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基于GAST-SWMM耦合模型的LID设施布设优化
1
作者 贾金睿 同玉 +5 位作者 祁雷 侯精明 刘玉玲 郭静 周庆诗 王添 《中国给水排水》 北大核心 2026年第3期130-136,共7页
以西安市高陵区泾渭镇部分区域为例,采用GAST-SWMM耦合模型进行数值模拟,根据布设原则确定低影响开发(LID)设施面积占比与3种布设方案,开展研究区域雨水系统现状排水能力分析和LID设施布设方案综合比选工作,以实现降低内涝风险的目标。... 以西安市高陵区泾渭镇部分区域为例,采用GAST-SWMM耦合模型进行数值模拟,根据布设原则确定低影响开发(LID)设施面积占比与3种布设方案,开展研究区域雨水系统现状排水能力分析和LID设施布设方案综合比选工作,以实现降低内涝风险的目标。结果表明,研究区域现状雨水系统排水能力不足,在2年一遇降雨条件下,有60.94%的节点和90.00%的管段已超载,积水面积达45.645 4×10^(4)m^(2);提出了3种LID设施布设方案,采用层次分析法从水量调控、经济成本、环境效益3个方面进行综合效益评估,3个方案的综合效益得分分别为0.503 5、0.565 4、0.536 8,因此确定方案二即7%的透水铺装、13%的下沉式绿地、7%的雨水花园为最优方案。 展开更多
关键词 城市内涝 GAST-SWMM耦合模型 雨水系统排水能力 低影响开发设施
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长治市主城区降雨径流污染规律及适宜弃流量模拟研究
2
作者 同玉 李雨哲 +5 位作者 王添 侯精明 栾广学 孙学良 段常慧 高扬 《人民黄河》 北大核心 2026年第2期129-135,共7页
为探究长治市径流污染规律,提出适宜的雨水弃流量建议,以长治市石子河以北区域为研究对象,基于SWMM模型,模拟分析7种重现期、5种雨峰系数、5种降雨历时多种降雨工况下研究区污染物浓度变化,结果表明:不同排口TSS、COD浓度变化存在显著差... 为探究长治市径流污染规律,提出适宜的雨水弃流量建议,以长治市石子河以北区域为研究对象,基于SWMM模型,模拟分析7种重现期、5种雨峰系数、5种降雨历时多种降雨工况下研究区污染物浓度变化,结果表明:不同排口TSS、COD浓度变化存在显著差异,而TP、TN浓度差异不明显;径流污染浓度峰值通常出现在产流后20 min内,衰减主要发生在雨强峰值后15~20 min内,下垫面类型显著影响研究区污染水平,但雨峰位置和降雨历时的改变对于污染物最终稳定浓度无明显影响,绿地径流污染水平显著低于其他类型下垫面;建议将累积降雨量15~35 mm作为长治市初期雨水弃流量,弃流后TSS削减率高于60%。 展开更多
关键词 降雨径流污染 SWMM模型 污染物浓度 弃流量 长治市
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雨潮错峰组合下城市积涝过程特征模拟分析
3
作者 刘亚荣 侯精明 +3 位作者 张荣斌 黄玉 吴新垒 韩颖 《水利水电科技进展》 北大核心 2026年第1期24-31,共8页
为探究沿海城市雨潮叠加对城市积涝过程的影响,采用GAST模型耦合SWMM模型模拟了宁波市海曙区的中心城区在不同组合情景下地表积水特征和管网排水过程。结果表明:积水面积峰值最大组合工况为50 a重现期、高潮位且降雨峰值较潮位峰值提前... 为探究沿海城市雨潮叠加对城市积涝过程的影响,采用GAST模型耦合SWMM模型模拟了宁波市海曙区的中心城区在不同组合情景下地表积水特征和管网排水过程。结果表明:积水面积峰值最大组合工况为50 a重现期、高潮位且降雨峰值较潮位峰值提前的工况,此时积水面积为11.98万km^(2),是最小面积的1.2倍;降雨峰值与潮位峰值叠加工况下积水面积峰值均比错峰工况下小;同一重现期下典型排口Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的流量峰值在高潮位下明显高于典型潮位,且3个排口的流量峰值均随重现期的增大而增大,其峰现时间也逐渐提前;降雨峰值与潮位峰值叠加对排口流量峰值有显著削减作用,且在50 a重现期下削减程度最大。 展开更多
