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河网地区洪水预报模型开发及在长江下游地区的应用
1
作者 陈钢 赵艳红 +2 位作者 王晓书 陈秋实 王船海 《中国防汛抗旱》 2024年第3期8-15,共8页
平原水网地区的洪水预报一直是水文学科的难点问题,尤其受人类活动影响剧烈。为了更好地模拟流域水文循环过程,解决工程实际应用中的挑战,提出了一种新颖的分布式架构水文模型。该模型具有分布式特征,能够根据流域特征和需求灵活选择最... 平原水网地区的洪水预报一直是水文学科的难点问题,尤其受人类活动影响剧烈。为了更好地模拟流域水文循环过程,解决工程实际应用中的挑战,提出了一种新颖的分布式架构水文模型。该模型具有分布式特征,能够根据流域特征和需求灵活选择最合适的水文特征单元进行组合,从而支持对不同水文特征单元精确化、理论化的研究。为了实现实时预报功能,还研发了数据库耦合技术、大型河网实时校正技术及水利工程调度技术。在此基础上,应用分布式架构思想建立了太湖流域模型,对其进行了概化处理,并选取2016年实况数据对模型参数进行了率定。通过对太湖水位1 d、2 d、3 d预见期的实时预报,计算成果基本能够反映平原水网地区太湖流域的水流运动实际状况。综合而言,该分布式架构水文模型方法不仅在科学性上得到验证,而且在实现技术上具有可行性,成功地解决了从理念到现实的应用实践问题,为平原水网地区洪水预报提供了新的思路和方法。 展开更多
关键词 河网地区 洪水预报 水文模型 分布式架构
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基于马斯京根参数K、X的等效河道计算方法研究 被引量：1
2
作者 王船海 俞悦 +3 位作者 吴金宁 陈钢 马腾飞 曾贤敏 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期1257-1265,共9页
河道汇流演算本质上属于水力学问题,为了简便计算发展了一系列的水文学方法,马斯京根法便是其中最经典的方法之一。本文基于马斯京根法中的参数K、X,与特征河长相结合,构建了不同类型的等效河道(矩形、抛物线型)断面下河宽、河道比降和... 河道汇流演算本质上属于水力学问题,为了简便计算发展了一系列的水文学方法,马斯京根法便是其中最经典的方法之一。本文基于马斯京根法中的参数K、X,与特征河长相结合,构建了不同类型的等效河道(矩形、抛物线型)断面下河宽、河道比降和最大水深的计算公式,并在实例中模拟出河道各断面不同时刻的水位、流速、流量等信息。通过在实际河道中验证,结果表明,该方法实现了河道大断面资料的扩充,且具有较高的精度,改进了传统的水文学河道汇流计算模式。该方法将传统水文方法与水动力方法结合起来,有利于实现少资料地区水位、流速过程模拟,为传统的马斯京根法转换为水动力模型计算提供新方法。 展开更多
关键词 马斯京根参数 河道汇流 等效河道 水文水动力
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三峡区间入库洪水实时预报系统研究 被引量：32
3
作者 王船海 郭丽君 +1 位作者 芮孝芳 孔凡哲 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期677-681,共5页
三峡区间的数字流域水系模型采用基于格网型的数字高程模型坡面流模拟方法和处理"洼地"的最短流程法构建,并以新安江模型为基础建立具有诸多特点的三峡区间流域水文模型;以水动力学理论为基础建立考虑水利工程影响的河川型水... 三峡区间的数字流域水系模型采用基于格网型的数字高程模型坡面流模拟方法和处理"洼地"的最短流程法构建,并以新安江模型为基础建立具有诸多特点的三峡区间流域水文模型;以水动力学理论为基础建立考虑水利工程影响的河川型水库洪水演进模型,并实现这两者的有机耦合。在GIS平台上,将三峡区间流域水文模型、库区洪水演进模型和流域水系生成模型在底层集成,研制了功能先进和完善的三峡水库实时洪水预报系统。该系统已安装在三峡总公司梯级水库调度中心,投入试运行。 展开更多
关键词 三峡工程 入库水量 洪水演算模型 地理信息系统 洪水预报 水库调度
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基于平原区野外观测的土壤水分特征曲线推求与应用
4
作者 陈钢 张娉楠 +4 位作者 王小锋 王船海 李宥霖 俞悦 翟月 《水文》 CSCD 北大核心 2023年第6期20-27,共8页
