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流域河流系统水文-水动力耦合模型研究综述 被引量:25
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作者 曾志强 杨明祥 +3 位作者 雷晓辉 梁藉 袁晓辉 潘增 《中国农村水利水电》 北大核心 2017年第9期72-76,共5页
流域和河流属于复杂巨系统,通过水文-水动力耦合的方式可建立起2者之间的水力联系,同时弥补了模型各自的不足,提高了水文预报的精度。系统概述了水文-水动力耦合模型在国内外的应用情况,归纳总结了耦合模型的基本理论框架以及模型耦合... 流域和河流属于复杂巨系统,通过水文-水动力耦合的方式可建立起2者之间的水力联系,同时弥补了模型各自的不足,提高了水文预报的精度。系统概述了水文-水动力耦合模型在国内外的应用情况,归纳总结了耦合模型的基本理论框架以及模型耦合与评估的一般方法,并从学科发展与应用角度提出了耦合模型的应用难点与发展趋势,以期为流域河流系统的精细化水文模拟与预报研究提供一定的借鉴和参考。 展开更多
关键词 水文模型 动力模型 模型耦合 水文预报
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复杂河网地区气候-水文-水动力耦合模型模拟 被引量:9
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作者 付晓花 董增川 +2 位作者 韩锐 王盼 程龙 《水资源保护》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期162-169,共8页
以淮河流域中下游结合部的洪泽湖周边滞洪区为研究对象,基于紧耦合技术,将一维和二维水动力模型进行耦合,基于松耦合技术,将气候模型与水文模型、水文模型与水动力模型进行耦合,实现了流域、河网、蓄滞洪区和湖泊复杂系统气候水文水动... 以淮河流域中下游结合部的洪泽湖周边滞洪区为研究对象,基于紧耦合技术,将一维和二维水动力模型进行耦合,基于松耦合技术,将气候模型与水文模型、水文模型与水动力模型进行耦合,实现了流域、河网、蓄滞洪区和湖泊复杂系统气候水文水动力单向耦合,并对气候变化影响下的复杂河网地区水流演进进行了模拟。结果表明:构建的气候-水文-水动力耦合模型对洪泽湖周边滞洪区洪水演进具有较好的模拟能力和适应性;气候变化导致未来淮河流域洪水量级增加,加大了洪泽湖周边滞洪区的洪水风险。 展开更多
关键词 气候模型 水文模型 动力模型 耦合技术 复杂河网地区 淮河流域
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水动力-应力-化学溶蚀耦合作用下劣化灰岩能量演化规律与损伤本构模型
3
作者 杨忠平 侯善萌 +2 位作者 张益铭 高宇豪 刘新荣 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第4期759-768,共10页
库水位常年周期性波动,导致消落带基岩处于水动力冲蚀的干湿循环状态,加之覆岩的自重作用,促使基岩强度的劣化。为研究水动力-应力-化学溶蚀耦合条件下岩体劣化规律,在现场调查基础上,开展了该耦合条件下灰岩试样劣化试验,阐明了此条件... 库水位常年周期性波动,导致消落带基岩处于水动力冲蚀的干湿循环状态,加之覆岩的自重作用,促使基岩强度的劣化。为研究水动力-应力-化学溶蚀耦合条件下岩体劣化规律,在现场调查基础上,开展了该耦合条件下灰岩试样劣化试验,阐明了此条件下灰岩能量演化规律并提出了损伤本构模型。结果表明:根据能率-位移曲线,将岩石破坏过程划分为易损区压密、微裂隙闭合、弹性变形、微裂隙扩展及峰后破坏5个阶段;随着劣化应力的增加,部分耗散能提前释放,耗散能与弹性能相等时的应变逐渐减小;随着干湿循环次数的增加,其破坏时总能量对应力的敏感性增强;揭示了水动力-应力-化学溶蚀耦合机理;提出了水动力-应力-化学溶蚀耦合作用下考虑压密阶段劣化灰岩的损伤本构模型,预测精度较高,可为库区灾害预测防治提供一定的理论指导。 展开更多
关键词 动力-应力-化学溶蚀耦合 单轴压缩 能量演化 WEIBULL分布 本构模型
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基于分布式水文水动力耦合模型的秦淮河流域洪水模拟 被引量:2
