Monitoring and Analysis on Impact of Gezhouba Hydroproject on Downstream River Course

Gezhouba hydroproject was impounded and put into operation in 1981. In order to analyse the impact on the downstream river course, Jingjiang Hydrologic and Water Resources Survey Bureau of Changjiang Water Resources Commission has conducted prototype observation on the Yichang-Chenglingji river stretch. On basis of the observed data, the change in river regime and scour-sedimentation evolution and water surface profile below the dam are analysed systematically. The results show that the scouring of downstream river course mainly stretches from Yichang to Ouchikou, mainly occurring in 1980～1987; the scourring mainly takes place in the river channel and the water surface profile drops significantly in dry season,but not quite in high flood season.

“三道防线”建设赋能城市洪水预报:内在机理和技术路径

受全球气候变化影响,极端降雨事件增加,国内城市洪水灾害频发。“三道防线”是以流域为单元,由气象卫星和测雨雷达、雨量站、水文站组成的雨水情监测预报体系,对构建“预报+监测”相结合的早期预警管理模式,提高城市洪水预报能力有重要意义。应推进“天空地”一体化监测,加快构建雨水情监测预报“三道防线”,进一步延长雨水情预见期、提高精准度。文章从对“三道防线”的理解和认识出发,针对“三道防线”建设赋能城市洪水预报的机理和路径提出了初步思考。

南大水库智慧水利预测预警信息化系统建设

以提升小型水库管理水平和预警能力,减轻洪水灾害为目标,针对南大水库在建工程的信息化系统缺失,搭建防洪“四预”系统、水量调配管理系统的架构,进行水情、环境和工程情况监测,并基于此系统对库区降雨预报统计分析、短期水情预报、水量预测、预报成果管理及预报成果展示,进行智慧化水力调配。

物联网技术在水情测报系统设计中的应用研究

随着物联网技术的发展,基于物联网的水情测报系统逐渐成为水资源管理的重要工具。本文提出了一种新的基于物联网技术的水情测报系统设计方案,通过综合利用物联网技术的优势,实现了对水情监测数据的实时采集、传输、处理和分析,为水资源管理提供了有效的决策支持和早期预警服务。同时,还深入探讨了系统的设计原理、架构、数据传输与处理技术以及用户界面设计等方面,并通过实验,验证了系统的可行性。该系统的成功应用将为水情监测领域的发展提供新的思路和方法。

丹江口水库现代化运行管理矩阵构建实践

丹江口水库是南水北调中线工程重要水源地,为切实保障水库工程安全、供水安全和水质安全,依据水利部关于构建现代化水库运行管理矩阵有关技术要求,总结了丹江口水库运行管理现状,分析了新发展阶段丹江口水库支撑南水北调后续工程高质量发展仍然存在的问题与不足,在此基础上提出充分利用标准化管理和数字孪生汉江流域、数字孪生丹江口工程建设成果,推进监管全覆盖、掌握全要素、管控全天候、管理全周期“四全”管理,完善体制、健全机制、强化法治、落实责任制“四制(治)体系”,预报精准化、预警提前化、预演数字化、预案科学化“四预”措施,及时除险、定期体检、强化维护、保障安全“四管”工作等,提出全面构建丹江口水库现代化运行管理矩阵主要建设内容,并结合工程运行管理实践明确了矩阵建设主要工作。

煤矿水害监测预警GIS平台研发及应用

矿井水害作为煤矿的重大灾害之一,由于其隐蔽性较强,难以预测和防治。针对现有煤矿预警方法和预警平台在时空数据规范化和一致性、数据接入和更新的易操作性、数据分析和应用的智能性、灾害预警的时效性和准确度等方面存在的不足,提出了基于GIS的煤矿水害监测预警方法,设计了矿井—公司两级水害预警GIS平台架构、空间分析、网络分析、叠置分析、相关分析和超前预测预报计算模型和分布式服务计算策略,开发了含矿井和公司两级的煤矿水害监测预警GIS平台,实现了宁煤公司及其16对矿井基础地理、水文地质和水害监测的信息共享和融合分析,提高了煤矿水害预警的准确性和可靠性,实现了煤矿水害预警和应急管理的自动化和智能化,为煤矿水害的有效防治奠定了技术基础。

