摘要:根据数字流域研究现状，以流域的基本含义为基础，探讨了数字流域的内涵和框架结构，论述了数字流域的建设内容和功能、规范标准体系和构建技术，说明多元海量数据的存储管理和数据的基础分析计算是数字流域的核心，数据接入和通用服务平台功能是数字流域的主要构成部分，数字流域工程是对象流域实体数据及其数据采集与传输、应用模型或系统与数字流域的集成.

摘要:数字流域模型(DWM)中基于二叉树理论的河网编码方法能够实现任意河段的直接定位和高效的拓扑运算，然而由于该模型针对大尺度流域河网存在编码能力不足的隐患，降低了该模型的通用性和有效性.为此，研究了河网二叉树编码的通用方法，并开发了全自动可视化平台，可以实现任意尺度流域河网的二叉树编码，为进行后续流域水沙运动模拟奠定了基础.将该方法应用于中国西藏境内约3.2万km²的拉萨河流域，实现了59 197条河段的快速编码，并按河网自然拓扑形态和流域天然分界将全流域划分为3级14区，验证了该方法改进后的有效性.

摘要:结合对西北干旱区土壤盐渍化的影响因子研究，基于因子分析、物理量纲分析和Π定理，建立了土壤盐渍化遥感信息模型.通过公式推导，得到了典型区域遥感信息模型的一般表达式，研究了多种因素组合对盐渍化形成和演化的作用.将模型应用于疏勒河流域双塔盆地，对该区域未来50 a的土壤盐渍化发展变化情况进行了预测.结果表明，双塔盆地土壤总体盐渍化面积基本不变，现状非盐渍土类型略有增加，同时轻盐土面积明显减少，特重盐土减弱为中、重盐土类型.土壤盐渍化遥感信息模型在一定程度上反映了区域盐渍化的情况，能够定量评价盐渍化的影响.

摘要:数字流域建设涉及的数据包括流域空间数据、各种水专题数据以及与之相应的社会经济统计数据.这些数据的生产、存放散落在不同的管理部门,具有海量、异构、多尺度特性,原有的通过数据拷贝整合来进行大一统的数字流域建设的模式,在我国目前条块分割的行政体制下难以取得实质性进展.为此,通过对数字流域信息共享模式的研究,探讨了在目前技术条件下进行流域信息共享的可操作性,结合流域实际情况提出了一种利用Web API的新的流域信息共享模式,并以秦淮河流域为例对该流域信息共享模式进行应用试验,验证了该流域信息共享模式的正确性及有效性.

摘要:以数字流域平台为依托,提出了一整套分布式实时洪水预报方案构建的方法.以自然流域为单位划分单元面积,通过流域解构,将流域离散成产汇流分区的集合,解决了流域下垫面的空间变异性和模型参数的空间分布；通过流域全程解析,将产汇流分区解析为水文模拟分区,完成了流域离散与水文模型的耦合；通过流域离散单元的拓扑重构,建立了水文模拟分区间的水力联系,构建了实时洪水预报方案的体系结构.将提出的方法应用于长江上游流域、珠江流域和闽江流域等多个流域的洪水实时预报方案编制中,结果表明,该方法能较好地体现出分布式流域水文模型在实时洪水预报中的实际应用,研制的软件系统实用性和通用性强,较好地满足了实际防洪决策会商的技术要求.

摘要:在由CAD数据转入GIS数据库时属性信息的正确获取成为当前研究数据转换的重点.探讨了利用河道地形高程测点数据生成的不规则三角网为CAD中不连续等高线自动赋高程值的方法：首先基于最短距离和最小方向约束进行断线连接；然后利用三角网进行计曲线赋值；再利用计曲线与首曲线的相互位置关系对首曲线进行高程赋值；最后利用等高线上的特征点加密TIN网,并按高程值再次连接等高线.运用该方法实现了等高线高程值的自动赋值,为CAD等高线数据转入GIS系统提供了新的研究思路.试验及工程实践表明,该方法在少量人工质量控制的前提下,实现了高效率的CAD不连续等高线数据向GIS数据的自动转换.

摘要:为将遥感数据定量地应用于洪水动力过程的分析,拓展遥感数据的应用潜力,开展了洪水淹没范围数据与洪水动力学模型融合的方法研究.以糙率作为控制变量,构建了基于新形式代价函数的变分模型来融合洪水淹没范围数据和洪水动力学模型.采用溃堤洪水过程的合成观测数据,在敏感性分析基础上开展了淹没范围数据同化试验.结果表明,不同区块的糙率对洪水过程的影响是不同的,洪水漫滩范围对在滩地入流口近区主流向上的糙率最为敏感；运用研制的变分模型可以将洪水淹没范围的数据信息自动融入洪水动力学模型,识别糙率参数,更好地实现洪水过程的分析.

