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土石坝和堰塞坝溃决机理与溃坝数学模型研究进展
陈生水;陈祖煜;钟启明;土石坝溃坝机理与溃坝数学模型研究对于预测溃坝洪水致灾过程和致灾后果具有重要的意义。为此,概要介绍了国内外在土石坝溃决机理与溃坝过程数学模型方面的研究进展,特别是笔者研究团队近年来在该领域的最新研究成果,表明以笔者研究团队为代表的国内专家学者,在高土石坝溃坝离心模型试验技术,高心墙坝、面板坝及堰塞坝溃决机理和溃坝过程模拟理论研究方面走在了世界前列。但在土石坝溃坝过程模拟计算机软件的通用性以及溃坝致灾过程的可视化技术方面与欧美国家相比,仍有相当大的差距。建议今后应加大精细模拟高心墙坝、高面板坝溃坝过程数学模型的研究力度,注重可视化技术在溃坝过程模拟中的应用,加快研制通用性友好,能精细模拟土石坝溃坝及其致灾过程的可视化计算机软件。
ArcGis9.0中基于DEM的水文信息提取方法
张超;郑钧;张尚弘;王兴奎;文中详细介绍了ArcG is 9.0中的水文分析工具箱的使用方法,包括从原始DEM数据提取河网的步骤、应注意的问题,DEM数据的快速裁剪,不同精度DEM数据拼接的方法和技巧。
生态河岸带的概念及功能
夏继红;严忠民;生态河岸带是以自然为主导的,能够维持物种多样性、减少对资源的剥夺、维护生态系统的动态平衡,对提高系统的自我调节、自我修复能力、改善人类生活环境等方面具有重要的意义。生态河岸带具有结构稳定性、景观适宜性、生态健康性以及生态安全性等特征。生态河岸带是一个非常重要的生态系统,它具有自然保护功能、社会保护功能以及休闲娱乐功能。根据其功能的差异,从纵向和横向上,可以将生态河岸带分成不同的功能区域。
生态水文耦合研究进展
杨舒媛;严登华;李扬;胡东来;俞烜;张明珠;在明确生态水文学概念及其发展过程的基础上,重点阐述了生态水文耦合的研究进展,探讨了目前生态水文耦合研究存在的关键性问题,即生态水文研究内容和范围纷繁复杂,尚没有一套完整的理论体系。尺度转化是解决生态水文耦合的关键;生态水文学的机理探索是解决紧密耦合的基础;实现生态水文的紧密耦合是生态水文耦合研究的终极目标。文中还探寻并阐述了解决生态水文耦合模型的切入点,即物理参数传递和树木年轮法等。
基于多源数据机器学习的区域水质预测方法研究
李雪清;郑航;刘悦忆;万文华;随着社会经济快速发展和水资源系统复杂性的日益增强,我国水环境质量的演变逐渐呈现跨区域、多因素耦合影响的特点。围绕大空间范围的水质预测问题,针对传统水质预测方法中对水文、气象及社会经济多因素考虑的不足,以广东省31个水质监测站在2008年到2016年间每周的水质等级数据为训练样本,选取降雨、蒸发和气温等气象指标以及GDP、总人口数、人口密度等社会经济指标为预测参数,运用支持向量机、决策树以及人工神经网络等机器学习技术,建立区域水质等级的预测模型。结果表明,机器学习方法可融合气象和社会经济等多源的、不同时空尺度的数据,对水质等级进行预测。其中,基于随机森林的预测模型表现性能最佳,预测准确率达到77.11%;基于支持向量机的预测模型次之,预测准确率达到74.99%。与现有的水质预测方法相比,该方法的计算速度快、不需要提取数据的统计特征、操作简单、能够分析社会经济因素对水质的影响,更容易在水环境治理中使用。
台风大风暴雨复合致灾的灾害风险评估研究：以福州市为例
高鹏举;周翔;郑玉烽;郝晓博;陈莹;严勰;高路;【目的】科学评估灾害风险对提升区域灾害防御能力、针对性地制定防灾抗灾减灾措施具有重要意义。【方法】以福州市为例，基于地面气象观测资料、历史台风灾害数据，以及1 km网格的人口、经济、建筑物等承灾体调查数据，运用Copula函数和风险矩阵模型，综合评估不同重现期情景下台风大风和台风暴雨复合致灾风险。【结果】结果表明：(1)千年一遇情景下，闽清县风雨设计值最小，复合重现期对应设计值为26.03 m/s与463.72 mm;罗源县和长乐区复合重现期对应设计值最大，分别为57.78 m/s、1 173.87 mm与65.42 m/s、1 094.27 mm。(2)随着重现期水平提高，致灾因子危险性自东部沿海向西部山区增大。承灾体中高、高脆弱性地区主要分布于福州市主城区以及东南临海乡镇，与人口、经济和建筑物的集中度密切相关。(3)福州市台风灾害风险大致呈“东高西低”格局，随着重现期水平提高，灾害风险由东北、东南部沿海向内陆地区提高，福州市主城区、长乐区、罗源县、福清市风险高于其余地区。(4)极端灾害条件下(如千年一遇),中高、高风险区主要位于福州市东北、东南部与主城区，占全市总面积的34.5%。【结论】福州市台风灾害风险大致呈“东高西低”格局，随着重现期水平提高，灾害风险由东北、东南部沿海向内陆地区提高，极端灾害条件下(如千年一遇),中高、高风险区主要位于福州市东北、东南部与主城区。
