基于水文水动力学耦合的洪水预报模型研究及应用 被引量：17

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作者 杨甜甜 梁国华 +1 位作者 何斌 李莹芹 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期72-78,共7页

为了提高下垫面变化剧烈流域的洪水预报精度,在传统流域水文模型的基础上耦合水动力学模型,建立水文水动力耦合洪水预报模型。首先利用水文模型获得某一断面的流量过程作为水动力学模型的边界条件;之后利用一维水动力学模型进行河道洪... 为了提高下垫面变化剧烈流域的洪水预报精度,在传统流域水文模型的基础上耦合水动力学模型,建立水文水动力耦合洪水预报模型。首先利用水文模型获得某一断面的流量过程作为水动力学模型的边界条件;之后利用一维水动力学模型进行河道洪水演进计算,推求流域出口断面的流量过程;最后以烟台市外夹河流域为例进行验证。结果表明,所建水文水动力耦合模型模拟的产流合格率较高,流量过程与实测值吻合,在一定程度上弥补了集总式水文模型不能考虑河道内复杂水流运动的不足,因此对具有复杂水文、水力条件的流域的洪水预报具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 大伙房流域模型 一维水动力学模型 水文水动力学耦合模型 洪水预报

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水文-水动力学模型分析山丘区洪水风险 被引量：5

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作者 郝振智 桑国庆 +1 位作者 王海军 刘驰 《济南大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第5期527-534,544,共9页

为了更好地分析山丘区洪水淹没风险,以界河流域为例,提出一种基于水文-水动力学模型的山丘区洪水风险分析方法;以整个流域为计算单元,局部网格加密处理,根据实测降雨洪峰数据对水文-水动力学模型进行验证,利用该模型计算不同降雨频率时... 为了更好地分析山丘区洪水淹没风险,以界河流域为例,提出一种基于水文-水动力学模型的山丘区洪水风险分析方法;以整个流域为计算单元,局部网格加密处理,根据实测降雨洪峰数据对水文-水动力学模型进行验证,利用该模型计算不同降雨频率时洪水淹没范围,并结合层次分析法进行洪水风险分析。结果表明:50 a一遇、100 a一遇降雨频率时界河流域洪水淹没面积分别为3.22、5.04 km^(2),最大综合风险性指数分别为15.45、49.41;风险区均沿河道方向狭长分布,垂直河道方向延伸较少;模拟河道洪峰流量与实测河道洪峰流量误差小于10%,可准确模拟山丘区洪水淹没情况。 展开更多

关键词 洪水模拟 洪水风险 水文-水动力学模型 界河流域

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湄公河-洞里萨湖河湖关系与水文情势驱动响应研究——关键科学问题与技术实现路径 被引量：5

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作者 李昌文 黄艳 《人民长江》 北大核心 2022年第6期1-13,共13页

湄公河与洞里萨湖河湖关系是世界上著名江湖关系的典型代表,同时受上游来流、下游潮汐、区域风浪、洪泛区调蓄等影响,水情叠加互馈效应(遭遇、倒灌、补水、漫滩、顶托、调蓄)巨大,水文过程集成度高。从河湖水文情势变化规律、河湖耦合... 湄公河与洞里萨湖河湖关系是世界上著名江湖关系的典型代表,同时受上游来流、下游潮汐、区域风浪、洪泛区调蓄等影响,水情叠加互馈效应(遭遇、倒灌、补水、漫滩、顶托、调蓄)巨大,水文过程集成度高。从河湖水文情势变化规律、河湖耦合水文水动力学模型、河湖水量交换关系及水情驱动机制3个方面阐述了湄公河-洞里萨湖河湖关系与水文情势驱动响应机理研究进展,并研究了其关键科学问题与技术实现路径。结果表明:①湄公河与洞里萨湖水文-水动力作用机理复杂且尚不明晰,成为制约湄公河和洞里萨湖综合治理的瓶颈问题;②未来亟需加强研究的重点方向主要包括构建湄公河与洞里萨湖大型连通水网水文-水动力耦合模型,精细模拟河湖水情组合叠加效应的时空量演变特征,定量揭示洞里萨湖河湖互相转换特性,理清河湖交互规律的宏微观格局,定量评估径流、潮汐、风浪遭遇组合对河湖水量交换的影响量,阐明河湖水情-水动力条件-水通量交互-湖区水文节律的驱动机制和耦合协变响应规律,以及创建河湖水量交换关系内涵变化量与洞里萨湖全区域全过程水文情势变化量的定量关系知识图谱。研究成果对丰富江湖关系内涵、指导柬埔寨洪旱灾害应对、提高水文预报精度、确保河湖健康具有极其重要的科学理论意义和实践应用价值。 展开更多

