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基于图论的抚河流域水资源多目标空间优化配置研究
被引量：
7
1
作者
张晓祥
葛星
+5 位作者
黄诚
任立良
王船海
平其俊
殷国强
张飞
《水利水电技术（中英文）》
北大核心
2021年第2期21-29,共9页
水资源空间优化配置研究对于保障区域水资源可持续与合理高效利用具有重要意义。针对江西省抚河流域降雨时空不均和开发利用过度所造成的水资源短缺现状,利用多目标空间优化的建模思想研究该流域水资源优化配置问题。通过对抚河流域系...
水资源空间优化配置研究对于保障区域水资源可持续与合理高效利用具有重要意义。针对江西省抚河流域降雨时空不均和开发利用过度所造成的水资源短缺现状,利用多目标空间优化的建模思想研究该流域水资源优化配置问题。通过对抚河流域系统进行概化,构建流域网络模型,考虑经济、社会和环境影响从而设置三个相应的目标函数,并根据流域特点及节点设置列出模型的约束条件,建立基于图论的抚河流域水资源多目标空间优化配置模型。在流域现状年和规划年供需平衡分析的基础上,确定以流域较为缺水的95%来水频率下的供需水量作为优化配置基准,进行折衷规划算法(CP模型)求解,得到抚河流域各县(区)水资源优化配置结果,基本满足各县(区)需水条件,验证了模型的可行性与实用性。
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关键词
流域网络模型
水资源配置
空间优化
多目标模型
抚河流域
优化调度
数值模拟
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职称材料
基于K-means聚类与集成学习算法的小流域山洪灾害易发性评估
被引量：
4
2
作者
管筝
印涌强
+1 位作者
张晓祥
陈跃红
《应用科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期388-404,共17页
为了更好地分析空间异质性对山洪灾害易发性评估的影响,建立了基于K-means聚类与集成学习算法的小流域山洪灾害易发性评估模型。首先,选取中国江西省12338个小流域为研究区,对各时段不同频率降雨量指标进行K-means聚类。其次,以误差平...
为了更好地分析空间异质性对山洪灾害易发性评估的影响,建立了基于K-means聚类与集成学习算法的小流域山洪灾害易发性评估模型。首先,选取中国江西省12338个小流域为研究区,对各时段不同频率降雨量指标进行K-means聚类。其次,以误差平方和与平均轮廓系数为聚类效果评价指标,将小流域分为2个类内聚集、类外分散的子集。最后,针对不同子集,从几何特征、环境特征以及降水特征3个方面选取平均坡度、形心高程、形状系数、最长汇流路径比降、地形湿度指数、归一化植被指数、距离河流最近距离、降雨量、洪峰模数以及汇流时间10个山洪影响因素,应用自适应增强算法与极致梯度提升算法进行山洪灾害易发性评估。研究发现,降水是导致山洪灾害的重要因素,江西省高降水区域山洪灾害易发程度普遍高于低降水区,同时省内高风险区分布较为分散,主要分布在东北区域与西北边缘区域。对聚类后两类相似小流域分别进行山洪易发性评估,接受者操作特征曲线下面积值均在0.90以上,精度较聚类前有所提高。聚类策略作为易发性评估模型的前驱过程,可以有效解决小流域异质性问题。
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关键词
空间异质性
K-MEANS聚类
集成学习
自适应增强
极致梯度提升
山洪灾害
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职称材料
基于SWMM模型及GIS技术的城市雨洪调控情景模拟——以镇江市城区为例
被引量：
12
3
作者
黄诚
张晓祥
+1 位作者
韩炜
刘昌军
《人民长江》
北大核心
2022年第4期31-36,共6页
为解决城市区域在发生暴雨后的内涝问题和探讨低影响开发(LID)措施对城市雨洪的调控效果,选取近年内涝频发的镇江市老城区作为研究区域,采用SWMM模型构建该地区排水系统模型,模拟了符合当地防洪标准的30 a一遇暴雨条件下管网系统运行情...
