模糊优选神经网络模型在城市防洪规划方案优选中的应用

城市防洪规划方案的综合优选是一个涉及到政治、社会、经济、环境等多准则、多因素的复杂多目标决策问题.针对目前各种常用的综合优选模型应用中存在的指标权重选择及转换问题,利用模糊优选神经网络模型,构造了合理的网络拓扑结构并将模型应用于某城市的防洪规划方案综合优选中.实例结果表明,此模型不仅避免了对指标权重的处理问题,而且明显加快了BP网络的收敛速度.     

时空过程网络可视化模拟与分析服务——以溃坝洪水为例

洪水溃坝等复杂灾害现象的时空过程模拟分析,是当前国际地理信息科学热点研究方向之一。随着网络的普及化,公众对GIS时空分析模型的网络实时集成和可视化分析提出了迫切的需求。本文以溃坝洪水为例开展了时空过程网络可视化模拟与分析服务研究,利用Web GL、HTML5、Ajax、Web Service、GPU并行计算等技术手段,通过探讨溃坝洪水时空模型计算优化、网络三维可视化模拟与动态交互分析等关键技术,研发了原型系统并进行应用实验。实验结果表明,本文研究成果有助于实现时空过程信息的网络发布,在线影响分析及动态可视化服务,可为分布式网络环境下溃坝洪水等时空过程信息管理和应急决策提供科学依据和技术支持。     

Mountain effect and differences in storm floods between northern and southern sources of the Songhua River Basin

In this study, the differences in annual rainstorm changes in the Second Songhua River Basin and the Nenjiang River basin and their causes were compared from the perspective of mountain effects. The following results were drawn: (1) Altitude effect is the primary factor leading to increased rainstorms in the southern source; (2) Slope effect primarily leads to differences of the weather systems in the two sources, and thus cause the difference of the rainstorms; (3) Slope effect is responsible for the greater fluctuation in the observed floods in the southern source. These landform differences eventually lead to the differences in the characteristics of floods in the southern and northern sources. Commensurability method was used to identify the period of rainstorms in the southern and northern sources. The results showed that although rainstorms do not appear at the same time in the two sources they are characteristic of a 10 years’ period in both areas. These results can serve as hydrological references for flood control and long-term flood disaster predictions.     

面向中国洪涝灾害应急监测的无人机空港布局

当前洪涝灾害对社会的经济发展和人民生命财产安全构成严重威胁。无人机机动、灵活,安全性高,可迅捷甚至实时获取灾区影像,对灾情的快速评估和应急救援决策意义重大。遥感无人机在洪涝灾害救援中能够发挥的重要作用已得到广泛共识,但是由于灾害的突发性,缺乏就近部署的资源制约了无人机遥感观测和救援作用的发挥。针对突发灾害,在区域和全国范围内建立起一定的无人机遥感应急体系成为国家面向未来正在考虑的选项。基于此,本研究提出了基于中国科学院的野外台站构建全国无人机遥感观测网的设想。本研究以中国防范洪涝灾害等级分布数据、行政区划数据、中国科学院野外台站分布数据和当前无人机性能数据库为数据源;以行政区划离散并提取的中心点作为需求点,台站作为设施点,不同洪涝等级区域内需要无人机进行应急观测的重要程度作为权重,利用最大覆盖选址模型进行空港选址布局;利用成本-效益曲线确定台站的最佳数量,最终从268个台站中选取出81个作为支撑全国洪涝灾害无人机遥感观测网络的无人机空港。无人机空港布局结果在理论上能够实现对中国绝大数突发洪涝灾害在2 h内初步完成洪涝观测,这对于构建中国空天地一体化的洪涝灾害监测体系具有重要意义。同时,本研究中的方法和成果对于进一步构建行业和综合性的全国无人机遥感观测网也具有一定借鉴和参照意义。     

黑龙江流域洪峰水位特征分析

黑龙江流域地跨中、俄、蒙三国,沿岸地区洪水灾害频繁,在一定程度上制约了当地国民经济的发展。因此,有必要对流域的洪峰水位变化特征进行分析,为流域水资源管理提供可靠依据。结合SPSS对相邻两站的洪峰水位进行相关分析,相邻两水位站的相关系数均较大,成极显著相关,且有非常显著的统计学意义。经回归分析得出相邻两站间洪峰水位均成线性关系,且不包含常数项。降水量对洪峰水位影响分析表明,最大洪峰雨量的影响最为显著,其次是汛期雨量,相关关系最不显著的是年降水量。     

