基于长短时记忆网络的山区中小流域降雨径流模拟

洪水预报是流域防洪减灾的重要非工程措施之一。目前我国中小河流暴雨洪水灾害频发,但应对短历时强降雨的洪水预报能力仍不强。以安徽省东部山区中小流域为研究对象,引入长短时记忆网络建立流域降雨径流模型,探讨其在山区中小流域的洪水模拟效果。结果表明,考虑降雨输入的空间差异可提升深度学习模型降雨径流模拟预测性能,且长短时记忆网络能够取得优于传统人工神经网络的精度;长短时记忆网络模型有效建立了流域降雨与径流间的复杂非线性关系,模型在所选流域内场次洪水的峰值模拟效果较好,训练、测试集场次洪水峰值合格率均在90%以上;长短时记忆网络内部结构特征与流域水文过程具有较好的相似性,对山区中小流域暴雨洪水非线性关系拟合效果突出。

北方山区中小河流治理措施探究

中小河流是防洪体系的重要组成部分,近年来,国家越来越重视中小河流治理工作,并提出了系统治理思路。考虑北方山区中小河流坡陡流急、季节差异性强、河宽幅度变化大等特点,以系统治理为指导,以蒿田河治理为对象,系统分析山区河道存在的多种问题,因地制宜提出整河流清理整治、重点段岸坡防护、涉河建筑物拆除重建的解决措施,来解决防洪突出问题从而保障河道两岸安全,并提出工程管理措施促进工程建设与长效运行,为山区河道治理提供参考。

小宽跨比山区中小跨径桥梁设计要点研究

随着我国基础设施建设的不断推进,山区中小跨径桥梁的设计和施工技术日臻完善。本文在前人研究的基础上,进一步探讨小宽跨比山区中小跨径桥梁设计要点,以期为山区桥梁设计提供更为详尽的参考。

基于山区中小河流水文资料的洪水预测研究——以贵州省威宁县为例

以威宁县兴隆河流域为例,通过对当地气象和水文现状的分析,构建用于山区中小河流洪涝灾害预警的水文径流量预测模型,同时采用遗传算法对模型进行优化。在试验中,采用威宁县兴隆河2022年9月11日的流域气象水文数据进行分析对比。结果显示,研究提出的优化模型在24h内河流径流量预测数据的平均误差为0.4361m^(3)/s,误差小于其他算法模型,表明该方法在洪涝灾害预警中的有效价值。

山区低等级公路中小跨径桥梁设计关键问题研究

随着我国公路桥梁建设的不断发展,工程规模不断扩大,对中小跨径桥梁的选择与设计提出了更高的要求。本文首先从地形地质条件、高度跨度关系、结构形式等几个角度,对桥梁的选择与设计进行了论述;其次探讨了上部结构的选取与设计,以及下部结构的选取与设计,以期为更多的工程项目提供参考。

改进的KNN实时校正方法在山区中小流域的应用

为提高山区中小流域实时洪水预报精度,提出了一种基于历史洪水学习的KNN实时校正方法(KNN-H法),并选择陕北黄土高原地区2个山区中小流域为研究区域,将其与传统KNN法和AR法进行对比,验证该方法的校正效果。结果表明:KNN法和KNN-H法的校正精度总体高于AR法;KNN法和AR法不能有效降低预报结果的峰现时间误差,而KNN-H法校正结果峰现时间误差比校正前有明显降低;KNN-H法通过对历史洪水预报误差的学习,可有效解决KNN法在实时校正中因为预热期资料不足导致的校正精度不高问题;当预报洪水过程处于涨洪或退水阶段时,KNN-H法能够快速定位到历史洪水的相同阶段,分析历史预报误差后迅速对当前预报值做出校正;总体上KNN-H法校正精度高于传统KNN法。

基于共享社会经济路径的洪水灾害风险评估——以雄安新区上游中小河流域为例

以雄安新区上游中小河流域为例,选取年最大连续3 d降水量为洪水致灾因子,采用HBV水文模型和FloodArea水动力模型相结合的方法,模拟洪水淹没面积和水深变化,通过构建直接经济损失率脆弱性曲线,结合共享社会经济路径雄安新区人口经济预估情景,评估洪水灾害的经济损失风险。结果表明:雄安新区上游中小河流域1961—2019年最大连续3 d降水量为335 mm,重现期达200年一遇,2021—2050年SSP2-4.5情景下该降水重现期降低为150年一遇,造成雄安新区60%以上区域遭受洪水淹没,平均淹没水深达1.1 m;未来雄安新区受洪水影响的城乡工矿居民用地面积达119 km 2,约有50%以上的人口和国内生产总值(GDP)暴露在洪水影响下,人口和GDP均以新区起步区东南部和雄县大部暴露数量最大,分别达到1万人·km^(-2)和5亿元·km^(-2)以上;未来雄安新区因洪水造成的经济损失约为364亿元,占GDP总量的8%左右;全区85%的范围属于经济损失低风险区域,经济损失高风险区集中分布在新区起步区东南部、雄县和昝岗镇的城乡居住区,约占全区总面积的2%。