关键词 雨潮错峰组合 城市积涝 二维水动力模型 边界条件 宁波
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基于一维-二维耦合的城市非点源污染高分辨率数值模型
4
作者 栾广学 侯精明 +3 位作者 王富强 张晓雷 王添 刘立军 《水科学进展》 北大核心 2026年第2期337-348,共12页
为揭示城市非点源污染物在降雨过程中的累积-冲刷-输移机制,本文构建耦合二维地表与一维管网的高分辨率数值模型。该模型将幂函数累积公式与冲刷公式嵌入自主研发的二维水动力模型中,并通过动态链接库(DLL)技术实现地表与管网的双向动... 为揭示城市非点源污染物在降雨过程中的累积-冲刷-输移机制,本文构建耦合二维地表与一维管网的高分辨率数值模型。该模型将幂函数累积公式与冲刷公式嵌入自主研发的二维水动力模型中,并通过动态链接库(DLL)技术实现地表与管网的双向动态耦合,其中二维模型采用GPU并行提升计算效率。以某校园为例,结合屋顶物理试验与多场次实测数据对模型进行验证。结果表明,模型能够高分辨率模拟小流域尺度总悬浮固体(TSS)的累积、冲刷及输移过程,屋顶径流TSS质量浓度与管网节点的水位及TSS质量浓度模拟纳什效率系数均高于0.7。本模型从机理上完整刻画了TSS“产生—汇流—输移—排放”的全过程动态,可为城市非点源污染机理研究与靶向治理提供技术支撑。 展开更多
关键词 非点源污染 累积-冲刷 高分辨率模拟 GPU加速技术 一维-二维耦合
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分形插值在水文水动力模型降雨序列中的应用
5
作者 黎鹏 侯精明 +5 位作者 王添 李文钰 卜良河 李鑫月 杨宇英 吴发荣 《人民珠江》 2026年第2期47-55,共9页
为解决低精度降雨时间数据给水文水动力模型带来模拟结果不精确问题,采用迭代函数系统的分形插值,基于二维水文水动力模型GAST,分别对流域和城市的降雨时间数据进行了插值处理,将插值前后的降雨时间数据进行模拟效果对比。结果表明:①... 为解决低精度降雨时间数据给水文水动力模型带来模拟结果不精确问题,采用迭代函数系统的分形插值,基于二维水文水动力模型GAST,分别对流域和城市的降雨时间数据进行了插值处理,将插值前后的降雨时间数据进行模拟效果对比。结果表明:①构建的二维水文水动力模型能精确模拟洪涝过程,模型纳什效率系数和平均绝对百分比误差分别为0.784和7.81%,模型验证效果较好;②分形插值在洪涝过程模拟中具有很好的效果,采用插值后的降雨数据代替原始数据模拟,模型纳什效率系数和平均绝对百分比误差分别提高了0.168、1.43%,进一步提升了模型模拟的精确度。综上所述,分形插值可应用于二维水文水动力模型,有效提高了模型的预测精度,为城市防洪排涝及流域洪水管理提供了更为可靠的决策支持和技术保障。 展开更多
关键词 分形插值 降雨精度 水文水动力模型 洪涝
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基于数值模型和GA-BP神经网络的城市内涝快速预测方法 被引量：1
6
作者 潘鑫鑫 侯精明 +5 位作者 乔娟 史超 王兴桦 陈光照 高徐军 刘园 《应用基础与工程科学学报》 北大核心 2025年第6期1696-1707,共12页