基于格网的洪水灾害危险性评价分析——以巴基斯坦为例

洪水灾害已成为给当今人类带来严重损失的自然灾害之一,因此,灾害风险评价是区域经济持续发展的前提与条件。本文从致灾因子和孕灾环境两方面进行分析,综合考虑降水(累计降雨量和最大降雨量)、河流(河网密度)、地形(高程值和坡度值)、土地利用和植被(NDVI)共5种相关因子,以1km格网数据为基础,运用AHP(层次分析法)对巴基斯坦洪水灾害进行了危险性评价。结果表明:巴基斯坦洪水灾害危险性受降雨和地形的影响较大,其危险程度东南部大于西北部,并由东南部向西北部逐渐递减。     

防汛决策指挥地理信息系统构建关键问题研究

根据陕西渭河下游流域现有资料、防汛实际应用需求及未来发展趋势,对基础地理、防汛专题等空间静态数据及水雨情等实时信息进行整合处理和有效集成,并基于开放性的面向服务的B/S架构体系理念以及空间和属性数据一体化、多源数据无缝集成的建库思想,开展了融信息实时监测、三维决策支持、地图查询定位、防汛预案展示、信息采编维护等为一体的流域防汛决策指挥地理信息系统的构建以及系统架构设计、数据组织处理、数据建库优化、地图缓存配置、数据共享交换等关键问题研究,可对提高流域防汛决策管理能力、减少洪涝灾害损失及构建人水和谐环境提供有力保障。     

Evaluating flash-flood warnings at ungauged locations using post-event surveys: a case study with the AIGA warning system

Abstract

This article presents a comparison between real-time discharges calculated by a flash-flood warning system and post-event flood peak estimates. The studied event occurred on 15 and 16 June 2010 at the Argens catchment located in the south of France. Real-time flood warnings were provided by the AIGA (Adaptation d’Information Géographique pour l’Alerte en Crue) warning system, which is based on a simple distributed hydrological model run at a 1-km² resolution using radar rainfall information. The timing of the warnings (updated every 15 min) was compared to the observed flood impacts. Furthermore, “consolidated” flood peaks estimated by an intensive post-event survey were used to evaluate the AIGA-estimated peak discharges. The results indicated that the AIGA warnings clearly identified the most affected areas. However, the effective lead-time of the event detection was short, especially for fast-response catchments, because the current method does not take into account any rainfall forecast. The flood peak analysis showed a relatively good correspondence between AIGA- and field-estimated peak values, although some differences were due to the rainfall underestimation by the radar and rainfall–runoff model limitations.

Editor Z.W. Kundzewicz; Guest editor R.J. Moore

Citation Javelle, P., Demargne, J., Defrance, D., Pansu, J. and Arnaud, P., 2014. Evaluating flash-flood warnings at ungauged locations using post-event surveys: a case study with the AIGA warning system. Hydrological Sciences Journal, 59 (7), 1390–1402. http://dx.doi.org/10.1080/02626667.2014.923970     

洪水影响预报和风险预警理念与业务实践

我国是世界上洪涝灾害频繁而严重的国家之一,洪水预报预警是防汛减灾工作中重要的非工程措施和洪水防御工作的耳目和参谋。从水文行业的视角,回顾了近年来我国洪水预报预警技术与业务进展,分析了当前洪水预报预警工作面临的新形势和新要求,对比国内外同类行业发展查找了存在的差距,阐述了洪水影响预报和风险预警的定义和理念,从顶层对基于影响预报和风险预警的新一代洪水预报预警系统("国家洪水预报预警系统")总体框架进行了研究和设计,一些关键技术成果在大范围洪水早期预警业务实践中得到了探索应用,取得了较好的效果。     

防洪优化调度多约束启发式逐步优化方法

决策者的经验和知识判断对实际洪水调度有着非常重要的影响,为此,将决策者预泄控制的实践经验和泄流状态持续性要求纳入模型约束条件中,提出了防洪优化调度多约束启发式逐步优化方法。该方法以最大削峰为控制目标,将水库泄流的一般操作原则概化为启发式信息,以洪水涨落和水位升降作为泄流增减的判别依据,与优化搜索相结合,采用启发式逐步优化算法求解。以水口水库为例,采用5个方案对所提方法进行了对比分析。结果表明,提出的方法可以充分考虑决策者的经验和知识判断,降低了预泄腾库水位过低造成的回蓄风险,避免了泄流过程的波动,得到符合实际洪水调度要求的计算结果。