基于水利测雨雷达系统的水文降雨监测数据比对分析

水利测雨雷达作为一种抗干扰能力强、扫描范围广、精度高的主动遥感手段,其通过反射率可推算实时降雨量并实现格点化处理,从而得到具有较高精度、大范围、高时空分辨率的实时降水信息,能有效解决传统暴雨监测中站网密度低、数据传输慢、资料缺乏等问题,提高中小流域洪水预报的精度和时效性。通过对组网后水利测雨雷达系统中的水文降雨监测数据和地面雨量站数据进行比对分析,发现水利测雨雷达系统可以定时、定点、定量精细化获取降雨情况,降雨监测数据与地面站点数据拟合较好,可以为后续中小流域预警预报功能开发和广泛推广应用提供精准的数据支撑。

无线微波精细化降雨监测技术与应用

传统雨量监测大多依托于地面站设备,监测密度和覆盖范围等远不能满足精细化与智能化管理快速增长的需求。为此,本文创建了精细化降雨监测技术,提出了无线微波降雨反演分析方法,提升了突发性暴雨监测精度和频次,为全面、准确与及时掌握极端水文事件时变特点提供了创新支撑。应用表明,成果实现空间网格长度百米级、时间粒度为分钟级精细化降雨监测,典型降雨过程相关系数平均值达到0.9,较传统方式具有时空分辨率高、覆盖范围广、监测频次高、运行成本低等创新优势。

基于降雨监测的群发性滑坡灾害预警技术研究

降雨极易诱发浅层土质滑坡,降雨入渗后土质边坡会产生湿润锋,边坡会沿着湿润锋形成的“软弱结构面”发生平面滑动。基于Green-Ampt降雨入渗模型,采用计算区域边坡单元体稳定性系数的定量方法进行区域群发性浅层滑坡灾害预警。通过湿润锋最大深度与相对雨强、降雨历时的关系,建立了边坡稳定性系数与降雨参数的数学模型,提出了一种基于降雨监测的区域群发性滑坡灾害预警系统设计。系统通过对降雨监测数据实时采集、DEM图边坡单元体自动划分、物理力学参数合理调取,利用预警分析功能,批量计算边坡单元体稳定性系数,实现区域群发性灾害空间范围的分级预警。

GNSS水汽反演层析及其对降雨监测的分析

为了进一步研究全球导航卫星系统(GNSS)反演层析的水汽在降雨监测中的应用,以香港卫星定位参考站网(SatRef)中18个站点的GNSS观测数据和气象观测数据为基础,采用非差分方式分析网内各站点上空的天顶对流层湿延迟和测站上空的大气可降水量反演:结合水汽层析技术获得三维分布的大气水汽结构,并分别以大气可降水量和无线电探空站的垂直剖面数据为参考对层析结果进行检核,结果表明,内部平均差异约2 mm,外部差异最大1.7 mm,显示出较好的一致性;以红色警告的一次降雨过程为例,对降雨前后水汽的分布及其变化进行分析。实验结果表明,GNSS反演的区域大气可降水量及空间水汽尤其是低高度层的水汽,在降雨前后变化较为明显,能够更加及时有效地反映降雨前后及降雨过程中水汽的变化和空间移动过程。

基于降雨事件监测的非点源污染对灞河水质的影响

在对灞河马渡王水文站断面5次降雨事件过程和2次非洪水过程监测的基础上,分析了灞河流域非点源污染对灞河水质的影响.结果表明:降雨过程期间,COD、总氮、氨氮、硝氮、亚硝氮、总磷指标监测平均值均小于非洪水期监测平均值.各指标负荷输移速率随时间的变化趋势和径流量变化趋势大体相同,即先逐渐增大达到峰值,再逐渐变小;各指标浓度随时间的变化规律大致为:COD、硝氮、总氮浓度先增大后减小;亚硝氮为先减小后增大,总磷的变化规律不明显.总氮、硝氮的浓度峰和负荷输移速率峰均接近或滞后于流量峰;COD的浓度峰接近或滞后于流量峰,而负荷输移速率峰接近或超前于流量峰;总磷、氨氮的浓度峰和负荷输移速率峰均接近或超前于流量峰;而亚硝氮的浓度峰变化规律不明显,负荷输移速率峰接近或超前于流量峰.采用平均浓度法计算了各指标的非点源污染平均浓度及负荷:2009年灞河流域马渡王断面COD、总氮、氨氮、总磷的非点源污染负荷分别为8707.28,723.63,245.52,43.07t.2009年灞河流域马渡王断面NSP负荷COD、总氮、氨氮、总磷所占总负荷相应的比例分别为31.86%、32.69%、42.21%、34.42%.由此可见,非点源污染在灞河水污染中占有较大比重,其对于灞河水质的影响不容忽视.