由极端降雨事件导致的城市洪涝灾害日益严重,然而数值模型作为目前城市内涝风险分析和预警预报的主要技术手段之一,因其计算速度较慢而难以应对短历时强降雨导致的城市洪涝灾害的预警预报需求.利用AI技术快速和准确地预测城市洪涝灾害... 由极端降雨事件导致的城市洪涝灾害日益严重,然而数值模型作为目前城市内涝风险分析和预警预报的主要技术手段之一,因其计算速度较慢而难以应对短历时强降雨导致的城市洪涝灾害的预警预报需求.利用AI技术快速和准确地预测城市洪涝灾害过程及风险等级是当前亟待解决的问题.通过GPU加速的高精度水动力模型模拟计算研究区不同降雨重现期下的洪涝结果,利用该洪涝结果驱动GA-BP神经网络模型,构建了城市内涝快速预测模型.研究结果表明:该城市内涝快速预报模型预测精度高,最大积水深度与实测数据相比,其RE不超过-5.4%,RMSE不高于0.025,NSE不低于0.891,其计算速度相比数值模型模拟可提速约349倍.该方法可为城市日常防洪减灾提供技术支撑,有效降低城市内涝灾害带给人民的生命财产损失. 展开更多
关键词 水动力模型 机器学习 城市内涝 快速预报模型 优化算法
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小区绿色屋顶改造对径流的影响 被引量：2
7
作者 崔瑞君 侯精明 +5 位作者 王雁鸿 李欣怡 陈皓南 王添 邓文涛 马欢 《水利水电科技进展》 北大核心 2025年第4期94-101,110,共9页
为探明绿色屋顶改造效果,以沣西新城天福和园小区为研究对象,应用耦合水文和水动力过程数值模型,选择1、2、5、10、20、30 a共6个降雨重现期以及5种不同绿色屋顶改造面积,组合成30种改造工况,研究不同工况对径流的影响。结果表明:绿色... 为探明绿色屋顶改造效果,以沣西新城天福和园小区为研究对象,应用耦合水文和水动力过程数值模型,选择1、2、5、10、20、30 a共6个降雨重现期以及5种不同绿色屋顶改造面积,组合成30种改造工况,研究不同工况对径流的影响。结果表明:绿色屋顶改造可有效改善地表积涝情况,降雨重现期不变且改造面积最大时,绿色屋顶径流控制率可提高11.09%~16.20%,流量峰值削减率可提升至17.66%~68.45%,排口流量峰值削减率可提升至17.49%~37.40%,绿色屋顶改造贡献率可提升至14.20%~16.77%,而排口贡献率随改造面积增大而减小;改造面积不变且降雨重现期逐渐增大时,绿色屋顶流量峰值削减率、绿色屋顶改造贡献率呈先增大后减小趋势,在降雨重现期为5 a时效果最好,峰值流量削减率可达68.45%,绿色屋顶改造贡献率可达16.77%;排口流量峰值削减率呈先减小后增大再减小趋势,折点出现在重现期为5 a和20 a;排口贡献率则呈上升趋势。 展开更多
关键词 城市内涝 绿色屋顶 雨洪模型 径流控制率 流量峰值削减率 贡献率
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地表与管网组合排水特征对不同降雨条件的响应规律分析 被引量：1
8
作者 孙佳辉 侯精明 +3 位作者 薛树红 王添 马萌华 张维纳 《水资源保护》 北大核心 2025年第3期204-211,共8页
针对城市内涝治理建设中管网排水能力评估依据不足的情况,基于GAST-SWMM二维水动力耦合模型,以西安沣西新城为研究区域,模拟分析了在不同累计降雨情况下管网与地表径流排水的占比和流量变化规律,以定量分析管网排水能力变化。结果表明:... 针对城市内涝治理建设中管网排水能力评估依据不足的情况,基于GAST-SWMM二维水动力耦合模型,以西安沣西新城为研究区域,模拟分析了在不同累计降雨情况下管网与地表径流排水的占比和流量变化规律,以定量分析管网排水能力变化。结果表明:不同累计降雨下管网与地表径流的排放比值有明显差异,随着累计降雨的增大,该比值呈先增大后减小的趋势,在累计降雨为10 mm时达最小值0.543,在累计降雨80 mm时取得最大值2.241,之后呈下降趋势;管网与地表径流的排放比值对雨峰系数不敏感,在累计降雨较小时最大差异率为12.96%,在累计降雨较大时最大差异率只有3.98%;雨峰系数的增大会使各部分排水的峰值流量增大;在累计降雨为100 mm,雨峰系数为0.2、0.5、0.8时管网排水最大流量分别为6.26、7.45、9.40 m^(3)/s,地表径流排水最大流量分别为3.19、3.90、4.84 m^(3)/s。 展开更多