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作者 王雨洁 李致家 +1 位作者 姚成 牛颢然 《河海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期11-18,114,共9页
为更准确地模拟秦淮河流域洪水演进情况,采用松散耦合方法,结合水文、水动力过程,构建了分布式水文模型与一维、二维水动力耦合模型,该模型在上游采用网格新安江模型,下游则结合一维与二维水动力模型模拟复杂水流动态,在河道采用一维模... 为更准确地模拟秦淮河流域洪水演进情况,采用松散耦合方法,结合水文、水动力过程,构建了分布式水文模型与一维、二维水动力耦合模型,该模型在上游采用网格新安江模型,下游则结合一维与二维水动力模型模拟复杂水流动态,在河道采用一维模型,在主要城区采用二维模型进行模拟,形成全流域的分布式水文水动力耦合模型。验证结果表明:该模型能够有效模拟2015-2020年间的5场洪水,模拟结果的平均纳什效率系数达0.932,验证了模型的高精度与可靠性。以20200713号洪水为例模拟了下游南京市城区的淹没情况,发现秦淮河下游城区多处区域(如郑淮路、凤凰东街、武定门闸区域等)存在显著淹没风险,最大淹没水深均超过0.5m。 展开更多
关键词 水文动力耦合模型 淹没模拟 网格新安江模型 秦淮河流域
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一种兼顾仿真效率和精度的车辆-轨道非线性空间耦合动力学模型 被引量:1
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作者 王伟 雷晓燕 +1 位作者 罗锟 陈鹏 《振动与冲击》 北大核心 2025年第4期10-20,共11页
车辆-轨道非线性空间耦合动力学精细化模型常常需要耗费更多的机时,如何解决分析精度与计算效率的矛盾,是车辆-轨道非线性空间耦合动力学数值分析中的难点。首先,建立了精细化的车辆-轨道非线性空间耦合动力学模型,构建了在用迹线法搜... 车辆-轨道非线性空间耦合动力学精细化模型常常需要耗费更多的机时,如何解决分析精度与计算效率的矛盾,是车辆-轨道非线性空间耦合动力学数值分析中的难点。首先,建立了精细化的车辆-轨道非线性空间耦合动力学模型,构建了在用迹线法搜索轮轨空间接触点中引入轮轨准弹性修正的、更为精细的轮轨接触几何关系,并将迹线法融入到交叉迭代中求解车辆-轨道非线性空间耦合动力学方程,实现了同步进行轮轨接触点搜索与车辆-轨道非线性空间耦合动力学方程求解,提高了模型分析精度和数值计算效率;然后,为验证理论模型的正确性,与相关文献结果进行了对比计算,验证了模型和算法的有效性;最后,分析了模型的四类简化形式对系统响应的影响。研究表明:采用集中支撑的弹性元件模拟钢轨扣件,无法真实反映两侧扣件对钢轨侧滚振动的协同约束作用,将导致计算结果失真,采用分离支撑的弹性元件模拟钢轨扣件更为合理;轨道结构底座板参振对系统响应的影响显著,在模型中应给予考虑;底座板超出轨道板的部分对系统响应的影响较小,所产生的误差在可接受范围内;轨道子系统模型A能兼顾仿真效率和计算精度,适合用作车辆-三层轨道非线性空间耦合系统振动精细化分析模型。 展开更多
关键词 车辆-轨道非线性空间耦合动力 高速铁路 交叉迭代 准弹性修正 有限元模型
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基于势-黏流双向耦合的不同主尺度双浮体水动力干扰研究
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作者 李福建 刘学勤 +2 位作者 李丹 孟巍 康庄 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第3期72-79,共8页
