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基于峰值导向型粒子群优化算法的城市水文模型自动率定方法
1
作者
许王辰
陈瑞弘
孙岸炜
《水利水电科技进展》
北大核心
2025年第4期31-38,共8页
针对城市多参数水文模型中径流及峰现时间人工率定效率低、精度不足的问题,提出一种基于改进粒子群优化(PSO)算法的模型参数自动率定方法。该方法在PSO算法中引入Logistic映射和莱维飞行,分别用于粒子初始化和位置更新,以避免陷入局部最...
针对城市多参数水文模型中径流及峰现时间人工率定效率低、精度不足的问题,提出一种基于改进粒子群优化(PSO)算法的模型参数自动率定方法。该方法在PSO算法中引入Logistic映射和莱维飞行,分别用于粒子初始化和位置更新,以避免陷入局部最优;同时结合城市产汇流模型特征,构建包含整体拟合、峰值及峰现时间的加权多目标适应度函数,以提高模型对关键水文特征的捕捉能力。通过Python实现该方法与机理模型(雨洪管理模型,SWMM)的交互,并利用试验场实测数据对10个关键水文参数进行率定,比较不同权重取值的适应度函数的拟合效果。结果表明,构建的加权多目标适应度函数在城市排水系统应急调度应用中更具优势,尤其在提高峰值与峰现时间模拟精度方面表现更优。将该方法应用于九江实际排水系统,峰值误差和峰现时间误差分别为0.56%和-6.82%,验证了方法的可行性与准确性。
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关键词
城市水文模型
多目标适应度函数
粒子群优化算法
自动率定
SWMM
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职称材料
基于城市水文模型的海绵城市智慧管控
被引量：
16
2
作者
刘家宏
李泽锦
+5 位作者
张颖春
梅超
王浩
邵薇薇
王开博
张世平
《水利水电技术》
北大核心
2019年第9期1-9,共9页
针对海绵城市智慧管控系统的建设,从调蓄设施智慧管控的角度,以萍乡市西门片区为案例,对海绵城市建成后的运行管理方式进行分析,研究基于城市水文模型的海绵城市智慧管控系统的作用,重点阐述了调蓄设施的智慧管控系统的建设和应用.结果...
针对海绵城市智慧管控系统的建设,从调蓄设施智慧管控的角度,以萍乡市西门片区为案例,对海绵城市建成后的运行管理方式进行分析,研究基于城市水文模型的海绵城市智慧管控系统的作用,重点阐述了调蓄设施的智慧管控系统的建设和应用.结果表明:在30 a一遇2h设计暴雨下,不同的调蓄设施起调点设置对地表径流量的控制有较大的影响,随着起调点的设置越靠后,地表径流总量控制率从66.6%减少至8.9%,峰值削减率从47.3%减少至20.8%;在两场雨峰位置不同的实际降雨的模拟情况中,采用不同的起调点策略可以更好的发挥工程效益,地表径流总量控制率分别是64.5%和82.6%,峰值削减率分别为52.1%和70.4%.对基于智慧管控系统的调蓄设施的优点和局限性做进一步的阐述和分析,对海绵城市智慧管控系统的几个关键问题进行初步探讨,包括分布式参数获取与数据库更新、易积水点的远程管控技术和风险预警技术等.研究成果对海绵城市建成后的城市水资源管理具有一定的参考意义.
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关键词
城市水文模型
海绵
城市
调蓄设施
智慧管控
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职称材料
基于城市水文模型模拟的暴雨积涝灾害风险预警研究
被引量：
5
3
作者
扈海波
孟春雷
+1 位作者
程丛兰
张西雅
《气象》
CSCD
北大核心
2021年第12期1484-1500,共17页
以土地利用及土地覆盖分类(透水及不透水地表组成)及格点化城市管网排水能力为水文模型主要输入参数,以雷达反演及外推雨量为强迫,模拟城市地表水反应过程及水动力过程,提出在城市水文模型基础上发展城市暴雨积涝风险预警及预报应用。...
以土地利用及土地覆盖分类(透水及不透水地表组成)及格点化城市管网排水能力为水文模型主要输入参数,以雷达反演及外推雨量为强迫,模拟城市地表水反应过程及水动力过程,提出在城市水文模型基础上发展城市暴雨积涝风险预警及预报应用。水动力模型以二维浅水方程为基础,用变向隐式法分别在x轴和y轴方向上分两步求解差分方程。此演算方法具回水效应,间接实现了径流路径搜索的多重路径寻向,还原城市地表径流紊流、分流及散流较多的状况。研究分别以在线及脱线方式做了基于城市水文模型的模拟及检验分析。在线模式研究以2012年北京“7·21”暴雨为个例,用雷达定量降水估计强迫到城市水文模型中演算网格积水深度,模拟“7·21”暴雨积涝情景,发现模拟结果基本反映当天的积水及积涝发生情况;脱线模式模拟则侧重计算城市地区不同风险等级暴雨积涝的临界雨量值(风险阈值),尤其是积涝易发点的风险阈值。研究推导出北京地区49个积涝易发点积水深度分别达到0.2、0.5、0.8和1.2 m时的1、3和6 h的临界雨量,并以此作为北京地区暴雨积涝“蓝黄橙红”四个预警等级的划定标准。
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关键词
暴雨积涝风险阈值
城市水文模型
城市
积涝
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职称材料
题名
基于峰值导向型粒子群优化算法的城市水文模型自动率定方法
1
作者
许王辰
陈瑞弘
孙岸炜
机构
上海勘测设计研究院有限公司
三峡智慧水务科技有限公司
出处
《水利水电科技进展》
北大核心
2025年第4期31-38,共8页
基金
上海勘测设计研究院有限公司项目(2022HJ(83)-011)。
文摘