富水地层炭质页岩隧道初期支护侵限处治技术

依托云南省勐绿高速公路金扬河隧道右线进口段,对富水地层炭质页岩隧道三台阶法施工中的初期支护侵限问题进行分析研究,从变形控制、径向注浆加固、支护加强、钢架拆换、开挖方法优化等方面,针对性地采取处治措施,结合围岩变形监测,成功解决初期支护侵限问题并确保了施工安全。

冬小麦种植条件下土壤水盐运移特征的数值模拟与预报

种植作物条件下水盐在土壤中的转化和运移构成了一个非常复杂的物理-化学-生物系统。研究种植作物条件下土壤水盐运移的动态规律和运行特征,建立水盐运移的数学模型对于指导盐渍土的灌溉管理及劣质水利用、土壤盐渍化与持续农业和生态环境之间的相互作用及土壤盐渍化预测等方面具有重要的意义。本研究首先提出了自主开发的土壤水盐运移的数学模型SWSTM(Soil Water and Salt Transport Mod-el),然后对冬小麦种植条件下土壤水盐的运动规律和特征进行了数值模拟,最后对不同地下水位和不同气象条件下的土壤水盐运移规律进行了数值预测,以期从土壤水盐运动的规律出发,提出一种应用数值模拟方法来预报土壤水盐动态的途径,同时为种植作物条件下田间大面积土壤水盐动态预测预报提供参考。

基于随时间变化退水系数的枯季预报方法研究

针对退水曲线公式中退水系数β随时间t逐渐递减问题,提出采用关于时间t的线性函数或对数函数进行拟合,从而构建了新的退水曲线预报公式,并结合典型年法给出预报的整体思路与具体步骤。以雅砻江流域锦屏一级水电站大江截流期间的水情预报为实例,对2006年10月16日至12月31日进行了长达77 d的逐日流量预报。其结果表明:截流期间实际流量与预报流量基本吻合,预报效果良好。

基于传感器网络的海洋水质监测及赤潮预报系统的设计

针对海洋环境变化快、水质检测难度大的问题,通过建立传感器网络,得到更为准确的水质模型,研发了基于传感器网络的海洋环境监测与预报系统,该系统可实现对海洋水质的在线和离线分析以及对未来水质的预测和预报。系统包含数据采集子系统和数据处理子系统,分别实现海水水质要素的采集、水质监测浮标的位置定位和水质分析分类等功能,两者通过GPRS进行通信。实验结果显示,该系统运行良好,具有较高的可靠性,在赤潮等影响海洋水质的事件发生时,该系统可对相关事件的发展变化进行实时跟踪监测和预报,对预防海洋水质灾害的发生具有积极作用。

汉江多参数水质连续自动在线监测系统

介绍了汉江多参数水质在线监测系统的研制开发,分析了系统的基本原理和整体设计方案,介绍了系统硬件设计方案以及软件设计。水质参数数据经过存储和网络传送以及基于人工智能的预测分析,相互传输数据,实现了对汉江水质的监控和预测,为建立完备的汉江水质监测数据库打下基础,同时为有关部门对汉江水环境的治理提供依据。

基于决策树技术及在线监测的水质预测

利用北方某城市水源的水质在线监测系统,建立了基于决策树技术,具有较强可视性和实际应用,以及能预测次日源水中叶绿素水平的决策树模型。该模型将某城市水源在线监测的溶解氧和太阳辐射照度数据转换计算为每日平均标准偏差及均值,并与每日定时取样测定的叶绿素含量一起作为预测因子,通过将115组数据的前100组数据作为训练集建立预测次日叶绿素水平决策树模型,并采用后15组数据进行模型的仿真预测检验,结果只有3 d的预测出错,预测准确率达80%。并讨论了模型建立对数据的要求及解读预测规则等问题。

水库水情的长期预报方法研究

介绍了建立水库水情长期数值预报的思路和做法。本法的特点是在逐步回归方法的基础上,同时对所选取的因子进行优化筛选,因而使预报的结果与实测值最为接近。该法用于我国东北地区松花江上游小山、两江和松山等水库的年、月来水量长期预报,结果表明,其预报合格率可达80%以上。另外,对6～9月总流量的预报,根据我国东北地区气候的特点,这一阶段的降水量变异很大,用本法预报会使误差较大,但是年平均流量与这一时段的总流量相关较好,于是提出了另外的预报方法。总之这一方法是较为快捷而实用的水库水情长期预报方法。