关键词 耦合模型 雨峰系数 排水特征 城市内涝 地表径流排水 管网排水 累计降雨
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城市下穿通道积涝特征及其成因分析 被引量：1
9
作者 许岚杰 侯精明 +4 位作者 王添 潘鑫鑫 栾广学 王晨晓 贾严 《水资源保护》 北大核心 2025年第2期133-141,共9页
利用SWMM与GAST模型耦合的水文水动力学模型,对长治市主城区进行数值模拟,分析易涝点积涝特征并探究其成因。结果表明:研究区下穿通道易涝点的积水量峰值和积水水深峰值受降雨重现期影响大于普通路面易涝点,降雨重现期由5 a增大到100 a... 利用SWMM与GAST模型耦合的水文水动力学模型,对长治市主城区进行数值模拟,分析易涝点积涝特征并探究其成因。结果表明:研究区下穿通道易涝点的积水量峰值和积水水深峰值受降雨重现期影响大于普通路面易涝点,降雨重现期由5 a增大到100 a时,易涝点A、B、C、D的积水量峰值分别增加了292.8%、265.5%、1281.3%、59.7%,积水水深峰值分别增加了83.3%、92.1%、581.0%、31.3%;不同降雨重现期对不同类型易涝点的积水水深峰现时间影响不同,降雨重现期由5 a增大到100 a时,D点积水水深峰现时间提前了11 min,A、B、C点积水水深峰现时间分别滞后了20、84、40 min。 展开更多
关键词 城市内涝 易涝点 下穿通道 积水量 积水水深 长治市
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空间异质性极端降雨模式分布对洪水过程影响研究 被引量：1
10
作者 黎鹏 侯精明 +6 位作者 李辰智 王添 陈光照 吕佳豪 潘鑫鑫 李东来 乔贤玲 《水文》 北大核心 2025年第2期9-14,共6页
为探究不同极端降雨模式分布对流域洪水特性的影响,以陕西省西安市灞河流域为研究对象,基于Godunov格式有限体积法求解的二维水文水动力学模型,模拟上、中、下游不同降雨强度的六种工况(C1:30a-100a-10a、C2:100a-10a-30a、C3:10a-30a-1... 为探究不同极端降雨模式分布对流域洪水特性的影响,以陕西省西安市灞河流域为研究对象,基于Godunov格式有限体积法求解的二维水文水动力学模型,模拟上、中、下游不同降雨强度的六种工况(C1:30a-100a-10a、C2:100a-10a-30a、C3:10a-30a-100a、C4:100a-30a-10a、C5:10a-100a-30a、C6:30a-100a-10a)下流域洪水演进过程,并对两个典型断面洪峰流量以及洪水淹没风险进行分析。结果表明:(1)构建的灞河流域二维水文水动力模型模拟效果较好,可用于灞河流域洪水演进问题研究。(2)上游降雨强度对洪峰流量影响最为显著,中游降雨强度次之,下游降雨强度影响相对较小;在六种极端降雨模式分布下,C4极端降雨模式分布对洪峰流量影响最大,C3极端降雨模式分布对洪峰流量影响最小。(3)不同极端降雨模式分布对洪水淹没面积的影响不同;当淹没水深为[0.05,0.3)m时,C3极端降雨模式对洪水淹没面积影响最大,C4极端降雨模式影响最小;当淹没水深为[1,7]m时,C4极端降雨模式对洪水淹没面积影响最大,C3极端降雨模式影响最小。 展开更多
关键词 极端降雨模式 洪水演进过程 淹没风险 洪峰流量
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片区尺度下管网淤积和坡度变化对排水效果影响研究
11
作者 同玉 姚瑶 +5 位作者 王添 侯精明 景静 周思敏 雷蕾 申若竹 《给水排水》 北大核心 2025年第4期131-138,共8页