设计暴雨下的渌渚江流域洪水模拟及损失评估

我国东南部山丘区降雨丰沛,然而中小河流水文监测设施建设滞后,洪灾频发。为实现科学灾害防治,以浙江杭州渌渚江为研究对象,构建MIKE软件一二维耦合水动力模型,基于不同暴雨设计频率模拟流域洪水淹没面积及淹没水深,并预测洪灾损失。结果表明,随着重现期变大,流域淹没面积及淹没水深持续增大;当重现期达到50a一遇时,受影响农田面积、受影响人口总数及淹没损失急剧上升,表明防洪压力显著增大,需提前划分重点防护区,并做好防洪预案。一二维水动力模型在渌渚江洪水模拟具有适用性,并为山丘区中小河流洪水灾害防治提供实践经验。

东江源头典型山区小流域农业面源污染解析——以定南县东江流域为例

对东江源头典型山区小流域农业面源污染现状进行调查分析,解析该流域农业面源污染源、污染负荷量和污染负荷强度,以期为保障粤港澳大湾区水源安全,促进流域精准治污提供参考依据。从县域乡镇尺度上对定南县东江流域内的人居生活、农业种植、畜禽养殖和水产养殖等污染类型进行分类调查,采用输出系数法和等标污染负荷法对污染负荷量与污染负荷强度进行估算,应用聚类分析法和ArcGIS分析污染物空间分布,发现定南县东江流域农业面源主要污染物为TN、NH_(4)^(+)-N,主要来自人居生活和农业种植,污染源集中在历市镇和鹅公镇。加强居民水环境保护意识,加快配套污水管网建设,强化污水设备运行管理,合理施用氮肥和磷肥,对促进东江源头山区流域农业面源污染持续减排具有重要意义。

丘陵山区中小型规模化养猪场粪污处理工程工艺优化研究

本文以屏山县域洪养殖专业合作社为例,针对其粪污排放灌溉处理工程工艺存在的处理后养殖废水未能达到灌溉标准的问题,新增了UASB厌氧反应池、高温智能禽畜粪便发酵罐、A/O系统反应池等处理设备与设施,将工艺优化为“养殖废水(水泡粪)+格栅渠+废水收集池+固液分离+缓冲池+UASB厌氧反应池+中沉池+一级A/O系统反应池+二级A/O系统反应池+二沉池+深度处理池+清水池+生态氧化塘”,同时对处理后的粪污进行检测。结果表明:优化后的工程工艺,运行效果良好,排出的养殖废水符合《农田灌溉水质标准》(GB 5084—2021)旱作模式指标要求,养殖粪便经过无害化处理后转化为优良的有机肥料。该工程工艺可有效解决丘陵山区中小型规模化养猪场面源污染问题,实现粪污资源化利用。

中小跨径钢混组合梁在山区桥梁建设中的适用性分析

文中对我国混凝土桥梁在复杂山区桥梁建设过程中的局限性进行了分析,对中小跨径钢混组合梁的结构和力学工作机理,以及在山区桥梁建设中的优势进行了分析,并对其分段浇筑的应力、挠度进行了对比分析,为我国中小跨径钢混组合梁在山区桥梁以及市政桥梁中的应用提供参考。

Mike Flood在中小河流洪涝风险分析中的应用

为了加强对中小河流的洪水管理,分别构建中小河流域水文学模型、Mike11模型以及Mike21FM模型,运用Mike Flood对一、二维模型进行耦合计算,对中小河流进行洪涝风险分析。以徐州市丰县复新河左岸地区为例,建立洪水演进数值模型,分析复新河的防洪能力以及不同暴雨情况下研究区内涝情况。结果表明:研究区域基本满足20年一遇防洪能力,部分中小河流排涝能力不足,导致部分地区内涝较严重。

成渝地区中小河流水生态环境保护存在的问题与对策

为进一步保护成渝地区水生态环境质量,筑牢长江上游水生态安全屏障,围绕成渝地区河流水质污染特征,剖析了中小河流水环境保护存在的问题,提出了加强成渝地区中小河流水环境保护的对策建议。结果表明:成渝地区水环境质量呈逐步改善趋势,水质污染主要集中在中小河流,特别是跨界河流水质超标频度较高;中小河流水质污染主要集中在2—6月,说明区域水质主要受点源污染和初期雨水冲刷的面源污染物集中入河的共同影响。水资源分布不均与高强度开发利用导致的生态流量不足,城镇人口集聚导致的生活污染压力大,农业面源治理难度大导致的长期高污染负荷,上下游联防联控机制不完善造成的跨界河流污染防治难度大,是造成成渝地区中小河流水质污染突出的主要原因。建议加强中小河流的生态流量保障,厂网齐抓推进城镇生活污水处理提质增效,多管齐下提升农业农村面源污染防治水平,流域统筹推进水环境管理水平。