摘要:为了模型之间数据交互,制定了一套覆盖流域洪水数字模型各个物理过程的标准化接口,通过对各种代表水文学模型和常用GIS软件的对象进行分析,剖析其共性与独特性,并在此基础上进行对象的抽象化,提炼各抽象对象的数据交换标准化接口.在流域洪水数字模型模拟应用中,对于流域水循环的各个物理过程,可以择优选用实现标准化接口模型,从而提高模型的通用性,减少重复开发,促进良性的竞争,为流域洪水数字模型的推广和使用降低门槛,促进流域洪水数字模型的发展.

摘要:提出一个描述流域单元地表特征的指数,该指数由TOPMODEL的地形指数(TI)和SCS的径流曲线数(CN)组成.以黄河中游的洛河流域为研究区,应用遥感和地理信息系统技术构建了水分响应指数(HRI),在分析其地学意义的基础上,提取了流域的水分响应单元(HRU).应用TOPMODEL率定了模型参数,建立了HRI和单元特征与主要模型参数的统计关系.利用该关系反演的参数验证流域的径流模拟,取得了较好的效果.试验结果表明,该指数可以用于流域的空间离散和水文模型参数的区域化分析,为资料缺乏地区的水文模型参数移用提供了新的方法.

摘要:为实现北京市设施农业信息管理系统由静态GIS向时态GIS的转变,解决设施农业时空数据动态存储与表达的问题,针对设施农业数据的时空动态变化特征与情况,结合时间切片模型的思想与方法,提出了设施农业时空数据模型,以实现设施农业时空数据的重组与管理.阐述了设施农业时空数据的组织、存储结构与查询方法.研究表明,设施农业时空数据模型能很好地表达设施农业时空对象的空间信息、属性信息以及变化关系,为设施农业时空数据管理提供了新的思路与方法.

摘要: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.

摘要:多源信息的应用是未来水文科学发展的一个重要趋势,水文数据同化(尤其是遥感数据在流域降雨径流模拟中的同化)已经成为当前水文学研究的一个热点.数据同化有2个基本途径：一是全局拟合,以变分方法为代表；二是顺序同化,以各种卡尔曼滤波及粒子滤波方法为代表.数据同化技术已经被许多学者应用于降雨径流模拟与预报,但在遥感反演水文信息精度的改进、“最优”方法的选取、误差的定量描述、数据同化对象的选择,以及同化效果的评估等多方面,还有大量问题有待深入研究.

摘要:以淮河上游息县水文站以上为研究区域,基于研究区域3期(20世纪80年代、20世纪90年代、2000年以后)土地利用图模拟分析土地利用变化对流域产水的影响.利用流域附近8个气象站1980～2005年的资料,内插得到流域内的气象资料,应用P-M法耦合植物生长模型(EPIC)计算流域潜在蒸散发；利用息县以上集水区域1980～2005年63个雨量站资料及尺度为1∶200 000土壤类型图,选用SWAT模型模拟流域的径流过程,并分析了产水特性参数时空变化.结果表明：降雨量的大小弱化了流域下垫面条件对产水的影响；在降雨和土壤质地相同的情况下,产水能力旱地大于水田大于草地大于林地；旱地增加后流域产水量也会增加,林地不易于流域的产流.

摘要:唐家山堰塞湖是5•12汶川大地震形成的高危型堰塞湖,对下游城市构成了重大威胁.唐家山堰塞湖应急除险决策需要解决在库区水位持续迅速上升、震后安全条件复杂多变的条件下,对湖区入流和水位变化过程及时准确预报的问题.采用数字流域模型对唐家山堰塞湖进行来流预报.通过分析降雨条件和决策需求,结合实时天气预报的结果,采用降雨情景分析和实时预报相结合的方法,实现了入库流量和水位变化的短期预测.预测的日水位误差为0.06 m,占日水位变幅的4.7％,为应急除险决策提供了参考数据.数字流域模型在唐家山堰塞湖的应用,提供了一个应急情形下实现合理来流预报的案例.

摘要:为了提高数字流域环境下信息共享的能力,基于SOA体系结构,引入发布／订阅技术的思想,提出了一种数字流域环境下信息共享服务框架.该框架在面向服务的平台中提供了：事件驱动支持,满足了平台的松散耦合通信与协同需求；一种松散耦合的信息共享服务方式,达到了时间解耦、空间解耦和同步解耦,增强了平台的可复用性和可扩展性；一种主动的协同信息共享服务方式,更好地满足了信息共享的灵活性、主动性.具体探讨了服务生成和服务订阅模型和流程,通过领域本体的引进增强了服务描述和订阅描述的能力,解决了语义的问题.