为探究管道淤积、坡度对管网排水性能的影响,采用GPU加速技术并耦合SWMM管网系统的二维城市雨洪过程模型,模拟不同重现期管网淤积系数、主干管坡度等情况下管网排水效果。结果表明,淤积对管网排水有负面影响,且坡度增大对管网排水性能... 为探究管道淤积、坡度对管网排水性能的影响,采用GPU加速技术并耦合SWMM管网系统的二维城市雨洪过程模型,模拟不同重现期管网淤积系数、主干管坡度等情况下管网排水效果。结果表明,淤积对管网排水有负面影响,且坡度增大对管网排水性能有一定提升作用,相比于主干管坡度1‰的管网,3‰的管段相对超载时间占比减小10%,管网超载风险明显降低;管网运行风险与降雨重现期成正比,降雨重现期增大时,淤积导致的排口峰值流量降低越明显,大于5年重现期时管网相对过水能力明显降低,小于5年时坡度增加可缓解峰值流量的削减。 展开更多
关键词 排水性能 管道淤积 全局管网淤积系数 坡度
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管网排水能力对雨水口堵塞和管道淤积的响应规律模拟 被引量：5
12
作者 侯精明 王梓驿 +4 位作者 李东来 卜良河 陈光照 杨宇英 方媛 《水科学进展》 北大核心 2025年第1期122-131,共10页
雨水管网系统作为城市排涝的主要通道,其排水性能易受管道淤积和雨水口堵塞的影响,探明雨水口堵塞和管道淤积程度对管网排水能力的影响,对评估城市洪涝发展过程具有重要意义。以唐山市路北区龙王庙以西为研究区域,基于GAST-SWMM耦合模型... 雨水管网系统作为城市排涝的主要通道,其排水性能易受管道淤积和雨水口堵塞的影响,探明雨水口堵塞和管道淤积程度对管网排水能力的影响,对评估城市洪涝发展过程具有重要意义。以唐山市路北区龙王庙以西为研究区域,基于GAST-SWMM耦合模型,对不同雨水口堵塞和管道淤积条件下的管网排水过程和地表积水量进行模拟分析。结果表明:随着管道淤积和雨水口堵塞程度的增加,管网排水能力逐步下降,且变化趋势越发显著;管道无淤积时,雨水口由无堵塞增加至堵塞75%,不同降雨重现期下峰值流量相较无堵塞时平均减少5.30%~37.8%,地表积水量平均增加2.48%~14.6%;雨水口无堵塞时,管道由无淤积到淤积75%时,峰值流量平均减少20.9%~84.6%,地表积水量平均增加4.46%~24.1%;此外,当堵塞或淤积单一因素逐渐加剧并达到显著水平时,另一因素对管网系统排水能力的影响会相对减弱。研究结果可为不同状态下雨水管网排水能力分析和水灾害防治提供依据。 展开更多
关键词 排水管网 雨水口堵塞 管道淤积 峰值流量 地表积水量
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超大特大城市极端暴雨致涝过程高效模拟预测方法研究 被引量：1
13
作者 侯精明 王添 +7 位作者 李东来 潘鑫鑫 杨永平 张世杰 陈光照 马利平 吕佳豪 官保君 《中国水利》 2025年第18期19-28,共10页
全球气候变化背景下,城市极端暴雨致涝风险日益加剧,如何在超大特大城市中实现极端暴雨致涝过程的高效精准预测,已成为防灾减灾与提升城市韧性的核心科学问题和工程需求。为解决传统水动力模型计算效率低、实时性差的问题,提出一种融合... 全球气候变化背景下,城市极端暴雨致涝风险日益加剧,如何在超大特大城市中实现极端暴雨致涝过程的高效精准预测,已成为防灾减灾与提升城市韧性的核心科学问题和工程需求。为解决传统水动力模型计算效率低、实时性差的问题,提出一种融合物理机理模型与人工智能(AI)算法的双驱动高效模拟预测方法。集成产流计算、二维水动力汇流及管网-地表耦合机制,构建高精度雨洪过程数值模型;通过非均匀网格优化和多GPU并行计算融合,实现超大特大城市极端暴雨致涝过程高效高精度模拟;以物理模型生成训练数据驱动AI预测模型的模式,实现超大特大城市极端暴雨致涝过程的快速预测。以陕西省西安市为例,基于融合物理机理与AI算法的双驱动预测模型较传统水动力模型提速约287倍,相对误差低于10%,实现了极端暴雨主城区积水风险分级快速预测。该方法为超大特大城市暴雨内涝快速预警与科学应对提供了高效技术支撑。 展开更多