为解决城市区域在发生暴雨后的内涝问题和探讨低影响开发(LID)措施对城市雨洪的调控效果,选取近年内涝频发的镇江市老城区作为研究区域,采用SWMM模型构建该地区排水系统模型,模拟了符合当地防洪标准的30 a一遇暴雨条件下管网系统运行情况;然后,以淹没较为严重的汇水区为研究对象,布设4种LID措施及不同组合模拟8种情景下径流控制情况;最后,在基于遥感技术提取的建筑物屋顶上随机布设20%,50%,80%的绿色屋顶设施(GR),从空间尺度对比汇水区径流系数对不同比例LID措施的响应。结果表明:(1)在遭遇30 a一遇暴雨情景下,研究区内超过半数的节点和管网发生溢流或超载现象。(2) LID措施对控制城市雨洪有较好的效果,以S424汇水区为例,在径流量控制效果上,透水铺装>LID组合>绿色屋顶>雨水花园;在洪峰流量削减率上,透水铺装和雨水花园效果较好。(3)随着LID措施布设比例的增加,控制径流的效果越来越好,当区域内随机布设80%的绿色屋顶后,汇水区平均径流系数Ψ缩减60.39%。LID设计方案对海绵城市雨洪调控效果明显,可为当地内涝治理提供参考。
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关键词
雨洪调控
情景模拟
低影响开发
SWMM模型
GIS
海绵城市
镇江市
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职称材料
题名
基于图论的抚河流域水资源多目标空间优化配置研究
被引量：
7
1
作者
张晓祥
葛星
黄诚
任立良
王船海
平其俊
殷国强
张飞
机构
河海大学
水文水资源学院
河海大学地理空间智能与流域科学研究中心
江西省水利厅
江西省水文局
出处
《水利水电技术（中英文）》
北大核心
2021年第2期21-29,共9页
基金
国家重点研发计划资助项目(2016YFA0601501,2018YFC1508201)
中央高校基本科研业务费项目(B200204029)。
文摘
水资源空间优化配置研究对于保障区域水资源可持续与合理高效利用具有重要意义。针对江西省抚河流域降雨时空不均和开发利用过度所造成的水资源短缺现状,利用多目标空间优化的建模思想研究该流域水资源优化配置问题。通过对抚河流域系统进行概化,构建流域网络模型,考虑经济、社会和环境影响从而设置三个相应的目标函数,并根据流域特点及节点设置列出模型的约束条件,建立基于图论的抚河流域水资源多目标空间优化配置模型。在流域现状年和规划年供需平衡分析的基础上,确定以流域较为缺水的95%来水频率下的供需水量作为优化配置基准,进行折衷规划算法(CP模型)求解,得到抚河流域各县(区)水资源优化配置结果,基本满足各县(区)需水条件,验证了模型的可行性与实用性。
关键词
流域网络模型
水资源配置
空间优化
多目标模型
抚河流域
优化调度
数值模拟
Keywords
basin network model
water resources allocation
spatial optimization
multi-objective model
Fuhe River Watershed
optimal scheduling
numerical simulation
分类号
P333 [天文地球—水文科学]
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职称材料
题名
基于K-means聚类与集成学习算法的小流域山洪灾害易发性评估
被引量：
4
2
作者
管筝
印涌强
张晓祥
陈跃红
机构
河海大学
水文水资源学院
河海大学地理空间智能与流域科学研究中心
出处
《应用科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期388-404,共17页
基金
国家重点研发计划项目(No.2023YFC3006701)资助。
文摘
为了更好地分析空间异质性对山洪灾害易发性评估的影响,建立了基于K-means聚类与集成学习算法的小流域山洪灾害易发性评估模型。首先,选取中国江西省12338个小流域为研究区,对各时段不同频率降雨量指标进行K-means聚类。其次,以误差平方和与平均轮廓系数为聚类效果评价指标,将小流域分为2个类内聚集、类外分散的子集。最后,针对不同子集,从几何特征、环境特征以及降水特征3个方面选取平均坡度、形心高程、形状系数、最长汇流路径比降、地形湿度指数、归一化植被指数、距离河流最近距离、降雨量、洪峰模数以及汇流时间10个山洪影响因素,应用自适应增强算法与极致梯度提升算法进行山洪灾害易发性评估。研究发现,降水是导致山洪灾害的重要因素,江西省高降水区域山洪灾害易发程度普遍高于低降水区,同时省内高风险区分布较为分散,主要分布在东北区域与西北边缘区域。对聚类后两类相似小流域分别进行山洪易发性评估,接受者操作特征曲线下面积值均在0.90以上,精度较聚类前有所提高。聚类策略作为易发性评估模型的前驱过程,可以有效解决小流域异质性问题。