关键词 河湖关系 河湖水量交换 驱动-响应机理 河湖耦合水文-水动力学模型 定量知识图谱 洞里萨湖 湄公河

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CN-SWE2D模型构建及门头沟小流域暴雨山洪模拟研究

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作者 吴婧 阚光远 +3 位作者 马建明 何胜男 杜龙刚 张煜萨 《中国水利水电科学研究院学报(中英文)》 北大核心 2025年第5期515-527,共13页

为了提升暴雨山洪数值模拟的精度与性能,本文将基于径流曲线数方法的水文产流计算模块(SCS-CN)与基于GPU加速的二维水动力汇流计算模块(SWE2D)相耦合,构建了水文水动力耦合模型(CN-SWE2D)。将CN-SWE2D模型应用于“23.7”特大洪水北京市... 为了提升暴雨山洪数值模拟的精度与性能,本文将基于径流曲线数方法的水文产流计算模块(SCS-CN)与基于GPU加速的二维水动力汇流计算模块(SWE2D)相耦合,构建了水文水动力耦合模型(CN-SWE2D)。将CN-SWE2D模型应用于“23.7”特大洪水北京市门头沟小流域暴雨山洪数值模拟,模拟结果显示,灾害淹没面积达1.31 km2,占流域面积的6.25%。洪泛区沿河岸分布,淹没水深大于2 m的严重淹没面积约为0.02 km2。本次洪灾径流系数0.69,出口流量峰值404 m3/s,超过50年一遇设计洪水标准。计算结果与观测数据的进一步比对表明,门头沟小流域遭遇了严重的洪水灾害。本文提出的CN-SWE2D模型实现了从降雨产流到洪水淹没的全过程高性能精细化数值模拟,模拟结果提供了丰富的水力要素信息,模拟结果不仅能够有效反映实际的洪水过程,还能为防洪减灾工作提供有力的技术支撑。 展开更多

关键词 “23.7”特大洪水 小流域暴雨山洪 SCS-CN 二维水动力学模型 GPU并行计算 水文水动力耦合模型

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一维-二维耦合的防洪保护区洪水演进数学模型 被引量：59

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作者 陈文龙 宋利祥 +2 位作者 邢领航 张文明 周建中 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期848-855,共8页

针对防洪保护区溃堤及漫堤洪水演进数值模拟面临复杂计算域、河道-防洪保护区洪水耦合作用等问题,建立了基于侧向联解的一维-二维耦合水动力学模型。通过构造并求解Riemann问题实现一维-二维模型耦合,有效克服了基于堰流公式的传统方法... 针对防洪保护区溃堤及漫堤洪水演进数值模拟面临复杂计算域、河道-防洪保护区洪水耦合作用等问题,建立了基于侧向联解的一维-二维耦合水动力学模型。通过构造并求解Riemann问题实现一维-二维模型耦合,有效克服了基于堰流公式的传统方法难以处理模型间动量交换的缺点,也避免了堰流公式中流量系数选取的不确定性;提出了时间步长自适应匹配方法,解决了一维模型和二维模型时间步长不一致问题。算例研究表明,该模型可有效模拟河道-防洪保护区耦合系统中漫堤洪水和具有任意溃口形状的溃堤洪水演进过程,具有较好的推广应用价值。 展开更多

关键词 防洪保护区 一维-二维耦合 水动力学模型 洪水演进 数值模拟

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京津冀地区水-经济-生态系统耦合协调发展模拟 被引量：11

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作者 王富强 张蒙 +2 位作者 吕素冰 赵衡 应卓晖 《南水北调与水利科技（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期218-232,共15页