[目的]在两浮体并靠作业时,由于浮体间距较近,在水动力干扰作用下,极易引发间隙内大幅波浪振荡和两浮体大幅运动响应,严重威胁作业安全。因此,开展不同主尺度双浮体间的水动力干扰特性研究。[方法]采用势-黏流双向耦合方法,建立数值波... [目的]在两浮体并靠作业时,由于浮体间距较近,在水动力干扰作用下,极易引发间隙内大幅波浪振荡和两浮体大幅运动响应,严重威胁作业安全。因此,开展不同主尺度双浮体间的水动力干扰特性研究。[方法]采用势-黏流双向耦合方法,建立数值波浪水池,并结合重叠网格技术模拟双浮体的运动特性,对规则波中不同主尺度双浮体的水动力干扰问题进行研究。首先,对相同主尺度双浮体间隙的水动力共振现象进行数值模拟,并与实验数据进行对比,验证所构建数值模型的准确性。在此基础上,开展规则波中不同主尺度双浮体垂荡运动的模拟研究,分析不同浮体布置工况对双浮体垂向运动响应的影响。[结果]结果表明,相比于CFD方法,势-黏流双向耦合方法计算效率更高,且与实验数据的对比结果验证了其准确性。在高频工况下,两浮体倾向于反相位运动,且当较大浮体位于上游时,其对下游小浮体有显著的遮蔽效应。[结论]采用势-黏流双向耦合方法,验证了双浮体水动力干扰模型的准确性,揭示了高频下两浮体的反相位运动及大浮体上游时的遮蔽效应,为优化浮体布置和提升作业安全提供了理论依据。 展开更多
关键词 -黏流双向耦合方法 两浮体 动力 干扰 遮蔽效应
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非饱和原状结构性黄土水-力耦合弹塑性本构模型
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作者 李林 季良 +1 位作者 叶飞 李尧 《岩土力学》 北大核心 2025年第8期2421-2433,共13页
黄土由于特殊的物质成分组成与微观结构,具有水敏性、结构性强度和增湿变形等特殊的工程力学性质。考虑非饱和原状黄土结构性强度和变形与饱和度直接相关的本质特征,以Bishop有效应力和饱和度为作为直接驱动变量,将黄土结构性划分为固... 黄土由于特殊的物质成分组成与微观结构,具有水敏性、结构性强度和增湿变形等特殊的工程力学性质。考虑非饱和原状黄土结构性强度和变形与饱和度直接相关的本质特征,以Bishop有效应力和饱和度为作为直接驱动变量,将黄土结构性划分为固有结构性和受水分影响的胶结结构性,分别构建了固有结构性随应变的演化方程和压缩特性随饱和度的演化方程,在饱和度-有效应力空间建立了非饱和原状黄土的增湿屈服方程。进而采用变形相关的弹塑性土-水特征曲线,通过体应变耦合了黄土的水力-力学行为,在有效应力-饱和度空间建立了非饱和原状黄土的水-力耦合弹塑性本构模型。模型具有12个参数,可通过非饱和三轴压缩试验和剪切试验标定。通过西安黄土、伊朗黄土以及兰州黄土在不同水力路径下的既有压缩试验和剪切试验数据进行了模型参数标定与验证。结果表明,模型能够合理预测非饱和原状黄土的结构性屈服行为、增湿变形特性、水-力耦合特性以及加载和增湿顺序对土体变形和水力特性的影响。以有效应力与饱和度作为直接驱动变量在有效应力-饱和度空间建立非饱和原状黄土的水-力耦合模型,可以体现原状黄土力学特性与含水率之间的直接关系,为原状非饱和黄土本构模型的建立提供了新思路。 展开更多
关键词 原状黄土 非饱和特性 结构性演化 增湿变形 -耦合 弹塑性模型
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基于智能网格降水和水文滑坡耦合模型的全国洪水和滑坡灾害滚动预报 被引量:1
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作者 张春堂 张珂 +2 位作者 陈国鼎 王晟 包红军 《水资源保护》 北大核心 2025年第3期83-92,共10页
为解决洪水和滑坡灾害在大尺度下实时预报中面临驱动数据、土水参数难以获取以及计算负荷的问题,以水文-滑坡耦合模型(CRESLIDE)为基础,引入无缝隙精细化智能网格降水数据作为驱动因子,利用土壤厚度模型及土壤类型数据获取分布式土水参... 为解决洪水和滑坡灾害在大尺度下实时预报中面临驱动数据、土水参数难以获取以及计算负荷的问题,以水文-滑坡耦合模型(CRESLIDE)为基础,引入无缝隙精细化智能网格降水数据作为驱动因子,利用土壤厚度模型及土壤类型数据获取分布式土水参数,结合地表覆盖信息及累积降水量动态识别滑坡敏感区域,采用并行技术加速计算过程,构建了全国尺度的CRESLIDE模型,对2022—2023年降雨诱发洪水和滑坡灾害进行实时预报,并基于汛期6—8月的长序列和个例灾害对模型进行检验。结果表明:CRESLIDE模型在并行计算时的加速比最高可达5.53;洪水灾害整体上集中于华北和西南一带,滑坡灾害多发生在我国南方地区,7—8月北方滑坡开始增加;在长序列检验中,模型预报精度评价指标ROC曲线下面积均超过或接近0.7,其中洪水灾害预报效果优于滑坡灾害;在个例检验中,模型预测的灾害发生位置和时间与实测结果较为一致。 展开更多