为研究湿润平原区非饱和带土壤水分特征曲线以及土壤水分运动规律,探究其对区域水循环过程的影响,本研究在我国太湖流域平原区金坛野外试验基地进行了降雨量、蒸发量、土壤含水量、水势、地下水埋深等连续监测。基于水文数据深入分析了... 为研究湿润平原区非饱和带土壤水分特征曲线以及土壤水分运动规律,探究其对区域水循环过程的影响,本研究在我国太湖流域平原区金坛野外试验基地进行了降雨量、蒸发量、土壤含水量、水势、地下水埋深等连续监测。基于水文数据深入分析了土壤水动态变化,结果表明地表以下0~0.4 m深度的土层是土壤水分变化最频繁剧烈的地带。采用VG模型反演出基于野外实测数据的土壤水分特征曲线(SWCC)参数并与实验室得到结果相对比,并利用反演得到的土壤水分特征曲线对典型降水事件进行数值模拟。研究表明基于野外数据的土壤水运动模拟效果更优,较好地验证了野外观测曲线模型的精度与可靠性,为太湖流域平原区土壤水运动和产流计算提供了可靠的理论依据。 展开更多
关键词 平原区 非饱和带 土壤水分特征曲线 数值反演 土壤水运动模拟
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平原区产汇流模拟 被引量：42
5
作者 王船海 王娟 +1 位作者 程文辉 朱琰 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期627-632,共6页
针对平原区下垫面多样变化和在分区内分布不均匀的特点,将平原区分解为水面、水田、旱地与城镇建设用地4种下垫面,分别采用不同的产流模型,根据圩区内外不同的汇流特性,分别采用不同的汇流处理模式.以太湖流域为试验区进行检验,结果表... 针对平原区下垫面多样变化和在分区内分布不均匀的特点,将平原区分解为水面、水田、旱地与城镇建设用地4种下垫面,分别采用不同的产流模型,根据圩区内外不同的汇流特性,分别采用不同的汇流处理模式.以太湖流域为试验区进行检验,结果表明了该模拟方法的可行性和有效性. 展开更多
关键词 产汇流 平原区 圩区 河网多边形
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河道型水库动库容在实时洪水调度中的影响 被引量：18
6
作者 王船海 南岚 李光炽 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2004年第5期526-529,共4页
采用水动力学方法建立河道型水库库区洪水演进模型,解决实时洪水调度中的动库容问题.引入动态边界条件的概念,将计算过程分为模拟计算阶段与实时预报调度阶段,在实时洪水调度过程中根据计算的不同阶段采用相应的边界条件.利用河道型水... 采用水动力学方法建立河道型水库库区洪水演进模型,解决实时洪水调度中的动库容问题.引入动态边界条件的概念,将计算过程分为模拟计算阶段与实时预报调度阶段,在实时洪水调度过程中根据计算的不同阶段采用相应的边界条件.利用河道型水库的实际库容(动库容)按静库容曲线反推求得水库的代表水位,根据代表水位准确地计算出水库的动库容.最后以水口水库为例,分析了水库动库容对实时洪水调度的影响. 展开更多
关键词 河道型水库 动库容 水动力学模型 代表水位 动态边界条件
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平原水文实验区(流域)的发展及应用 被引量：5
7
作者 王船海 华文娟 +2 位作者 杨海 向小华 李书建 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期7-15,共9页
通过对国内平原水文实验区(流域)的发展历程进行回顾,与目前国外水文实验区观测水平和研究方向进行简要对比,总结平原水文实验区在研究和应用中取得的主要成果及遇到的问题。以在太湖流域平原的实验研究为例,分析金坛水文实验区的研究... 通过对国内平原水文实验区(流域)的发展历程进行回顾,与目前国外水文实验区观测水平和研究方向进行简要对比,总结平原水文实验区在研究和应用中取得的主要成果及遇到的问题。以在太湖流域平原的实验研究为例,分析金坛水文实验区的研究和建设过程,做出相关展望和提议,以期为未来平原水文实验区(流域)的新建、恢复和扩展提供参考。 展开更多
关键词 水文实验区 水文实验流域 平原区 发展历程 实验区建设 太湖流域 金坛水文实验区 综述
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流域洪水模拟 被引量：55
8