关键词 超大特大城市 极端暴雨 内涝 数值模拟 物理机理-AI双驱动 快速精准预测 水文水动力模型
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高客水城区截洪沟截流效果模拟研究——以渭南市为例
14
作者 同玉 张佩琦 +8 位作者 侯精明 范臣臣 李东来 王雁鸿 王添 周庆诗 高扬 陆品品 吴发荣 《水力发电学报》 北大核心 2025年第2期15-27,共13页
为探究高客水城区截洪设施的分流效果,以渭南市城市防洪建设为例,构建基于GAST和SWMM的二维地表和一维河道耦合模型,模拟计算不同降雨条件下塬区行洪过程和入城规律,分析截洪设施分流能力与设计降雨、设计尺寸的响应关系,预测客水入城... 为探究高客水城区截洪设施的分流效果,以渭南市城市防洪建设为例,构建基于GAST和SWMM的二维地表和一维河道耦合模型,模拟计算不同降雨条件下塬区行洪过程和入城规律,分析截洪设施分流能力与设计降雨、设计尺寸的响应关系,预测客水入城的临界雨量和入城路径。结果表明:塬区各冲沟洪峰流量受集水区范围和坡度的影响,差异较大。塬洪入城量自P=10 a一遇后迅速增长,入城增长率为112.1%;随着降雨量的增加,S2截洪沟满溢临界雨量为70.06 mm。当P≤10 a时,截洪沟洪峰流量增长缓慢,而在极端降雨条件下,截洪沟的洪峰流量增长趋于饱和,增长速度减慢;截洪沟尺寸的变化对中等、大重现期降雨下截洪沟的泄流效果影响较大,当P=100 a,3#截洪沟出口流量的增长率达到了89.37%;当P=5 a,S1和S3截洪沟满溢入城;当P=30 a,S2截洪沟满溢入城,溢出量随着降雨量的增大而增大,溢出量从1191 m^(3)增至128 895 m^(3)。以期该研究为极端暴雨下高客水城区的防洪排涝设施建设提供科学依据。 展开更多
关键词 城市防洪 高客水城区 截洪沟 水动力模型 一二维耦合模型
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基于Godunov格式的一维明渠水流运动数值模拟
15
作者 梁鑫 侯精明 +4 位作者 李东来 吕佳豪 荆海晓 王添 王明宇 《人民黄河》 北大核心 2025年第4期58-63,共6页
针对复杂地形上存在急流、激波或急缓流交替等问题的一维明渠水动力模拟,基于Godunov格式的有限体积法离散Saint-Venant方程组,建立了复杂明渠水动力模型。采用HLL近似Riemann解计算界面通量,通过MUSCL格式和Runge-Kutta方法将时空精度... 针对复杂地形上存在急流、激波或急缓流交替等问题的一维明渠水动力模拟,基于Godunov格式的有限体积法离散Saint-Venant方程组,建立了复杂明渠水动力模型。采用HLL近似Riemann解计算界面通量,通过MUSCL格式和Runge-Kutta方法将时空精度提高至二阶,同时将流量替换为连续性方程中的通量形式以保证流量守恒。采用水面梯度整体作为源项的方程形式,并引入底坡通量法对其求解,摩阻源项则使用无须迭代的显隐式方法进行处理。通过4个典型算例验证了该模型可很好地模拟溃坝、激波和急缓流交替等复杂水流运动过程,具有良好的守恒性和适应性。 展开更多
关键词 明渠水流 GODUNOV 有限体积法 数值模拟
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人工智能技术在洪涝灾害防御领域的应用研究 被引量：1
16
作者 侯精明 马利平 +4 位作者 杨永平 潘鑫鑫 周敏 李博煜 魏永森 《人民长江》 北大核心 2025年第10期236-245,共10页