关键词 智能网格降 水文-滑坡耦合模型 与滑坡灾害 大尺度滚动预报 中国
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基于水文水动力模型的平原河网地区排涝模拟应用研究 被引量:1
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作者 梁昌梅 王敬 +2 位作者 张翔 刘路广 吴凤燕 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第5期17-23,共7页
平原地区河道纵横交错,水流速度慢且流向不定;闸站众多,导致水情、工情极为复杂,一旦发生洪水,将形成大面积的洪涝灾害,对人民群众生命和财产安全造成了较大的威胁。为了准确模拟平原地区洪涝水的产汇流过程,结合SCS模型和MIKEFLOOD模... 平原地区河道纵横交错,水流速度慢且流向不定;闸站众多,导致水情、工情极为复杂,一旦发生洪水,将形成大面积的洪涝灾害,对人民群众生命和财产安全造成了较大的威胁。为了准确模拟平原地区洪涝水的产汇流过程,结合SCS模型和MIKEFLOOD模型的优势,充分考虑了各类下垫面产流特征和闸站调度规程,构建了水文水动力模型,选取了位于湖北省江汉平原腹地的通顺河流域作为研究区,利用实测数据对模型进行了率定、验证,分析不同降雨条件下对该区域的排涝影响。结果表明①利用2003年、2010年、2016年的实测水位对模型进行率定与验证,模拟的相关系数均在0.8以上,误差低于2%;表明该模型的模拟效果较好,可以用于通顺河流域的产汇流模拟。②将通顺河流域分为11个子排区,各个排区产流量最大为排湖排区;幸福、通北等7个排区的现状排涝能力均不足10年一遇3日暴雨3日排出。③当发生5~20年一遇的洪水时,流域的排涝时间达到10~12 d时,河道水位逐渐下降。当发生30年一遇的洪水时,流域内的水位先增长后趋于稳定,表明流域内的外排泵站排涝能力不足以应对30年一遇洪水。该项研究可为复杂平原河网地区的排涝措施制定提供参考。 展开更多
关键词 平原河网 水文动力模型 SCS模型 MIKEFLOOD模型 排涝模拟
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基于水文水动力模型和机器学习模型耦合的河道水位预报方法 被引量:3
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作者 胡义明 陈钰 +4 位作者 周瑛 李彬权 陈丞 许栋 梁忠民 《水电能源科学》 北大核心 2024年第10期29-32,共4页
为探讨利用水文水动力模型和机器学习模型来提高河道水位预报精度的可行性,首先利用水文水动力模型进行河道水位预报,采用支持向量机模型对水文水动力模型的预报结果进行校正,进而构建了一种耦合水文水动力模型和机器学习模型的河道水... 为探讨利用水文水动力模型和机器学习模型来提高河道水位预报精度的可行性,首先利用水文水动力模型进行河道水位预报,采用支持向量机模型对水文水动力模型的预报结果进行校正,进而构建了一种耦合水文水动力模型和机器学习模型的河道水位预报模型。在广州市南沙区蕉西水闸的应用结果表明,构建的耦合模型的预报效果优于单一的水文水动力模型,明显地提高了不同预见期下的水位预报精度;尽管随着预见期的增加,耦合模型的预报精度有一定的衰减趋势,但整体上仍优于水文水动力模型提供的水位预报结果。 展开更多
关键词 位预报 水文动力模型 机器学习模型 耦合模型
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基于格子Boltzmann重叠法求解一、二维耦合浅水动力学模型
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作者 杨浩 敬玥彤 +3 位作者 刘海飞 毕娟 王洪达 褚珣 《南水北调与水利科技(中英文)》 北大核心 2025年第1期110-117,129,共9页
