准确性提供了可能。

基于集成学习与深度学习的洪水径流预报研究

深度学习模型凭借其对水文因素间复杂作用的优秀处理能力,在水文预报领域得到了一定的应用,然而,针对集成学习与深度学习耦合模型的研究仍有所缺失。通过融合集成学习AdaBoost算法与深度学习Informer模型,提出了一种组合模型,称为AdaBoost-Informer模型,以提高洪水径流预报的精度。该模型以历史雨量和径流数据作为数据输入,将具备长时序依赖捕获能力的Informer作为集成学习的弱预测器,使用网格搜索法进行超参数调优,使用AdaBoost集成学习算法对弱预测器进行加权组合得到强预测器。在浙江省椒江流域的应用分析表明:对比Random Forest、AdaBoost、Transformer、Informer等模型,AdaBoost-Informer模型表现最佳,RMSE为62.08 m^(3)/s,MAE为23.83 m^(3)/s,NSE为0.980,预报合格率为100%。所提模型可有效提高洪水预报精度,为防汛抢险和防洪系统调度提供决策依据。

多源融合降水和智能网格预报在渭河一次洪水预报中的应用

选取2018年6月28日至7月15日渭河干流魏家堡水文站洪水过程为研究对象,开展多源融合降水和智能网格预报在洪水模拟中的应用试验。结果表明,以多源融合和站点实况降水为输入均能较好地模拟洪水过程,因此在无降水观测资料的流域,采用多源融合降水产品代替站点实况降水进行洪水模拟分析和计算是可行的,但多源融合降水模拟的径流深和洪峰流量较小。在魏家堡水文站两次洪水过程洪峰出现前48 h的面雨量相差不大的情况下,产流量相差显著,说明前期土壤湿度对渭河流域的产流影响很大,防汛时特别要关注持续性降水的影响。以落地雨进行洪水预报的预见期为12 h,以智能网格预报产品作为降水输入,能够提前84 h预报出超保证流量的洪峰流量,将洪水预见期由12 h延长至84 h。但以智能网格降水预报计算的面雨量与实况面雨量相比有一定的高估,造成了模拟的洪峰流量和径流深相对误差较大。建议针对不同的天气背景开展面雨量订正方法研究,以提高面雨量预报准确率,在延长洪水预见期的同时,进一步提高洪水预报精度。

洪水预报在蓄滞洪区启用条件中的应用研究

针对蓄滞洪区的启用涉及到的蓄滞洪区内人员和财产转移等诸多问题,本文将洪水预报引入蓄滞洪区启用的条件中,通过构建一套河系预报,可提前8 d预报出江桥站的流量是否达到启用蓄滞洪区的标准,并通过分级启用蓄滞洪区的方式,为决策和人员财产提供了时间的保障。同时文中还分析了各主要站点预报方案的精度和拉林河洪水的影响,以确保预报的可靠性和蓄滞洪区启用标准的合理性。