作者 王船海 李光炽 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 1996年第3期44-50,共7页
通过对流域水流运动规律的分析，将流域的水流概化为调蓄单元的零维模拟、河道水流的一维模拟、行洪区水流的二维模拟、联系的处理及无资料径流的处理，对各部分的特点，采用相应的数值方法，统一进行求解，即构成了流域洪水模型．最后... 通过对流域水流运动规律的分析，将流域的水流概化为调蓄单元的零维模拟、河道水流的一维模拟、行洪区水流的二维模拟、联系的处理及无资料径流的处理，对各部分的特点，采用相应的数值方法，统一进行求解，即构成了流域洪水模型．最后以淮河中下游段为试验区，进行了洪水还原计算，结果令人满意。 展开更多
关键词 洪水 矩阵标识法 数值模拟 行蓄洪区
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水文模型与GIS二元结构集成方法与实现 被引量：4
9
作者 王船海 杨勇 +2 位作者 丁贤荣 任立良 张晓祥 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期605-609,共5页
从系统论、解析论两个角度出发,分别剖析水文模型对象与GIS对象二元结构的差异,提出在兼容现有的水文模型与GIS的基础上,以水文模型及其应用需求为主,以GIS为支撑,构建具有相同地理空间、统一数据结构的双对象结构,在双对象结构中引入... 从系统论、解析论两个角度出发,分别剖析水文模型对象与GIS对象二元结构的差异,提出在兼容现有的水文模型与GIS的基础上,以水文模型及其应用需求为主,以GIS为支撑,构建具有相同地理空间、统一数据结构的双对象结构,在双对象结构中引入共享体的概念,解决水文模型对象与GIS对象之间交互效率低的问题,实现了水文模型与GIS更加紧密的集成。 展开更多
关键词 水文模型 GIS 二元结构共享 复杂地理对象 双对象共享体
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河道二维非恒定流场计算方法研究 被引量：16
10
作者 王船海 程文辉 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 1991年第1期10-18,共9页
本文提出了天然河道二维非恒定流速场计算的通用数学模型。该模型克服了天然河道边界形状复杂、长宽尺度相差悬殊以及由于水位波动引起计算边界变化等困难。本文指出了算子分裂法在实用上的局限性,它只适用流态空间变化不剧烈的情况。... 本文提出了天然河道二维非恒定流速场计算的通用数学模型。该模型克服了天然河道边界形状复杂、长宽尺度相差悬殊以及由于水位波动引起计算边界变化等困难。本文指出了算子分裂法在实用上的局限性,它只适用流态空间变化不剧烈的情况。用本文提出的方法对长江口及苏州河口流场进行了计算,计算与实测吻合良好。 展开更多
关键词 河道 非恒定流 二维 流场 计算
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卡尔曼滤波校正技术在水动力学模型实时洪水预报中的应用 被引量：15
11
作者 王船海 吴晓玲 周全 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期300-305,共6页
将卡尔曼滤波技术与水动力学模型实时洪水预报相结合,提出了"交替校正"方法;分别建立水位与流量的状态方程,进行交替滤波计算,较好地解决了滤波计算中不同类型状态量之间共同校正的问题.对长江干流局部河段的实例验证表明,卡... 将卡尔曼滤波技术与水动力学模型实时洪水预报相结合,提出了"交替校正"方法;分别建立水位与流量的状态方程,进行交替滤波计算,较好地解决了滤波计算中不同类型状态量之间共同校正的问题.对长江干流局部河段的实例验证表明,卡尔曼滤波技术应用于单一河道水动力学模型没有破坏模型的稳定性,局部的校正对全河道具有较好的带动作用,说明卡尔曼滤波技术应用到水动力学模型的实时校正中是可行而且有效的. 展开更多
关键词 实时洪水预报 卡尔曼滤波 水动力学模型 “交替校正”方法
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分布式架构水文模型 被引量：9
12
作者 王船海 闫红飞 马腾飞 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期550-555,共6页