提出一种重叠耦合法(superposition coupling method, SCM),以高精度地实现基于一维与二维格子Boltzmann方法 (lattice Boltzmann method, LBM)的水动力模型在复杂地形浅水区域的跨维度模拟耦合。对复杂地形区域的浅水水体进行水动力模... 提出一种重叠耦合法(superposition coupling method, SCM),以高精度地实现基于一维与二维格子Boltzmann方法 (lattice Boltzmann method, LBM)的水动力模型在复杂地形浅水区域的跨维度模拟耦合。对复杂地形区域的浅水水体进行水动力模拟通常涉及跨维度建模,可能会在某些边界处做近似处理,例如河流-湖泊汇合处、洪水淹没区和河口区域。为高效求解跨维度浅水方程(shallow water equations, SWE)问题,SCM通过在一维和二维LBM模型边界处人工设置重叠区域,使不同维度的2个模型在该区域交换水动力信息。在重叠区域采用零梯度边界条件,从而得到耦合所需的变量。1D-2D耦合模型通过了圆形空腔射流和急弯河道2个验证模型的比较测试,结果显示一、二维耦合模型的精度与二维模型基本相当。本研究通过SCM有效地求解了跨维度浅水方程问题,提高了一维与二维模型间的耦合精度,为复杂地形浅水区域的水动力模拟提供了技术支撑。 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN方法 动力模型 一、二维耦合 重叠法 方程
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基于刚柔耦合模型的地铁车辆-道岔动力学性能分析
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作者 李华伟 许孝堂 +1 位作者 刘韦 何俊 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第6期160-167,共8页
[目的]为探究地铁车辆侧向和正向通过12号道岔时的安全性问题,为道岔结构优化与维护提供理论依据,需对地铁车辆-道岔耦合模型动力学性能进行研究。[方法]基于刚柔耦合动力学理论,构建包含车辆、轮轨、道岔等3个子系统的耦合动力学模型... [目的]为探究地铁车辆侧向和正向通过12号道岔时的安全性问题,为道岔结构优化与维护提供理论依据,需对地铁车辆-道岔耦合模型动力学性能进行研究。[方法]基于刚柔耦合动力学理论,构建包含车辆、轮轨、道岔等3个子系统的耦合动力学模型。通过模拟车辆侧向与正向通过道岔工况,对轮轨垂向力和横向力、轮轴横向力、脱轨系数及动态轮重减载率等核心指标数据进行分析。[结果及结论]车辆在侧向和正向两种通过道岔方式下,轮轨垂向力最大值未超过容许阈值,轮轨横向力与轮轴横向力均处于动态平衡范围内;脱轨系数稳定在临界限值以下,动态轮重减载率始终低于安全限值。研究证实,基于刚柔耦合动力学理论构建的地铁车辆-道岔耦合模型能够有效评估车辆通过道岔的安全性。 展开更多
关键词 地铁 车辆-道岔动力学性能 刚柔耦合模型
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基于平原河网水文水动力模型的兴化市退圩还湖方案研究
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作者 姜海 石一凡 蒋志昊 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第5期155-160,170,共7页
退圩还湖作为重要的生态修复手段,通过清除湖泊湖荡内的圈圩围网、重塑湖底地形,恢复湖泊生态系统、提高防洪排涝能力、改善水质条件。基于平原河网产流模型,与河网水动力模型耦合,经过模型概化、边界条件、下垫面产流分配和模型率定验... 退圩还湖作为重要的生态修复手段,通过清除湖泊湖荡内的圈圩围网、重塑湖底地形,恢复湖泊生态系统、提高防洪排涝能力、改善水质条件。基于平原河网产流模型,与河网水动力模型耦合,经过模型概化、边界条件、下垫面产流分配和模型率定验证后,嵌套里下河地区水文资料,模拟2006年里下河洪水过程中兴化市里下河湖泊湖荡4种不同退圩还湖方案下的滞洪效果。