针对城市多参数水文模型中径流及峰现时间人工率定效率低、精度不足的问题,提出一种基于改进粒子群优化(PSO)算法的模型参数自动率定方法。该方法在PSO算法中引入Logistic映射和莱维飞行,分别用于粒子初始化和位置更新,以避免陷入局部最优;同时结合城市产汇流模型特征,构建包含整体拟合、峰值及峰现时间的加权多目标适应度函数,以提高模型对关键水文特征的捕捉能力。通过Python实现该方法与机理模型(雨洪管理模型,SWMM)的交互,并利用试验场实测数据对10个关键水文参数进行率定,比较不同权重取值的适应度函数的拟合效果。结果表明,构建的加权多目标适应度函数在城市排水系统应急调度应用中更具优势,尤其在提高峰值与峰现时间模拟精度方面表现更优。将该方法应用于九江实际排水系统,峰值误差和峰现时间误差分别为0.56%和-6.82%,验证了方法的可行性与准确性。
关键词
城市水文模型
多目标适应度函数
粒子群优化算法
自动率定
SWMM
Keywords
urban hydrological model
multi-objective fitness function
particle swarm optimization algorithm
automatic calibration
SWMM
分类号
TV12 [水利工程—水文学及水资源]
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职称材料
题名
基于城市水文模型的海绵城市智慧管控
被引量：
16
2
作者
刘家宏
李泽锦
张颖春
梅超
王浩
邵薇薇
王开博
张世平
机构
中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室
水利部水资源与水生态工程技术研究中心
中国铁建大桥工程局集团第三工程有限公司
出处
《水利水电技术》
北大核心
2019年第9期1-9,共9页
基金
国家自然科学基金项目(51739011,51879274)
国家重点研发计划课题(2016YFC0401401)
文摘
针对海绵城市智慧管控系统的建设,从调蓄设施智慧管控的角度,以萍乡市西门片区为案例,对海绵城市建成后的运行管理方式进行分析,研究基于城市水文模型的海绵城市智慧管控系统的作用,重点阐述了调蓄设施的智慧管控系统的建设和应用.结果表明:在30 a一遇2h设计暴雨下,不同的调蓄设施起调点设置对地表径流量的控制有较大的影响,随着起调点的设置越靠后,地表径流总量控制率从66.6%减少至8.9%,峰值削减率从47.3%减少至20.8%;在两场雨峰位置不同的实际降雨的模拟情况中,采用不同的起调点策略可以更好的发挥工程效益,地表径流总量控制率分别是64.5%和82.6%,峰值削减率分别为52.1%和70.4%.对基于智慧管控系统的调蓄设施的优点和局限性做进一步的阐述和分析,对海绵城市智慧管控系统的几个关键问题进行初步探讨,包括分布式参数获取与数据库更新、易积水点的远程管控技术和风险预警技术等.研究成果对海绵城市建成后的城市水资源管理具有一定的参考意义.
关键词
城市水文模型
海绵
城市
调蓄设施
智慧管控
Keywords
urban hydrological model
sponge city
stormwater detention and retention system
smart management and control
分类号
P339 [天文地球—水文科学]
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职称材料
题名
基于城市水文模型模拟的暴雨积涝灾害风险预警研究
被引量：
5
3
作者
扈海波
孟春雷
程丛兰
张西雅
机构
北京城市气象研究院
出处
《气象》
CSCD
北大核心
2021年第12期1484-1500,共17页
基金
国家重点研发计划(2019YFB2102901)
国家自然科学基金项目(41875125)
中央级公益性科研院所基本科研业务费专项基金项目(IUMKY2020)共同资助。
文摘
以土地利用及土地覆盖分类(透水及不透水地表组成)及格点化城市管网排水能力为水文模型主要输入参数,以雷达反演及外推雨量为强迫,模拟城市地表水反应过程及水动力过程,提出在城市水文模型基础上发展城市暴雨积涝风险预警及预报应用。水动力模型以二维浅水方程为基础,用变向隐式法分别在x轴和y轴方向上分两步求解差分方程。此演算方法具回水效应,间接实现了径流路径搜索的多重路径寻向,还原城市地表径流紊流、分流及散流较多的状况。研究分别以在线及脱线方式做了基于城市水文模型的模拟及检验分析。在线模式研究以2012年北京“7·21”暴雨为个例,用雷达定量降水估计强迫到城市水文模型中演算网格积水深度,模拟“7·21”暴雨积涝情景,发现模拟结果基本反映当天的积水及积涝发生情况;脱线模式模拟则侧重计算城市地区不同风险等级暴雨积涝的临界雨量值(风险阈值),尤其是积涝易发点的风险阈值。研究推导出北京地区49个积涝易发点积水深度分别达到0.2、0.5、0.8和1.2 m时的1、3和6 h的临界雨量,并以此作为北京地区暴雨积涝“蓝黄橙红”四个预警等级的划定标准。
关键词
暴雨积涝风险阈值
城市水文模型
城市
积涝
Keywords
storm producing flash flood rainfall intensity threshold
urban hydrological model
urban flash flood
分类号
P456 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于峰值导向型粒子群优化算法的城市水文模型自动率定方法
许王辰
陈瑞弘
孙岸炜
《水利水电科技进展》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于城市水文模型的海绵城市智慧管控
刘家宏
李泽锦
张颖春
梅超
王浩
邵薇薇
王开博
张世平
《水利水电技术》
北大核心
2019
16
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于城市水文模型模拟的暴雨积涝灾害风险预警研究
扈海波
孟春雷
程丛兰
张西雅
《气象》
CSCD
北大核心
2021
5
在线阅读
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职称材料
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