矿井水情监测与水害风险预警平台设计与实现

任何矿井水害事故均会显现不同的预兆,为夯实水害智能预警基础,明晰了感知、辨识、评估、预测及相互逻辑关系的系统建设内涵,针对不同水害类型,根据其突水机理不同,设计三大类多模式水害典型场景,建立相应突水判据,提出了确定性理论精确预测与包括大数据及深度学习在内的非确定性趋势推测两类预测方法,为智能预警系统的预测预报、预警准则及阈值设置奠定理论基础。以陕西省彬长矿区亭南矿为例,建立了动态信息、静态信息及关联信息的指标体系,将地面水文动态监测单元、井下水情环境监测单元以及采掘工作面采动动态监测单元集成,构建原位采集和突水要素预兆感知系统,实施基于关键层电性参数动态监测、关键部位单点或多点多参数监测联合布置的突水前兆信息精准获取方案,采用确定性模拟模型和非确定性智能模型,实现水害预测预警功能,基于多源数据融合和空间联动分析技术,预警系统实现了井上下全空间水害风险预警“一张图”的可视化展示。实践表明,监测预警平台理论基础扎实,预测预警效果显著。

微震监测技术在煤矿突水监测中的应用

为了解决每层地板破裂产生微震,而监测震源是确定突水部位这一关键问题,采用微震监测技术在峰峰矿区梧桐庄煤矿进行了底板突水预测试验研究,发现微震规律符合煤层底板"递进导升"的突水机理。根据监测结果,反求力学参数,模拟开采,就可以预测下一步可能破裂或微震的发生部位,进而实现突水的预测预报。该技术对煤矿安全高效生产有重要的意义和良好的应用前景。

桓仁水库汛限水位动态控制关键问题研究

水库汛限水位动态控制的关键在于水情测报系统、洪水预报和天气预报等信息的可利用性研究几方面。为此,以桓仁水电站汛限水位动态控制研究为背景,研究了上述几方面的关键问题,在2005、2006年水库实际洪水调度中,动态控制汛限水位,取得了较好的发电效益。分析认为,桓仁水库无论是水情自动测报系统建设、洪水及退水预报方案还是气象预报都具备了汛限水位动态控制研究与应用的条件。

基于WebGIS的遵义市水雨情实时监测系统

以水雨情遥测实时监测系统的需求为基础,利用ArcGIS Server技术,借助.NET平台,开发满足要求且实用性强的遵义市水雨情实时监测系统,实现了对具有现势性、动态性和空间性的水雨情相关数据的网络共享、显示、查询和监测。该系统在很大程度上提高了水雨情数据收集处理的工作效率,具有良好的社会和经济效益。

兰村水文站水情自动测报技术研究

通过分析兰村水文站现有水情测报方式存在的问题,基于嵌入式及无线通信技术,设计了一种能够自动测报水情信息的系统设备,利用ARM芯片作为控制器,实时采集水位、流速等水文数据,并对采集到的数据进行固态存储,最后由无线射频模块传送至室内的控制台,实现了水情数据的自动化测量,增强了水情数据的监测能力。

基于卫星的水资源监测预报技术应用与研究

基于卫星遥感的降水监测的基本方法是建立云顶温度与象素点降水的统计相关关系,同时利用卫星信息在地面雨量站点间进行雨量插值。基于气象卫星的实际蒸散发计算通过定标、大气订正、空气温度、总辐射、净辐射、显热通量等步骤计算。降雪处理的依据是降雨和地表温度。融雪计算的基础是能量平衡,融雪发生时刻用雪盖的寒冷度估算。决定土壤冻结的因素能量平衡和温度。土壤冻结逆方程可用于确定土壤解冻的深度。坡面径流以用二维扩散过程模拟。河道部分以有侧向入流的Muskingum-Cunge方法为基础。

基于北斗通信技术的水情自动测报系统设计

基于北斗短报文通信技术的水情自动测报系统主要应用于高海拔、人烟稀少、无手机信号地区,利用其收费标准与发送短报文条数无关的优势可以高密度数据发送,由于水情行业中需要通过北斗卫星上送给数据中心的水文要素有限,北斗短报文一次发送的有效数据字节足够满足其需求。详细介绍了北斗通信技术在整个系统中的工作原理,以及嵌入在遥测终端机内北斗通信模块的电气原理、北斗发送短报文所具备的特性等。基于北斗通信技术的水情自动测报系统,已在实际工程中得到成功应用,其稳定性和广泛地域适应性为水情水文监测提供了准确的实时数据。