4种清退方案分别为湖区全部清退,恢复湖泊自由水面153.32 km2;清退湖区面积10 km2以上的湖泊湖荡,恢复湖泊自由水面95.96 km2;清退所有湖区面积的50%,恢复湖泊自由水面76.66 km2;清退湖区面积10km2以上的湖泊湖荡面积的50%,恢复湖泊自由水面47.98 km2。对比模型4种不同的退圩还湖方案模拟结果得出,兴化市里下河湖区湖泊湖荡清退滞涝时,将有效降低里下河地区洪水期河网水位,并对兴化里下河湖泊湖荡水位、水深及蓄水量显著影响。结果表明,不同清退湖泊方案滞洪效果存在一定差异,清退的湖泊湖荡面积越大,对河网洪水期水位影响越明显,20个湖泊湖荡全部清退时,兴化整体水位可降低约0.19 m,盐城、阜宁、溱潼等典型站水位也有一定程度降低。由于洪水过程中参与外河网调蓄,兴化里下河湖泊湖荡最高水位、水深对比清退前普遍增加1.0 m以上,蓄水量也有一致性变化并且最大蓄量接近原始蓄量的1倍。因此开展退圩还湖能有效降低滞洪风险,有必要对兴化市整个里下河湖区开展退圩还湖。 展开更多
关键词 退圩还湖 平原 水文动力模型 兴化市 滞洪能力
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基于气象水文水动力耦合模型的流域尺度洪水预报方法:以北江流域为例 被引量:2
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作者 韩赟希 张昕 +2 位作者 王自法 周良辰 朱龙祥 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第11期4397-4408,共12页
针对中小流域目前径流和淹没预报难度较大且精度偏低的问题,以北江流域为研究对象,构建降雨径流-洪水淹没模型。在非耦合情况下,基于WRF-Hydro模式构建北江流域水文模型,通过对主要参数率定,优化了WRF-Hydro水文模型,模拟了流域的产流... 针对中小流域目前径流和淹没预报难度较大且精度偏低的问题,以北江流域为研究对象,构建降雨径流-洪水淹没模型。在非耦合情况下,基于WRF-Hydro模式构建北江流域水文模型,通过对主要参数率定,优化了WRF-Hydro水文模型,模拟了流域的产流、汇流等水循环关键要素。在耦合情况下,将WRF-Hydro模式模拟的径流过程作为CaMa-Flood模型的边界条件,从而实现对整个流域的洪水淹没模拟。研究结果表明:在经过参数率定的WRF-Hydro水文模型中,针对验证期的5场典型洪水事件,皮尔逊相关系数均高于0.8,纳什效率系数在0.52~0.71,在预报期的三个洪水事件中,洪峰的平均误差为22.2%。在水文水动力模型耦合后,能够准确地捕捉洪水淹没与降雨强度、洪水流量变化之间的关系,进而提供洪水发生后洪泛区的淹没深度和范围等关键信息。本文构建的降雨径流-洪水淹没模型能够适用于地形复杂、降雨时空分布不均匀的北江流域,为类似半湿润流域的洪水预报提供了有益参考,同时也为水文水动力模型耦合的研究奠定了基础。 展开更多
关键词 北江流域 WRF-Hydro水文模型 CaMa-Flood动力模型 预报 淹没模拟
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黄河几字弯城市群能-水-碳耦合变化及归因分析
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作者 邹绍辉 陈雅文 《人民黄河》 北大核心 2025年第4期64-70,共7页
为解析黄河几字弯城市群能-水-碳之间的耦合关系,促进城市群的绿色低碳发展,构建城市群能-水-碳系统评价指标体系,运用熵值法和耦合协调度模型测度2005—2020年黄河几字弯城市群能-水-碳耦合协调水平,利用随机森林模型识别其主要影响因... 为解析黄河几字弯城市群能-水-碳之间的耦合关系,促进城市群的绿色低碳发展,构建城市群能-水-碳系统评价指标体系,运用熵值法和耦合协调度模型测度2005—2020年黄河几字弯城市群能-水-碳耦合协调水平,利用随机森林模型识别其主要影响因素。结果表明,黄河几字弯城市群能-水-碳系统耦合协调度呈现波动上升趋势,但2020年尚未达到良好协调水平,环境规制强度、全要素生产率、建成区面积占比是影响其水平变化的主要因素。基于此,提出出台专项环境规制政策、技术引领能源革命、促进环境保护与经济发展相结合等建议。 展开更多