在全球气候变化和城市化进程加剧的背景下,洪涝灾害的发生频率和影响程度不断增加,对人民生命财产安全造成巨大影响。为探索基于人工智能(AI)技术的洪涝灾害防御新模式,重点分析了AI技术在洪涝灾害防御中所涉及的洪涝预报预警及辅助决... 在全球气候变化和城市化进程加剧的背景下,洪涝灾害的发生频率和影响程度不断增加,对人民生命财产安全造成巨大影响。为探索基于人工智能(AI)技术的洪涝灾害防御新模式,重点分析了AI技术在洪涝灾害防御中所涉及的洪涝预报预警及辅助决策、智慧值守和辅助智慧办公3个方面的实现技术路径和应用前景。研究表明:融合水动力模型的AI快速预报模型,其预测结果与模拟积水深度的决定系数R^(2)>0.826,计算效率较水动力模型提升约200~300倍;智慧值守系统集成气象监测、水位监测、数字人和风险识别技术,可为城市防汛工作提供全天候、高效的监控和响应机制;依托大语言模型的智慧办公系统则实现了数据处理与决策支持的一体化。研究成果可为洪涝灾害防御体系智慧化建设提供参考。 展开更多
关键词 洪涝灾害 人工智能 大模型 预报预警 辅助决策 智慧值守 辅助智慧办公
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基于水动力模型的河道清淤方案比选研究
17
作者 同玉 贾金睿 +5 位作者 侯精明 景静 张凡 周庆诗 王添 刘玉玲 《人民珠江》 2025年第4期92-100,共9页
为了探究不同河道清淤方案的清淤效果,采用GPU加速的水动力模型构建研究区域的洪水演进模型,模拟不同重现期下实施4种清淤方案后研究区域河道的洪水淹没情况。结果表明:①各方案对洪水淹没的减少效果与清淤挖方量从高到低均为全断面方... 为了探究不同河道清淤方案的清淤效果,采用GPU加速的水动力模型构建研究区域的洪水演进模型,模拟不同重现期下实施4种清淤方案后研究区域河道的洪水淹没情况。结果表明:①各方案对洪水淹没的减少效果与清淤挖方量从高到低均为全断面方案、组合式方案、仅漫滩方案、仅深泓方案;②各方案淹没面积分别减少了4.20%~21.68%、1.57%~13.85%、6.66%~43.6%、5.63%~39.7%,组合式方案的淹没面积削减率比全断面方案各重现期平均少了2.19%,但全断面方案的挖方量比组合式方案多了21.89%;③以淹没面积削减量与清淤挖方量的比值表示单位挖方量的淹没面积减少能力,各清淤方案的减少能力分别为7.34%~12.49%、2.75%~7.98%、8.86%~19.08%、9.13%~21.18%。各重现期下组合式方案的淹没面积削减能力均为最大,故确定组合式方案为4种清淤方案的综合最优方案。本研究可为河道清淤、防洪减灾提供参考。 展开更多
关键词 水动力模型 河道清淤 挖方量 洪水淹没
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基于理想化同心圆降雨概化的流域洪水响应规律
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作者 贾严 侯精明 +3 位作者 马萌华 潘鑫鑫 李鑫月 许岚杰 《人民长江》 北大核心 2025年第5期23-30,共8页
为研究降雨时空分布对流域洪水过程响应规律,以延河流域为研究对象,基于SWMM建立一维水文模型,提出一种理想化的同心圆降雨概化方法,即设定降雨在流域内以同心圆的方式移动,通过改变降雨移动位置以及移动路径来模拟分析各典型断面的径... 为研究降雨时空分布对流域洪水过程响应规律,以延河流域为研究对象,基于SWMM建立一维水文模型,提出一种理想化的同心圆降雨概化方法,即设定降雨在流域内以同心圆的方式移动,通过改变降雨移动位置以及移动路径来模拟分析各典型断面的径流过程。结果表明:①在西北向东南方向的降雨路径下,流域出口断面的洪峰流量由75.97 m^(3)/s增大到133.43 m^(3)/s,峰现时间提前16 h,各个支流断面峰值流量都呈现先增大后减小的趋势。②降雨移动路径对流域出口断面的最大洪峰流量影响不大,由西北向东南方向的降雨路径在位置7处产生的最大洪峰流量为133.43 m^(3)/s,东北向西南方向的降雨路径在位置2处产生的最大洪峰流量为138.17 m^(3)/s,流量仅增加了3.55%。③各断面的径流过程表明,流域典型断面径流过程受降雨空间分布与汇流时间的协同调控,其中降雨区域的位置决定流域降雨分布,汇流时间的长短决定流域流量的汇集快慢。研究成果可为河道洪水风险评估提供借鉴。 展开更多