针对京津冀地区水资源、经济社会和生态环境系统未来可能面临的失衡失稳问题,构建水-经济-生态系统动力学模拟模型,设置开源节流、发展经济、保护环境等5种情景方案,预测京津冀地区水资源、经济社会和生态环境系统指标发展趋势,运用耦... 针对京津冀地区水资源、经济社会和生态环境系统未来可能面临的失衡失稳问题,构建水-经济-生态系统动力学模拟模型,设置开源节流、发展经济、保护环境等5种情景方案,预测京津冀地区水资源、经济社会和生态环境系统指标发展趋势,运用耦合协调度模型模拟京津冀地区2020—2035年不同情景下耦合协调发展趋势。结果表明:2020—2035年5种情景下北京、天津和河北水-经济-生态系统耦合协调度均呈上升趋势,其中延续现状型耦合协调度均最低,开源节流型、发展经济型和保护环境型次之,综合协调型均最高。说明在维持现状发展条件下,京津冀水-经济-生态系统耦合协调发展程度略有增加但变化较小,只有在节约用水和发展经济的同时充分考虑环境保护才能促进区域协调发展;2035年延续现状情景下北京、天津和河北耦合协调发展水平均属于中级耦合协调型,综合协调情景下北京和天津耦合协调发展属于良好耦合协调型,河北省经济发展相对滞后导致耦合协调发展缓慢,仍属于中级耦合协调型,未来应注重京津冀一体化发展。研究可为京津冀地区协调可持续发展提供参考依据。 展开更多

关键词 水-经济-生态系统 系统动力学 耦合协调度模型 发展趋势模拟 京津冀地区

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金沙江下游-三峡梯级水库水文预报技术及应用 被引量：3

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作者 赵建华 舒卫民 王文军 《人民长江》 北大核心 2022年第S02期52-58,共7页

简要回顾了三峡水利枢纽梯级调度通信中心(三峡梯调)成立20 a以来的水文预报技术的发展历程,系统阐述了各发展阶段的情况,并总结概括了20 a来所取得的一些预报技术创新成果。研究包括:(1)综合气象水文预报技术的发展程度、预见期的尺度... 简要回顾了三峡水利枢纽梯级调度通信中心(三峡梯调)成立20 a以来的水文预报技术的发展历程,系统阐述了各发展阶段的情况,并总结概括了20 a来所取得的一些预报技术创新成果。研究包括:(1)综合气象水文预报技术的发展程度、预见期的尺度、预报的范围等要素,将三峡梯调水文预报技术发展历程分为4个阶段,并对各阶段的特点、阶段间的发展与联系做阐述;(2)总结概括了三峡梯调水文预报实践过程中的创新性研究及应用;(3)结合实际业务中存在的问题、未来发展面临的挑战以及水文预报技术发展的趋势,对三峡梯调未来水文预报技术的发展趋势作出分析。研究成果可为水文预报技术发展提供参考。 展开更多

关键词 水文预报技术 分布式水文模型 水文-水动力耦合模型 集合概率预报 三峡梯调

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弹性发射系统的动力学特性仿真分析 被引量：1

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作者 段浩 胡宗武 +1 位作者 杨石 黎佑铭 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第8期1082-1085,1090,共5页

基于弹性发射系统动力学模型 ,对以膨胀橡胶曲面的收缩释能过程为代表的系统弹性动力学特性进行了深入分析 .采用逆解法解决了系统的弹性面 -水流体耦合的动力学求解问题 .利用某特种橡胶材料模量试验数据以及已知的有关参数值 ,通过动... 基于弹性发射系统动力学模型 ,对以膨胀橡胶曲面的收缩释能过程为代表的系统弹性动力学特性进行了深入分析 .采用逆解法解决了系统的弹性面 -水流体耦合的动力学求解问题 .利用某特种橡胶材料模量试验数据以及已知的有关参数值 ,通过动力学模型的仿真得出以载体出管速度为代表的系统主要性能指标的估计 .同时探讨了参数的变化对系统主要性能的影响程度 .结果表明 ,弹性发射性能优良 。 展开更多

关键词 弹性发射系统 动力学特性 仿真分析 弹性动力学模型 弹性面-水流体耦合 水下发射技术

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不同降雨情景下城市内涝风险研究——以兰州市某区域为例

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作者 陈金林 赵雨荷 +2 位作者 李鑫 任小虎 李一哲 《灾害学》 北大核心 2025年第4期62-70,共9页