为了更好地模拟流域水文循环过程,解决科学研究以及工程实际问题,提出分布式架构水文模型.该模型结构具有分布式特征,水文特征单元概念的引入是模型的精华所在,使得该模型在计算时可以根据流域特征和实际需要采用最合适的模块组合,综合... 为了更好地模拟流域水文循环过程,解决科学研究以及工程实际问题,提出分布式架构水文模型.该模型结构具有分布式特征,水文特征单元概念的引入是模型的精华所在,使得该模型在计算时可以根据流域特征和实际需要采用最合适的模块组合,综合运用已有模型的优秀成果,同时又很好地支持了对某些水文特征单元精确化、理论化的研究.分布式架构水文模型相较于其他水文模型具有更多的优点,是对未来分布式水文模型发展的一种探索. 展开更多
关键词 分布式架构 水文模型 水文特征单元 水文计算单元
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基于卡尔曼滤波技术的河道汇流实时校正 被引量：7
13
作者 王船海 白耀玲 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期181-185,共5页
基于卡尔曼滤波的河道汇流实时校正算法,采用非线性马斯京根矩阵解法,将河道汇流表达为一个时变线性系统,满足了卡尔曼滤波状态空间表达的要求.在进行滤波时,对系统参数矩阵的实时修正减小了河道汇流的非线性对线性滤波的影响.通过对每... 基于卡尔曼滤波的河道汇流实时校正算法,采用非线性马斯京根矩阵解法,将河道汇流表达为一个时变线性系统,满足了卡尔曼滤波状态空间表达的要求.在进行滤波时,对系统参数矩阵的实时修正减小了河道汇流的非线性对线性滤波的影响.通过对每个子流域的“远程”和“本地”卡尔曼滤波校正,使全流域得到了全面合理的校正.提出一种新的模型噪声方差阵和量测噪声方差阵实时统计方法,该统计方法可有效地防止滤波发散现象,提高滤波预报的精度.通过在三峡区间流域上的应用,证明了基于卡尔曼滤波的河道汇流实时校正算法的有效性. 展开更多
关键词 河道汇流 实时校正 卡尔曼滤波 实时统计方法 滤波发散
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通用河网二维水流模拟模式研究 被引量：11
14
作者 王船海 向小华 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期516-522,共7页
通过对流域河网二维水流模拟问题的分析,提出了一个通用化的河网二维模拟概化模式,该模式将河网二维概化为"树状"河道计算单元、"环状"河道计算单元、"十字型"河道计算单元等河网二维基本单元,对这些河... 通过对流域河网二维水流模拟问题的分析,提出了一个通用化的河网二维模拟概化模式,该模式将河网二维概化为"树状"河道计算单元、"环状"河道计算单元、"十字型"河道计算单元等河网二维基本单元,对这些河道计算单元的求解,构建流域型河网一二维耦合模式的求解模型,并由此建立了通用化的河网二维水流数学模型软件系统。通过"树状"河道二维计算单元求解模型的推导与实现,验证了概化模式的可行性,表明该思路可以应用于大型流域河网一、二维水流模拟,具有很好的应用推广价值。 展开更多
关键词 河网 二维水流模型 二维计算单元
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闽江口河网二维潮流数学模型 被引量：9
15
作者 王船海 梁金焰 +2 位作者 林金裕 李光炽 叶燕贻 《台湾海峡》 CAS CSCD 2002年第4期389-399,共11页
应用“河网正交贴体坐标”技术拟合闽江河口多汊道河网 ,将网格控制在河道有效区域内 ,使网格空间步长大大缩小 ,提高了计算的可信度 .应用“矩阵追赶法”和“非线性二维潮流模型”等求解方法 ,很好地模拟了闽江河口复杂的潮流场 ,计算... 应用“河网正交贴体坐标”技术拟合闽江河口多汊道河网 ,将网格控制在河道有效区域内 ,使网格空间步长大大缩小 ,提高了计算的可信度 .应用“矩阵追赶法”和“非线性二维潮流模型”等求解方法 ,很好地模拟了闽江河口复杂的潮流场 ,计算时间步长可长达 1 0min .该数学模型已在闽江口等多个工程中得到应用 ,效果良好 . 展开更多
关键词 数学模型 河网正交贴体坐标 矩阵追赶法 非线性二维潮流模型 闽江口
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GIS中矢量生成线目标缓冲区的实现 被引量：7
16