关键词 -- 耦合协调 随机森林模型 黄河几字弯
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陆地高分辨率水文—生物地球化学过程CNMM-DNDC三维模型的研发及应用进展 被引量:1
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作者 郑循华 李思琪 +7 位作者 张伟 刘春岩 姚志生 韩圣慧 王睿 王凯 陈笑 李勇 《大气科学》 CSCD 北大核心 2024年第1期92-107,共16页
CNMM-DNDC模型是本文作者团队研发的陆地高分辨率水文—生物地球化学过程三维模型。本文系统介绍了建模背景和理念、核心过程和模型特点、模拟功能和观测验证、多尺度区域或流域初步应用以及未来发展展望。自2018年刊发首个版本以来,该... CNMM-DNDC模型是本文作者团队研发的陆地高分辨率水文—生物地球化学过程三维模型。本文系统介绍了建模背景和理念、核心过程和模型特点、模拟功能和观测验证、多尺度区域或流域初步应用以及未来发展展望。自2018年刊发首个版本以来,该模型经过了多方面科学过程改进和模拟功能扩展,在元素化学反应、物质相变和机械迁移等基本物理、化学、生物过程层面,完成了对陆地表层系统碳氮磷水循环全耦合的精细刻画。迄今开展的观测验证表明,CNMM-DNDC模型基本普适于不同生物气候带(从热带到寒区多年冻土地带)的流域或区域长时间序列“三高”(时间、空间和过程高分辨率)综合模拟,实现对陆地生态系统的碳、氮、磷、水三维运移、水土流失、水力驱动溶解态和颗粒态碳氮磷横向迁移、碳氮温室气体和污染气体排放、生态系统生产力、水分蒸散发和水分能量平衡等众多可持续发展目标表征变量的预测。该模型广泛推广应用于多尺度区域或流域的复杂过程虚拟科学试验研究和服务于面向生态环境建设与减污降碳的优化调控决策,可望为协同落实联合国多个可持续发展目标提供先进的数值模拟技术支撑。 展开更多
关键词 碳氮磷循环全耦合模拟 水文—生物地球化学过程模型 CNMM-DNDC模型 联合国可持续发展目标
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基于耦合模型的钦江流域水土流失模拟研究
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作者 张志勇 李勋贵 +5 位作者 杨其永 孙剑 李政昌 赵张 甘富万 陈立华 《广西大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期287-298,共12页
为了研究平陆运河所在的钦江流域水土流失变化规律,建立了水文水动力耦合模型。通过土壤与水评估工具(SWAT)模型模拟了2005—2019年钦江径流和泥沙输移过程,并耦合水文工程中心-河流分析系统(HEC-RAS)模型对钦江流域上游河道(陆屋水文... 为了研究平陆运河所在的钦江流域水土流失变化规律,建立了水文水动力耦合模型。通过土壤与水评估工具(SWAT)模型模拟了2005—2019年钦江径流和泥沙输移过程,并耦合水文工程中心-河流分析系统(HEC-RAS)模型对钦江流域上游河道(陆屋水文站以上长度约12 km的干流)开展水动力模拟。研究结果表明:(1)SWAT模型在径流和泥沙模拟结果中纳什效率系数(NSE)值均大于0.561,表明该模型在钦江流域具有较好的适用性;(2)HEC-RAS模型在5次洪水事件的流量、水位模拟中,NSE值均大于0.758(除2017-07-09场次的NSE值为0.420外),表明模型在河道洪水演进模拟中具有较强的稳健性;(3)钦江流域的主要沙源位于陆屋江上游,该区域为土壤侵蚀严重敏感区域。 展开更多
关键词 土流失模拟 水文动力耦合 土壤与评估工具 水文工程中心-河流分析系统 钦江流域 平陆运河
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干旱半干旱地区变时滞反应扩散植被-水系统的阈值动力学
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作者 胡静 朱磊 +2 位作者 任杰 吴涵 张启敏 《应用数学》 北大核心 2025年第1期71-78,共8页