关键词
空间异质性
K-MEANS聚类
集成学习
自适应增强
极致梯度提升
山洪灾害
Keywords
spatial heterogeneity
K-means clustering
ensemble learning
adaptive boosting(AdaBoost)
eXtreme gradient boosting(XGBoost)
flash floods disaster
分类号
P208 [天文地球—地图制图学与地理信息工程]
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职称材料
题名
基于SWMM模型及GIS技术的城市雨洪调控情景模拟——以镇江市城区为例
被引量：
12
3
作者
黄诚
张晓祥
韩炜
刘昌军
机构
河海大学
水文水资源学院
河海大学地理空间智能与流域科学研究中心
河海大学
地理
信息
科学
与工程
研究
所
水利部防洪抗旱减灾工程技术
研究
中心
中国水利水电
科学
研究
院防洪抗旱减灾
研究
中心
出处
《人民长江》
北大核心
2022年第4期31-36,共6页
基金
国家重点研发计划项目(2019YFC1510600)。
文摘
为解决城市区域在发生暴雨后的内涝问题和探讨低影响开发(LID)措施对城市雨洪的调控效果,选取近年内涝频发的镇江市老城区作为研究区域,采用SWMM模型构建该地区排水系统模型,模拟了符合当地防洪标准的30 a一遇暴雨条件下管网系统运行情况;然后,以淹没较为严重的汇水区为研究对象,布设4种LID措施及不同组合模拟8种情景下径流控制情况;最后,在基于遥感技术提取的建筑物屋顶上随机布设20%,50%,80%的绿色屋顶设施(GR),从空间尺度对比汇水区径流系数对不同比例LID措施的响应。结果表明:(1)在遭遇30 a一遇暴雨情景下,研究区内超过半数的节点和管网发生溢流或超载现象。(2) LID措施对控制城市雨洪有较好的效果,以S424汇水区为例,在径流量控制效果上,透水铺装>LID组合>绿色屋顶>雨水花园;在洪峰流量削减率上,透水铺装和雨水花园效果较好。(3)随着LID措施布设比例的增加,控制径流的效果越来越好,当区域内随机布设80%的绿色屋顶后,汇水区平均径流系数Ψ缩减60.39%。LID设计方案对海绵城市雨洪调控效果明显,可为当地内涝治理提供参考。
关键词
雨洪调控
情景模拟
低影响开发
SWMM模型
GIS
海绵城市
镇江市
Keywords
stormwater regulation
scenarios simulation
low impact development(LID)
SWMM model
GIS
sponge city
Zhenjiang City
分类号
K909 [历史地理—人文地理学]
TU992 [建筑科学—市政工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于图论的抚河流域水资源多目标空间优化配置研究
张晓祥
葛星
黄诚
任立良
王船海
平其俊
殷国强
张飞
《水利水电技术（中英文）》
北大核心
2021
7
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下载PDF
职称材料
2
基于K-means聚类与集成学习算法的小流域山洪灾害易发性评估
管筝
印涌强
张晓祥
陈跃红
《应用科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于SWMM模型及GIS技术的城市雨洪调控情景模拟——以镇江市城区为例
黄诚
张晓祥
韩炜
刘昌军
《人民长江》
北大核心
2022
12
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职称材料
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