极端暴雨下萍乡市主城区洪水演算分析

在全球气候变化背景下,城市频繁遭遇极端暴雨,衍生了洪涝、泥石流、滑坡等次生灾害,造成严重城市水毁工程和损失。本论文以萍乡市主城区为研究对象,从暴雨量级、地域代表性方面选取河南省郑州“2021.7.20”、江西省萍乡主城区毗邻区域上栗县“2008.5.28”两场典型特大暴雨,分析暴雨量级、强度、过程,挖掘极端暴雨时空分布规律,开展极端暴雨下萍乡市城区洪水演算分析,弥补极端暴雨情况下萍乡城市洪涝应对研究的短板。

改进的马斯京根法在渭河洪水演算中的应用

针对马斯京根模型的演算参数不能较好地反映各河段水力特征的问题,提出了改进的参数估计方法。实例应用结果表明:改进方法确定的马斯京根模型参数具有较高的精度,且演算的出流过程反映了洪水的地区组成。

南四湖“三湖两河”洪水演算数值模型优化

南四湖是中国北方最大的淡水湖泊,由南阳湖、独山湖、昭阳湖和微山湖4个湖区串联而成,地形复杂,洪水易涨难消,与滨湖区涝水交换频繁,建立兼顾效率和精度的洪水演算模型复杂困难.基于1960s提出的用"三湖"和"两河"来概化模拟南四湖洪水的理念与"三湖两河"半图解法洪水演算模型,采用四阶龙格库塔法代替半图解法,改进"三湖两河"洪水演算模型,对比分析计算精度、效率和灵活性,"三湖两河"洪水演算数值解模型优于半图解法;分析了滨湖排水模数、"两河"传播历时等模型经验参数的敏感性,以及韩庄闸水位—流量关系变动对湖泊高水位的影响,据此提出了南四湖洪涝治理的若干建议.南四湖"三湖两河"洪水演算数值解模型可作为南四湖洪水管理的基础工具,因地制宜的建模思路对类似湖库具有重要参考价值.

河道洪水演算方法在淮河及滹沱河中游的应用

为解决马斯京根法在河道洪水演算中未考虑河道断面特征和水力特性的变化问题,在淮河中游吴家渡至小柳巷河段、滹沱河中游黄壁庄至北中山河段采用考虑河道断面几何形状和水力学糙率的Muskingum-Cunge-Todini可变参数法和非线性水库法进行河道洪水演算研究,探讨考虑河道断面特征和水力特性的演算方法在湿润区淮河中游及半干旱区滹沱河中游的适用性,并将模拟结果与马斯京根法进行比较。结果表明,Muskingum-Cunge-Todini可变参数法和非线性水库法在研究河道上模拟精度较高,洪峰合格率均在86%以上,确定性系数均大于0.8,可应用于河道洪水预报。

加速遗传算法在马斯京根洪水演算模型参数估计中的应用

为提高马斯京根洪水演算模型参数估计的准确性、稳定性和工作效率,根据马斯京根洪水演算模型的基本假定把模型参数估计问题转换为相应的优化问题,并提出用加速遗传算法(AGA)同时优化模型参数。实例计算的结果说明了用AGA进行参数估计的有效性和较高的演算精度,实现了参数估计的优化和简化,在洪水灾害管理中具有推广应用价值。

河道洪水演算的神经网络模型

提出了适用于河道洪水预报的神经网络模型，应用实测水文资料与河道洪水演算的马斯京干法进行了比较，得出：神经网络模型几乎没有能力进行河道洪水的连续模拟；对于线性河道系统的实时洪水预报，马法优于神经网络模型；对于非线性河道的实时洪水预报，两者相差不大，神经网络模型略优一些．

漫滩河道洪水演算的水动力学模型

利用积分方法导得了漫滩河道全断面水流的积分方程组,应用四点加权隐格式离散方程,建立了漫滩河道洪水演算的一维水动力学模型.该模型考虑了各流道(如滩地、主河槽等)的不同阻力特征,反映了主槽和滩地水流流动路径的差异.用该模型计算了露滩、漫滩和露、漫滩交替的3种水流运动,并与二维RBFVM-2D模型的计算结果进行了比较.以长江宜昌～螺山江段1998年实际洪水过程为例,测试了模型的应用效果.计算结果均表明,本文的一维水动力学模型能较好地模拟漫滩河道的过流特征,并改善了漫滩河道洪水演进的模拟与预测能力.

线性扩散波洪水演算模型研究

扩散波概念的提出至今已有近半个世纪。在前人研究的基础上，着重讨论如何把扩散波解析解用到天然河道的洪水演算中去，即通过把入流过程离散成带常系数的单位矩形入流之和，将单位线概念引入具有自由下边界的线性扩散波洪水演算模型，并给出了确定天然河道Ｃｋ和μ的实用方法。用于黄河下游６个河段的洪水演算获得了令人满意的成果。扩散波洪水演算模型，继承了水力学方法的长处，又具有水文学方法的优点。

河道洪水演算的径向基函数神经网络模型

将径向基函数神经网络方法应用于河道洪水演算中,并利用最小二乘法来确定模型参数.结合河道洪水演算的具体方式,分别构建基于马斯京根方法和具有预见期的洪水演算方法的径向基函数神经网络模型.将该模型应用于两条天然河道的洪水演算中,计算结果表明,该模型运算快速,精度较高,具有较大的应用价值.