作者 王船海 陈泰生 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2008年第5期187-189,共3页
基于凸角圆弧法的思想,总结了矢量生成线目标缓冲区的几个核心问题如自相交多边形、缓冲区边界失真、不对称缓冲区的建立以及轴线自相交等,提出了针对不对称缓冲区两端的处理方法以及失真校正的一些相关算法。论述了利用该方法矢量生成... 基于凸角圆弧法的思想,总结了矢量生成线目标缓冲区的几个核心问题如自相交多边形、缓冲区边界失真、不对称缓冲区的建立以及轴线自相交等,提出了针对不对称缓冲区两端的处理方法以及失真校正的一些相关算法。论述了利用该方法矢量生成线目标缓冲区的主要步骤。 展开更多
关键词 缓冲区 凸角圆弧法 失真现象校正 地理信息系统
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行蓄洪区型流域洪水模拟 被引量：18
17
作者 王船海 李光炽 《成都科技大学学报》 CSCD 1995年第2期6-14,共9页
本文建立了行蓄洪区型流域洪水模型．较好地解决了无资料地区径流如何流入干流以及加何将河网—维水流模拟与行蓄洪区二维水流模拟耦合统一求解的问题。模型其有稳定、通用、可移植性等特点。最后以淮河中下游段为试验区．进行了洪水还... 本文建立了行蓄洪区型流域洪水模型．较好地解决了无资料地区径流如何流入干流以及加何将河网—维水流模拟与行蓄洪区二维水流模拟耦合统一求解的问题。模型其有稳定、通用、可移植性等特点。最后以淮河中下游段为试验区．进行了洪水还原计算．结果令人满意。 展开更多
关键词 河网 行蓄洪区 洪水 数值模拟 流域
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Windows环境下河网水流多线程并行计算 被引量：4
18
作者 王船海 曾贤敏 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期30-34,共5页
基于多任务Windows操作系统的线程和事件机制,利用Windows系统API函数创建多个线程,并对共享内存式的多个线程运行互斥与同步实行统一管理,从而实现了河网水流的多线程并行计算.测试结果表明,采用与CPU内核数相同的线程数进行并行计算,... 基于多任务Windows操作系统的线程和事件机制,利用Windows系统API函数创建多个线程,并对共享内存式的多个线程运行互斥与同步实行统一管理,从而实现了河网水流的多线程并行计算.测试结果表明,采用与CPU内核数相同的线程数进行并行计算,可以达到最佳的并行计算效果. 展开更多
关键词 河网水流 WINDOWS环境 并行计算
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基于非充分掺混模式的流域来水组成模型
19
作者 王船海 朱琰 +1 位作者 程文辉 向小华 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期94-98,共5页
针对如何减小数值求解对流输运方程耗散误差的问题,引进断面计算浓度的概念来计算河段平均浓度,提出了非充分掺混模式的有限控制体积法离散对流输运方程的新算法,据此构建了模拟流域内的水源组成以及不同水源在流域内的时空变化情况的... 针对如何减小数值求解对流输运方程耗散误差的问题,引进断面计算浓度的概念来计算河段平均浓度,提出了非充分掺混模式的有限控制体积法离散对流输运方程的新算法,据此构建了模拟流域内的水源组成以及不同水源在流域内的时空变化情况的流域来水组成模型。通过数值试验与具体实例验证,结果表明所提出的非充分掺混模式的新算法可有效地提高流域来水模型的计算精度。 展开更多
关键词 非充分掺混 断面计算浓度 流域来水组成 对流输运方程 有限体积法
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水文信息通用化管理模式研究
20
作者 王船海 虞玉诚 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2005年第6期620-623,共4页
通过讨论传统水文信息管理系统中存在的不足,分析水文信息的特点,采取面向对象的思想,通过站网及测站对象的动态管理、数据库的动态连接器的设置,实现了水文信息通用化管理.
关键词 水文信息通用化管理 面向对象编程 中间件 VC++
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