近年来,西北地区受极端气候影响,降水量骤增,城市排水管径不足,导致内涝问题严峻。该文以兰州市五一山—兰山流域为研究区域,依据兰州市2017—2023年历史降雨数据,设计了5种短历时降雨和3场典型长历时降雨场景,采用水文-水动力学耦合法... 近年来,西北地区受极端气候影响,降水量骤增,城市排水管径不足,导致内涝问题严峻。该文以兰州市五一山—兰山流域为研究区域,依据兰州市2017—2023年历史降雨数据,设计了5种短历时降雨和3场典型长历时降雨场景,采用水文-水动力学耦合法建立城市雨洪模型,综合模拟检查井、排水管段、河道及排洪道等多重排水系统的响应特征。结果表明,在短历时降雨时,检查井平均超载时长约1 h,随着重现期P由1 a增至20 a,排水受阻时间超过0.5 h的管段比例从2.01%(P=1a)骤增至24.83%(P=20a)。当重现期达到10 a时,研究区开始出现道路积水。而长历时降雨时,检查井超载节点比例不足5%,管网排水与河道泄洪能力较强,内涝风险较低。 展开更多

关键词 城市内涝 水文-水动力学耦合法 降雨设计 排洪道 城市排水管网

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气候变化对水循环与水资源的影响研究综述 被引量：185

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作者 李峰平 章光新 董李勤 《地理科学》 CSCD 北大核心 2013年第4期457-464,共8页

以全球变暖为主的气候变化已成为当前世界最重要的环境问题之一。气候变化对水循环与水资源影响的研究越来越引起国内外学者的的高度关注和重视。简要回顾了国内外气候变化对水文水资源影响研究的发展历程,着重论述了目前气候变化对水... 以全球变暖为主的气候变化已成为当前世界最重要的环境问题之一。气候变化对水循环与水资源影响的研究越来越引起国内外学者的的高度关注和重视。简要回顾了国内外气候变化对水文水资源影响研究的发展历程,着重论述了目前气候变化对水文水资源影响的重点研究领域:水循环要素变化的检测与归因分析、气候变化与人类活动对水循环与水资源影响的定量评估、未来气候变化情景下水循环与水资源的演变趋势预估、气候变化对极端水文事件的影响研究和应对气候变化的水资源适应性管理策略;并介绍了气候变化对水文水资源影响研究中的气候变化情景、水文模拟及陆-气模型耦合等重要技术手段。最后,针对目前研究中存在的问题及薄弱环节,提出未来研究的发展趋势和亟需解决的关键问题。 展开更多

关键词 气候变化 水循环与水资源 气候变化情景 水文模拟 陆-气模型耦合

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太湖流域超标特大洪水风险预警系统建设及应用 被引量：19

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作者 吴娟 林荷娟 +3 位作者 姜桂花 季海萍 刘敏 杜诗蕾 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期164-170,共7页

为做好超标洪水调度、保障流域防洪安全,开发建设了由基于水文水动力学耦合的超警超保风险区域预警模型与基于水文学法的洪水淹涝风险快速评估模型共同组成的超标特大洪水风险预警系统,该系统在太湖流域预报调度一体化系统中通过智能交... 为做好超标洪水调度、保障流域防洪安全,开发建设了由基于水文水动力学耦合的超警超保风险区域预警模型与基于水文学法的洪水淹涝风险快速评估模型共同组成的超标特大洪水风险预警系统,该系统在太湖流域预报调度一体化系统中通过智能交互方式进行模型与系统的紧密集成,实现了预报调度成果的可视化。基于水利一张图的超警超保与淹涝动态展示,实现了预报产品从点到面、从常规预报到影响预测的突破,以及洪水风险由静态评估向实时快速动态分析的转变。应用结果表明:系统在2020年太湖流域性大洪水中累计发布超警超保风险提示39期、洪水淹涝风险评估4期,预测结果与实际基本一致,为科学调度防御超标洪水提供了技术支撑,避免了江苏省苏州市3万多的人员转移,有力保障了太湖流域防洪安全。 展开更多

关键词 洪水风险预警系统 洪水预报 水文水动力学耦合模型 太湖流域

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