考虑地表水的渗透和扩散作用对干旱半干旱地区生态系统的影响,本文建立了具有时变时滞的反应扩散植被-水系统模型.给出阈值R^(*),并讨论了系统的动力学行为,当R^(*)<1时,系统的无植被平衡点局部渐近稳定.当R^(*)>1,植被一致持久.... 考虑地表水的渗透和扩散作用对干旱半干旱地区生态系统的影响,本文建立了具有时变时滞的反应扩散植被-水系统模型.给出阈值R^(*),并讨论了系统的动力学行为,当R^(*)<1时,系统的无植被平衡点局部渐近稳定.当R^(*)>1,植被一致持久.此外,通过拉丁方抽样(LHS)及偏秩相关系数(PRCCs)方法对模型阈值进行敏感性分析,给出了参数对系统动力学行为的影响并为制定防治荒漠化的措施提出建议.此外,通过分析系统有限时间稳定性,讨论了时滞对植被水模型的动力学行为的影响. 展开更多
关键词 植被-模型 阈值动力 反应扩散 敏感性分析 有限时间稳定
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基于考虑变形效应的土-水特征曲线求解非饱和地基动力响应
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作者 胡静 金林廉 +2 位作者 吕志豪 张家康 边学成 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第2期397-406,共10页
为研究移动荷载作用下的非饱和地基动力响应,在传统V-G土-水特征曲线模型的基础上,建立了考虑变形效应的土-水特征曲线模型,并基于该模型推导了新的非饱和土动力控制方程,从而完整描述非饱和土在受动力作用下的水-力耦合作用。进一步的... 为研究移动荷载作用下的非饱和地基动力响应,在传统V-G土-水特征曲线模型的基础上,建立了考虑变形效应的土-水特征曲线模型,并基于该模型推导了新的非饱和土动力控制方程,从而完整描述非饱和土在受动力作用下的水-力耦合作用。进一步的,采用2.5维有限元法对控制方程进行求解,求解结果分别与单相弹性介质,双相饱和介质和三相非饱和介质的解析解进行对比,均验证了该求解方法的准确性;不同介质模型的计算耗时分析表明2.5维有限元法是目前求解多孔介质动力问题的一种优势算法。通过数值分析发现,采用传统的、未考虑变形效应的土-水特征曲线会低估非饱和地基的振动强度。 展开更多
关键词 非饱和土 2.5维有限元法 动力响应 -特征曲线 -耦合
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基于容器技术的水文水动力模型软硬件适配方法 被引量:1
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作者 张海嘉 刘家宏 +2 位作者 梅超 王佳 高希超 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2024年第1期188-192,205,共6页
随着国产化软硬件系统的发展和普及,将现行的计算程序适配到国产硬件和操作系统上是科学研究和业务化应用的关键,亟待探索提出专业计算模型的软硬件适配方法。现有关于专业计算模型的软硬件适配方法存在缺乏通用性、硬件依赖性强等问题... 随着国产化软硬件系统的发展和普及,将现行的计算程序适配到国产硬件和操作系统上是科学研究和业务化应用的关键,亟待探索提出专业计算模型的软硬件适配方法。现有关于专业计算模型的软硬件适配方法存在缺乏通用性、硬件依赖性强等问题。鉴于此,系统解析了国产化适配需要解决的关键问题,并对比了现行的软件适配技术,筛选出容器技术作为水文水动力模型的国产适配技术。容器技术可将应用程序打包成独立的运行环境,摆脱对底层架构和操作系统的依赖。以水文水动力模型TELEMAC为例,详细说明了Docker镜像构成原理,并通过Dockerfile文件构建了TELEMAC镜像环境,开展了计算案例的验证。结果表明TELEMAC镜像能够安全运行在以鲲鹏920处理器为核心的openEuler和麒麟V10等国产软硬件平台上,且案例计算结果与标准结果相一致,模型计算效率高,实现了专业科学计算模型的国产化软硬件适配,该研究可为其他软件国产化适配提供参考借鉴。 展开更多
关键词 水文动力模型 国产化适配 TELEMAC软件 镜像环境 Docker技术
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