马斯京根模型变参数洪水演算

针对在已有的河道洪水演算中通常不考虑场次洪水过程中不同时段流量下的马斯京根模型参数差异性的问题,通过分析马斯京根模型参数的物理意义,发现时段流量不同时参数为变化的,进而基于富拉尔基-江桥段的洪水资料,率定了不同时段流量下的马斯京根模型参数,对洪水进行了变参数动态演算,并与以洪峰流量分级进行分类演算的方法做了对比分析。结果表明,该方法明显提高了洪水演算的精度,具有可行性。

基于运动波数值扩散的洪水演算方法

基于运动波方程差分解的数值扩散在一定条件下可以模拟扩散波物理扩散的新途径 ,对马斯京根 康吉洪水演算方法和具有预见期的洪水演算方法进行了分析 ,给出了方法的稳定性条件 .对两条天然河道的应用表明 ,洪峰流量、峰现时间和过程线等的预报精度均达到了《水文情报预报规范》的要求 .

具有预见期的洪水演算方法研究

利用线性运动波方程数值解的数值扩散 ,在一定条件下可以模拟扩散波物理扩散的观点来建立洪水演算方法 ,是一条不同于通过槽蓄理论建立洪水演算方法的新途径。本文采用一种新的差分格式 ,导出了一种新的本身具有预见期的洪水演算方法 ,不仅给出了用数值扩散模拟物理扩散的条件 ,而且给出了保证计算成果稳定性的条件。提供的计算实例表明 。

洪水演算理论与计算方法的若干进展与评论

从洪水波运动的小扰动分析、水力学洪水演算方法及新技术在洪水演算中的应用等方面，总结了近２０年来国内外洪水演算理论与计算方法研究的若干进展，并作了简要的评论。

基于长办汇流曲线的多模型联合洪水演算研究

传统长办汇流曲线采用试算法确定稳定流的河段传播时间K值时,计算过程繁琐且不一定能得到最优解。基于此,提出利用遗传算法求解马斯京根模型的河段传播时间,进而优化长办汇流曲线模型的参数K。该方法既充分利用了长办汇流曲线模型中的经验性汇流系数,又融入了改进马斯京根法,可以保证参数全局最优的特点,有效提高了河道洪水演算精度,为河道洪水演算研究提供了一种多模型联合求解的新思路。

基于遗传算法的扩散波洪水演算参数的确定方法

大量的理论分析和实际洪水演算表明,扩散波方法是一种既具有足够精度又相对简单的一类洪水演算方法。以线性扩散波方程在自由下边界条件下的解析解为例,利用遗传算法来确定扩散波方程的参数。遗传算法和一般的优化算法不同,它具有全局寻优能力,一般能得到问题的最优解或准最优解,是一类优秀的非线性函数优化方法。实例计算结果表明,采用遗传算法所得到的参数精度较高,可以类推到其它水文模型的参数率定中去。

洪水演算中堰闸调控的处理

以描述河道洪水运动的圣维南方程组为理论基础，用虚拟单元河段法提出了一种洪水演算中堰间调控的处理方法，用综合流量系数作为反映堰闸水流局部能量损失的模型率定参数．该方法既简便又有明确的物理概念，并在实际的洪水演算中得到了成功的应用．

扩散波洪水演算研究进展

扩散波方程是通过忽略动力方程中的惯性项后与连续方程联立求解而得 ,经大量的实践证明不失为一种既具有足够精度又相对简单的洪水演算方法 .近 30年来 ,该方法有了显著的发展 .文中对扩散波方程的导出进行了比较全面的回顾 ,重点介绍了扩散波方程在各种条件下的解 ,对采用扩散波来近似进行洪水演算所造成的误差也作了简要的回顾 .在此基础上分别进行了若干的评述 .

马斯京根洪水演算法参数应用研究

根据水利水电工程规划设计中洪水演进的特殊要求以及水电站日调节不稳定流演进的近似计算问题,假定河槽为棱柱体,将按较长时段推求的马斯京根洪水演算法流量演进参数应用于较短时段的流量演算。实例演算结果表明,该方法便捷实用,很好地反映了洪水过程的变化,能够满足工程规划设计的需要。

河道洪水演算模型评价探析

准确的洪水演算具有很强的理论及现实意义。研究了洪水演算的原理和数学模型,分析了圣维南演算模型与马斯京根演算模型的要点与难点,讨论了圣维南方程的定解条件并叙述了马斯京根演算理论,比较了两模型的优缺点及其适用情况。

马斯京根洪水演算模型的改进——兼论其参数的蚁群算法率定

针对马斯京根洪水演算模型的近似性问题,用曲线积分法改进了原模型中时段流量的简单算术平均值法,并利用连续性空间优化问题的蚁群算法对改进的马斯京根洪水演算模型进行参数最优估计,使演算流量更加接近实际。