摘要:为验证拱圈拓扑优化的可行性和合理性,根据拱坝水平拱圈的特点,采用拓扑优化均匀化算法对某拱坝不同坝高处的水平拱圈进行结构优化计算,利用滤波法和多重网格法解决了在拱圈拓扑优化过程中出现的数值不稳定问题.对优化得到的下游面带有反弯段的结构进行不同的下游面曲线拟合,应力校核结果表明：拓扑优化得到的拱圈不仅是可行的,并且比传统形状的拱圈更为合理.

摘要:为了模拟帷幕随机缺损对坝体及坝基渗流的影响,从随机概念出发,建立了模拟帷幕随机缺损的数学模型,重点考虑防渗体缺损大小、分布随机性对渗流场的影响,从而对防渗体施工的质量提出要求.通过一工程实例,说明了利用该随机缺损模型可以模拟帷幕的随机缺损,并对其进行渗流分析.

摘要:根据某水电站厂房钢管混凝土排架结构的受力特点和变形规律,建立了上部厂房组合结构的整体三维动力有限元分析模型,分析了钢管混凝土排架结构的动力特性,给出了排架结构的自振频率.采用Newmark分析方法研究了钢管混凝土排架结构地震响应,给出了水平地震作用下排架结构的应力和位移的变化规律,并对排架柱的抗震性能进行了评价.

摘要:基于质量守恒和能量守恒原理,以出塔水温作为冷却塔冷却性能的评价指标,建立了大型冷却塔热力计算的湿差模型,并与目前常用的焓差模型以及四变量模型进行了比较,分析了不同模型的计算结果差异以及气象条件(如大气压力、干球温度及湿球温度)、淋水面积和风速等参数对冷却塔出塔水温的影响.即随着干球温度及湿球温度的降低,或者在一定的范围内,淋水面积的增大,或者风速的增大,出塔水温均会降低.结果表明：湿差模型和焓差三阶模型是适用于大型或超大型冷却塔的热力计算模型,在大型冷却塔设计时,应特别重视循环冷却水系统冷端参数的综合优化分析.

摘要:通过室内一维次固结试验,研究次压缩变形和预固结压力、再加荷压力之间的相关性.结果表明：软土在超载预压后,不论再加荷压力的大小,再压缩过程均存在主固结过程,进入次压缩变形的时间基本相同；次固结系数随着再加荷压力的增大而增大,随着预固结压力的增大而减小,次压缩应变和超载比之间具有规则的对应关系,可以用双曲线简化模型模拟；建立的次压缩沉降计算公式既反应了软土本身性质的影响,也反应了预固结压力和再加荷压力的影响.工程算例数据和实际工后沉降观测数据表明,改进的次压缩沉降计算公式较之传统的次压缩沉降计算方法更为合理.

摘要:结合徐州某中型水库迎水面混凝土护坡工程的抗冻措施,进行了抗冻混凝土引气剂的优选试验,研究了三萜皂苷非离子型(ZY-99)引气剂等6种引气剂对中低标号混凝土抗冻性能的影响.通过对6种常用引气剂的性能比较,得出ZY-99型引气剂与改性松香热聚物型引气剂克服了传统松香热聚物引气剂的缺点,其性能稳定、质量可靠,强度标号C15混凝土抗冻指标可以达到F200的要求的结论.试验结果还表明,同一种引气剂在相同的试验条件下,其掺量不得超过最高掺量,否则会有相反的作用.

摘要:采用路基回弹模量常用确定方法,利用试验段现场试验和室内试验的结果,对乌鲁木齐地区低液限粉性土的回弹模量取值进行了分析.研究结果表明,该地区的低液限粉性土,稠度与压实度对回弹模量均有显著影响,且稠度影响更为显著.建立了回弹模量与稠度及压实度预估关系式.根据试验结果对预估关系式的适用性进行了分析,结果表明该关系式拟和精度较高,可以用于该地区低液限粉性土回弹模量的预估.

摘要:根据潮汐动力学寻找高频潮族与低频潮族之间可能的相互作用关系,在只考虑相角变化率的情况下,建立一个简化的浅水准调和分析模型.连云港多年实测数据检验结果表明：相对于原准调和分析模型,简化的浅水准调和分析模型中最小二乘法的法方程组系数矩阵条件数小很多,简化后的模型计算更为稳定.在实测数据时间较长的情况下,简化前后的模型预报精度相当；当实测数据时间较短时,原准调和分析模型没有传统的调和分析模型预报结果精度高,而简化后的浅水准调和分析模型的预报结果与传统的调和分析模型相比,结果精度相当,特别是简化后的模型与原准调和分析模型相比,计算时间减少了68％.