中小河流域暴雨洪涝灾害风险评估及效果检验

本文基于FloodArea水动力模型及WRF模式,运用气象资料、水文资料、地理信息资料、社会经济统计资料以及灾情调查资料等,以长江一级支流的秋浦河流域为研究区,开展中小河流域暴雨洪涝灾害风险评估及效果检验。结果表明:FloodArea模型对洪水的淹没范围、淹没水深以及淹没历时等具有较好的模拟效果,可用于中小河流域暴雨洪涝灾害风险评估与预警业务,并由此初步建立了包含模式降水预报→面雨量计算→洪涝淹没模拟→风险评估→预警发布→效果检验等环节的暴雨洪涝灾害风险评估及效果检验业务流程,实现从以往常规的强降水预报到暴雨洪涝灾害预报的业务延伸,可进行推广应用。

苏北平原河网区典型农村中小河流水体氮磷赋存特征

以苏北平原河网区的盐城市射阳县某个典型圩区(面积12.73km2)为例,通过连续15个月对圩区内沟渠河流水体采样分析,研究苏北平原河网区中小河流地表水氮磷赋存特征。结果表明:研究区域中小河流水体氮磷超标严重,水体处于富营养化状态。所有水样品总氮质量浓度均超过GB 3838—2002《地表水Ⅲ类水质标准》(ρ=1.0 mg/L),79%的总氮质量浓度超过Ⅴ类水质标准(ρ=2.0 mg/L);73%的总磷质量浓度超过Ⅲ类水体标准(ρ=0.2 mg/L),39%的样品超过Ⅴ类水质标准。地表水氮素和磷素主要以溶解态形式存在;硝态氮是溶解态总氮主要赋存形态,相应的比例约为60%,铵态氮比例最少,约为10%;溶解态活性磷是溶解态磷素主要赋存形态,约为80%。畜禽养殖相对集中区域地表水氮素和磷素浓度高于其他区域;中沟、干渠等小型河流水体在夏季存在水质分层现象。

北京山区小流域治理措施综述

山区小流域综合治理,是中国治理水土流失的主要形式。近10年来,随着可持续发展概念的引入,山区小流域治理与经济开发、资源保护相结合的战略思想逐渐被人们认识和接受,实现流域的可持续发展,已成为当今小流域治理活动的准则。综述主要对北京山区小流域治理措施进行了总结,并指出小流域治理需要综合运用多种措施;小流域治理必须充分考虑流域特征,因地制宜,分类治理。

长江流域平原地区中小河流特点及治理对策探讨

长江流域内河流的治理,以往主要针对大江大河,从未对中小河流进行过大规模的治理,而且在河流治理方面过去只侧重于防洪安全,还没有对中小河流治理过程中生态、环境等综合影响开展过系统研究。通过对长江流域平原地区中小河流的现状和治理情况进行调查、分析,提出了治理中的几个关键技术问题,并对治理方法和原则进行了积极的探讨,可为长江流域平原地区中小河流治理新模式提供技术支撑。

桩式丁坝在山区中小河流治理中的适用性探讨

基于调研和室内试验,研究水流经过桩式丁坝后的流态及其冲淤特性,并考虑中小河流治理中对整治建筑物的要求,分析了桩式丁坝的适用性。研究认为:由于坝身具有透水性,对主流及行洪影响较小,抗冲性较好;坝后水流平缓,淤积程度亦较小,有利于水生动物生长繁殖;可通过灵活调节透水率达到不同的治理目标;筑坝材料可就地取材,降低造价。桩式丁坝在中小河流治理中有着较好的适用性,可满足防洪、生态、环境、节约等综合治理要求,具有良好的应用前景。

山丘区中小河流滩地时空演化与扰动因子分析

滩地是维护河流健康的重要屏障。以浙江省龙游县灵山港滩地为研究对象,利用不同年份的图件资料获取河道滩地几何参数、位置信息等,应用景观格局理论,计算滩地破碎度指数、扰动度等,分析灵山港滩地景观格局时空演化特征,并应用灰色关联方法分析不同年份不同扰动因子对滩地演化扰动度的贡献度。结果表明:(1)从1982-2013年,灵山港滩地格局变化明显,且在2003-2010年变化更显著,从上游到下游,滩地呈现窄长变化趋势,滩地分布均匀性减弱,破碎程度呈增大趋势;(2)扰动度DI<1.35时,自然扰动因子对河流滩地演化具有较大贡献度;扰动度DI≥1.35时,人为扰动因子对河流滩地演化具有较大贡献度。

广东省山区中小河流治理理念及典型治理措施探讨

分析广东省西北部山区中小河流特点及洪水灾害成因,针对存在的问题探讨了新时期下符合实际需求的中小河流治理理念,并提出了相应地典型治理措施,为广东省山区5市中小河流治理提供思路。