关键词 同心圆降雨 降雨移动位置 降雨移动路径 洪峰流量 峰现时间 SWMM模型 延河流域
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超标洪水下金盆水库下游河道改道形式对两岸淹没影响的数值模拟研究
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作者 王雨涵 侯精明 +4 位作者 景静 周庆诗 李东来 方媛 石磊 《水动力学研究与进展(A辑)》 北大核心 2025年第4期642-650,共9页
为研究河道改道对两岸淹没影响的变化规律,该文以金盆水库下游黑河段为例,采用二维水动力模型对改道前后的3种河道形式(原河道、“截弯取直”河道C1和工程量最优河道C2)进行超标洪水演进过程模拟,并对入渭口断面流量、淹没面积及水深分... 为研究河道改道对两岸淹没影响的变化规律,该文以金盆水库下游黑河段为例,采用二维水动力模型对改道前后的3种河道形式(原河道、“截弯取直”河道C1和工程量最优河道C2)进行超标洪水演进过程模拟,并对入渭口断面流量、淹没面积及水深分布规律进行分析。结果表明:不同洪水重现期下,改道后河道(C1、C2)相对于原河道入渭口断面流量增大了25.1%~31.9%,整体淹没面积减小了82.6%~96.8%;原河道、C1河道和C2河道的淹没面积增长率分别在洪水重现期500 a、洪水重现期300 a和洪水重现期400 a时达到最大;当遭遇洪水重现期1000 a的极端洪水事件时,C1河道淹没面积中57.9%区域的水深小于0.5 m,C2河道淹没面积中49.5%区域的水深范围在0.5~1.5 m,可见C1河道的防洪能力更强。该文分析对比了改道前后河道洪水的行洪特性及淹没规律,可为金盆水库下游至黑河入渭段的防洪减灾工程提供技术支撑。 展开更多
关键词 河道改道 洪水演进 淹没规律 超标洪水
原文传递
基于高效高精度栖息地模型的生态流量研究 被引量：10
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作者 杨露 侯精明 +5 位作者 王盼 王添 程龙 马轶 高徐军 刘园 《水力发电学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期77-85,共9页
为实现水电开发和生态保护的和谐发展,科学、定量、高效地分析水电站运行对河流生态的影响,已成为当前水利科学研究的热点。本文将基于Godunov格式有限体积法求解的水动力模型与栖息地适宜模型相耦合,并引入GPU加速技术,建立高效高精度... 为实现水电开发和生态保护的和谐发展,科学、定量、高效地分析水电站运行对河流生态的影响,已成为当前水利科学研究的热点。本文将基于Godunov格式有限体积法求解的水动力模型与栖息地适宜模型相耦合,并引入GPU加速技术,建立高效高精度栖息地适宜模型。以野狐峡下游为研究河段,花斑裸鲤为目标鱼类,对不同流量下河段产卵生境进行模拟,以确定电站建成后适宜目标鱼类产卵的生态流量。结果表明:流量在87.5~139m^(3)/s和338~562.5 m^(3)/s时,适宜花斑裸鲤繁殖的有效栖息地面积占其最大值的90.0%以上。为保障产卵栖息地状态良好,建议生态流量在499.2 m^(3)/s附近。该成果对保护黄河上游土著鱼类栖息地具有重要的生态意义,也可为评价水利工程对水生生物的影响提供科学支持。 展开更多
关键词 栖息地适宜模型 水动力模型 GPU加速 生态流量
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