基于水文模型的雷达监测降雨量误差传递研究

基于多普勒雷达和相应的雨量计资料,利用卡尔曼滤波校准法对分组Z^I关系估算的雷达降雨进行同化,结合新安江模型,提出采用增长模繁殖法对雷达监测降雨量资料进行扰动,定量分析了模型输入误差对径流模拟的影响。经过湖北省白莲河流域的实际应用研究表明,卡尔曼滤波校准法估算降水量的精度比Z^I关系法有了明显的提高,其相应的洪水预报效果也都优于Z^I关系;提出的增长模繁殖法对雷达监测降雨量资料产生的扰动输入误差在经过模型的传递后有增大的趋势。

北京铁路局降雨量远程实时监测系统的研究与开发——系统结构及硬件

为北京铁路局各级防洪指挥部门在汛期能够实时掌握所辖铁路范围内的降雨量情况 ,实现主动防洪 ,并做好铁路抗洪抢险准备工作 ,确保汛期铁路行车安全 ,研究开发了北京铁路局“降雨量远程实时监测系统”。笔者介绍了系统的功能结构 ,重点分析了用于降雨量数据采集、传输的单片机雨量计、工业数据传输硬件设备技术 。

山区铁路沿线降雨实时监测网络系统

介绍山区铁路沿线降雨实时监测网络系统的原理和功能;重点描述无线雨量计、工区信息机和中心计算机系统的特点。

基于监测降雨的华蓥山区域地灾预警系统

华蓥山地区地质灾害分布广、危及面积大且区内降雨量丰富,建立相应的区域预警系统,可以减小灾害带来的损失。选择影响地质灾害易发性的评价指标并将其量化,建立Logistic回归模型,计算区域内已划分各单元格地质灾害发生的概率值,同时利用Logistic回归模型对地区实时监测降雨信息进行统计分析,计算降雨量引发地质灾害的概率值。依托MapGIS平台分析生成研究区地质灾害危险性区划图、降雨量危险性分级图和预警等级图,并进行预警信息的发布。

我国降雨自动监测仪现状及国产仪器主要参数的确定

文章阐述了我国降雨自动监测仪的现状,从命名、pH值、电导率的测定、采样桶的选择等多方面对国产降雨监测仪在生产过程中的关键技术参数的确定进行了阐述,对仪器生产和购置选型具有参考价值。

水电工程地质灾害实时监测预警系统设计及应用

为提升地质灾害智能化防治水平,在全面调查、评价工程地质灾害危害性及风险的基础上,开发设计了地质灾害监测预警系统。该系统集地表变形和降雨量监测内容为一体,具备实时监控、项目管理、设备信息、报警信息等功能,支持远程数据采集、基础信息查询、预警信息发布、应急响应管理和移动应用,能实时监测重大地质灾害的地表位移、降雨量、裂缝位移和土壤墒情等因子。将该系统应用于大渡河金川水电站工程地质灾害监测与预警管理,结果表明:该系统设计可靠,数据传输便捷稳定,实现了高效分析处理滑坡灾害监测数据并及时发布预警信息,远程实时监测滑坡稳定状态。研究成果解决了以往监测碎片化和信息化不足的问题,提高了监测预警的针对性和时效性,提升了地质灾害智能化管控水平。

黄土地区降雨的优势入渗深度

[目的]分析黄土地区降雨入渗深度,为研究黄土滑坡破坏机理提供依据。[方法]通过现场观测实验监测不同深度土体的含水量变化趋势,并基于颗粒离散元方法对降雨入渗过程进行数值计算。[结果]监测结果表明黄土地区降雨入渗深度不超过1.5m。进一步通过数值计算发现:优势通道入渗的深度和裂缝几何尺寸有关,裂缝越深、越宽,降雨入渗的深度越大,影响范围越广,且裂缝的几何形态随着降雨入渗过程的发展而发生变化。[结论]黄土降雨入渗分为非饱和入渗和优势通道入渗2种,非饱和入渗深度有限,优势通道入渗深度更大,易诱发大规模滑坡灾害。

用手机网络信号监测天气状况

手机是人们现代日常生活中的基本通讯联络手段之一。用手机网络信号可以来监测天气状况。手机微波通讯专家和气象专家的联合研究发现:数字频段通讯微波返回信号的衰减强烈地受近地面雨滴的大小和分布的影响,数字频段通讯微波返回信号的衰减可获得地面降水的高空间分辨率即时监测资料。研究表明:利用通讯信号衰减测得的降雨值与传统雨量筒的观测值非常接近,精确度要明显高于雷达观测的结果;并且可以大大弥补传统雨量筒监测的布设站点数量少、空间分辨率低的不足。对强降雨和洪涝的高空间分辨率实时监测,具有重要意义。现在科学工作者已研制出了用手机网络信号监测降雨的专利产品。深信用手机网络信号监测降雨是人类对降水观测的又一次重大技术进步,必将对高空间分辨率的精细降雨预报产生推动作用。