基于MIKE21模型的普者黑湖水环境数值模拟研究
孙磊;马巍;蔡昕;班静雅;齐德轩;普者黑湖是云南石漠化地区喀斯特地貌岩溶湖的典型代表。近年来,受渔场养殖、民俗旅游及农业面源污染等影响,湖泊水质污染问题日益凸显,在流域水文水质监测资料十分匮乏的条件下,水环境数值模拟研究对于预防普者黑湖水质污染具有重要意义。基于污染源调查、水质监测与水文数据资料,构建了MIKE21模型的普者黑湖平面二维水动力与水质模型,模拟分析了普者黑湖湖流形态、环流结构及入湖污染物在湖区内迁移扩散状况,揭示普者黑湖水动力特性及入湖污染物的迁移扩散规律。结果表明:(1)普者黑湖整体上自西北向东南呈单一流向明显,环流较多,上游平均流速为0.3～0.7 cm/s,呈现出条带形河流的特征,中游平均流速为0.4～0.9 cm/s,流速较大,中小型环流较多,下游整体呈现湖泊型特征;(2)受入湖河流水质较差、临湖密集村落及农业灌溉退水的影响,普者黑湖水质整体呈现出上游高—中游高—下游稍低的空间分布格局,雨季污染物浓度明显大于旱季的时间变化规律。
基于Cesium的WebGIS流域虚拟场景搭建
乐世华;张煦;张尚弘;肖晓春;张卫君;王翔;为了在Web端更直观展示三维数字流域可视化信息,结合广泛运用于实际工程项目的倾斜摄影技术、BIM模型、WebGL可视化等前沿热点技术,介绍了基于地图引擎Cesium搭建流域虚拟可视化场景环境的方法。Cesium是一个基于WebGL的开源三维地图引擎,它解决了传统插件式Web三维虚拟场景兼容性差的问题,实现跨平台三维流域信息Web端流畅加载。采用Java Script与WebGL为开发语言,基于B/S架构,采用缓存下载、切片技术实现地形与影像的集成加载;采用3DMAX、Revit、Super Map iDesktop等工具实现倾斜摄影模型与精细模型的转换与集成加载;采用nginx反向代理,Ajax异步调用技术实现水情信息的集成可视化;最后达到了流域多种信息集成显示的效果,对基于Web的流域仿真具有较好的参考价值。为流域模拟仿真WebGIS平台探索了快速智能的搭建方案。
透视突发事件应急管理碎片化及其综合治理
谌舟颖;孔锋;【目的】随着风险社会和“人类世”的到来，突发事件的发生概率大大增加，应急管理服务水平正变得愈发重要。应急管理服务水平关乎着人民群众的切身利益，然而普遍存在的应急管理碎片化问题严重制约着应急管理效力的发挥，因此，亟待对应急管理碎片化问题开展系统化研究。【方法】采用文献研究法，综述了已有碎片化研究成果，梳理分析了应急管理碎片化的表现及原因，提出了突发事件应急管理碎片化理论框架及治理路径。【结果】研究发现：(1)应急碎片化是多方面原因构成的，包括应急组织设计碎片化、应急制度碎片化、应急主客体碎片化、应急信息碎片化、应急资源碎片化与应急价值文化碎片化。(2)应急权责部门化与分离化、应急制度断裂、缺乏衔接是应急碎片化根源，资源和信息传递滞后及失败是直接原因。【结论】解决应急碎片化的路径包括机构重组、高位协调、构建多元应急治理模式、应急沟通协调制度精细化及激励制度协作化、加强应急培训、搭建应急信息指挥平台等。研究成果对促进应急碎片化研究具有重要意义，可为应急管理机构和决策职能改革提供参考。
基于精细化水动力模型的城市内涝特征分析及风险评估
任汉承;刘舒;谢每超;郝晓丽;吴必朗;张红萍;胡昌伟;王慧颖;彭锋;沈豪;南永天;伴随着气候变化和城市化进程，城市水文循环发生了显著变化。为了精细刻画暴雨条件下的城市洪涝问题，以巢湖市典型城区为研究区，构建具有物理机制的全过程分布式水文水动力洪涝模型，以巢湖市10 a、20 a、50 a、100 a一遇的设计暴雨以及迁移郑州“7·20”暴雨作为输入条件，模拟不同工况下巢湖市洪涝淹没风险情况。研究表明：(1)研究区内风险等级为蓝Ⅳ级的面积占比超过研究区域的26%,在不超过10a一遇降雨条件下，现有的泵排工程能满足排水需求；(2)在4种设计暴雨情境下研究区内有8个点呈现较大内涝风险，而在迁移郑州“7·20”降雨条件下，全研究区将发生严重的洪涝；(3)在4种设计暴雨情境下，精细化水动力模型和SWMM比较结果相近，而在郑州“7·20”级别的极端暴雨情境下，精细化水动力模型由于模型机制，结果优于SWMM模型。