广州市东郊的降水监测及其理化特征

本文采用1982年至1987年广州市东郊的降水监测资料,初步探讨了该区酸雨污染特征。结果表明:广州市东郊酸雨污染严重,降水酸度逐年上升,雨水中阴阳离子浓度以SO_4^(2-)和NH_4^+最高。不同天气系统酸雨频率不同。

潭江泗合水流域降雨径流非点源污染特征分析

以广东省江门市潭江泗合水流域为研究对象,对2014年5月两场降雨事件的水质、水量进行同步监测,研究降雨径流条件下非点源污染物的输出机理和时空变化规律。结果表明:BOD5、TN和TP表现出明显的初期冲刷效应;输出污染物中可溶性磷占TP比例较大,NH3-N在径流前半段表现出初期冲刷效应,后半段其质量浓度与径流量呈负相关关系;CODMn质量浓度呈波浪锯齿状变化,后期质量浓度变化受到壤中流主导退水过程的影响;各污染物通量变化趋势和径流量变化趋势大体相同,两者相关性显著;各污染物的输出质量浓度与TSS输出质量浓度无明显的相关性,表明悬浮物对其他污染物输出质量浓度的贡献相对较小。最后,根据实验结果以及实践经验提出流域管理建议。

一种面向降雨型滑坡的降雨—变形综合预警智能决策方法

临界雨量预警在一定程度上可间接反映滑坡的时空变形规律和共性演化特征,但预警空间精度不足;而降雨—变形综合预警规则的设定多基于专家经验,存在较大主观不确定性。该文提出一种集成模糊推理系统和智能寻优算法的降雨型滑坡降雨—变形综合预警智能决策方法,其技术思路总体上更接近人的模糊推理行为和决策过程,可在智能寻优过程中融入领域知识规则约束,通过自学习机制实现综合预警规则的智能优化;以甘肃武都泻流坡滑坡监测为例开展实验,通过智能优化得出合理的雨量与地表位移综合预警规则。该方法为降雨型滑坡综合预警提供了一种有效的技术方案,可为相关灾害预警决策提供支撑。

在线监测技术在地质灾害监测中的应用

综合运用位移沉降监测、倾斜监测、降雨量监测等方法,对地质灾害点实时在线采集数据进行分析,得到地质灾害点的内部物理变化趋势,为相关部门制定相应的灾害防御和应急处置对策提供有利支持,防患于未然。实验表明,该联合监测方法能较快速准确地监测出受灾点的变化趋势,为预警分析提供了可靠信息,减少了野外巡查人员的工作量。

四川雅安市雨城区地质灾害预警系统研究

区域地质灾害的敏感性评价与诱发因素评价是区域群发性地质灾害预警预报的基础。文中以四川雅安市雨城区为例,系统介绍了区域地质灾害预警预报的方法。在区域地质灾害敏感性评价及区域降雨监测的基础上,研究了降雨诱发区域群发性地质灾害的规律,得出了地质灾害降雨阈值。研究了降雨诱发地质灾害预警预报的方法,建立了大中比例尺的地质灾害预警预报系统,并在四川雅安雨城区开展了系统运行。文中论述的方法可以用于县(市)级的地质灾害预警预报工作。模拟运行及实际运行效果表明,本方法效果较好,能够在类似区域进行推广。

基于多雷达和卫星的区域降水估测系统研究

为了及时开展降水监测以减少暴雨灾害损失,将气象卫星分析云类型与天气雷达估测降水有机结合起来,建立了一套基于多雷达和卫星的区域降水估测系统。气象卫星资料与天气雷达数据在经过资料预处理、云类型分析以及降水量估测等3个处理步骤后,生成了空间分辨率为0.01°×0.01°的云类型分析和降水估测产品。应用情况表明,降水估测产品能够准确、细致地反映出区域内降水的空间分布情况。

短距离无线微波链路降雨反演模型研究

利用商用微波链路进行降雨反演是一种新型的降雨监测手段,且随着通信技术的发展,高密度的商用微波链路网络可提供更高空间分辨率的降雨空间反演结果。目前,幂律模型被广泛用于研究微波衰减与雨率的关系,该模型对长度超过1 km的链路反演精度较高,但在反演短链路(长度<1 km)雨强时出现显著的降雨强度过高估计问题。针对此问题,本文基于ITU-R P.530-16建议书中长期雨衰减公式,建立了雨强反演模型。在瑞典哥德堡地区对该模型进行了验证,并对比分析了本文模型与幂律模型降雨反演结果。结果表明,相比于幂律模型,本文模型在对短链路进行雨强反演时更稳定、精确,确定性系数提升了55.3%,标准化均方根误差下降了76.2%,累计降雨量误差下降了92.4%。本文研究结果为短链路在反演降雨时出现的过高估计问题提供了一个解决思路。