摘要：受气候变化和城市规模不断扩张等因素影响,城市地区降雨过程的时空动态性愈发明显,通常采用的点、面雨量等表达方式难以体现这种时空动态性。随着降雨观测技术的进步,大多城市积累了长序列降雨观测数据,其中蕴含了丰富的降雨时空过程信息,为预报降雨或设计降雨的时空展布提供了可能。设计了一套降雨时空展布方法,包括数据收集、标准化处理、降雨场次划分、时空模式提取、标准网格插值、时空展布等环节,并提出每个环节的处理步骤和关键问题。以北京市为例,对该技术方法进行了验证,选择了12 h、24 h、72 h 3个历时的场次降雨,提取的时空模式和展布结果表达出了场次降雨的时空动态性,并与历史的降雨过程表现出很好的匹配性。表明该方法可用于城市地区降雨典型模式提取,以及降雨过程的时空展布。该方法利用历史降雨数据提取降雨展布模板,输入场次降雨(或预报降雨)的总雨量,得到该场次降雨的时空分布过程,展布结果可为洪水预报提供更为准确的降雨输入条件。

摘要：随着城市建设的发展,降水频率和空间分布不断变化,传统的基于单站或代表站推求的设计雨型难以体现降雨过程的时空综合特征,不能满足精确识别降雨时空分布的要求。以20年(1999—2018年)的雨量监测数据为基础,以北京市山丘区及平原区不同流域为研究范围,利用机器学习方法提取各流域范围内的典型降雨特征,并对不同流域的降雨特征进行分析。总体来说,平原区降雨时空分布特征复杂,和山丘区降雨相比,平原区各历时降雨时空分布特征区别较大,降雨特征和下垫面地形相关。研究成果整合应用于北京市暴雨设计成果查询系统,可为北京市城市水资源合理配置规划和精细化管理及防洪规划提供基础技术支持。

摘要：山地城市气候多变,区域内降雨时空变化大,地形复杂,同时受外洪、内涝、山洪的威胁,灾害叠加,复杂多样,城市的防洪能力迫切需要提升,然而单一通过提高防洪工程标准的做法并不能解决城市复杂的洪涝问题。本文以福建省南平市为例,利用水动力学模型,在科学评估山地城市防洪标准的基础上,通过上游蓄洪、下游分洪等综合工程措施,将受淹状态调控在可承受的范围之内,降低城区内河道水位0.38~0.97 m,有效提升了城市防洪能力。

摘要：本数据集以公开的HydroSHEDS数据集和NPP-VIIRS夜间灯光月度合成数据为基础,生成了2012年4月至2021年10月逐月的全国河流逐月光污染指数数据。首先,以HydroSHEDS中的河段数据为基础,提取了全国河段数据,并根据全国水系图修正了其中的不合理的河段;其次,将水系数据与NPP-VIIRS栅格叠加,识别出水系流经的像元,从逐月数据中提取出每个像元的灰度值;然后,以10×10 km的格网为单元,综合考虑逐条河段的流量、夜光亮度值、网格内的河流长度,设计了河流光污染指数,并计算了每个格网的逐月的河流光污染指数;最后,形成了一套10×10 km分辨率的全国河流光污染月度数据集。本数h据集作为第一个全国河流光污染时空分布数据,反映了全国河流光污染的时空分布和演变格局,可为河流开发度和干扰度评价、光污染分析等相关研究提供参考。

摘要：大范围自然灾害调查,涉及区域环境差异大,数据获取方式多样,参与人员多,各级汇总成果中存在一些异常调查单元,需要人工判读其合理性,但单纯依靠人工从海量数据中有效识别异常是不现实的。本文设计了一种自然灾害调查数据的多尺度异常检测方法,综合运用离群检测方法和空间数据挖掘算法,分别进行异常值和异常空间分布模式检测,能够从海量调查数据中快速提取各级尺度的异常值和异常调查单元,支撑人工判读工作。将该方法应用于全国山洪灾害调查评价汇总数据的审核中,以全国历史山洪灾害点和防治区乡镇面积审核为例,分别快速提取了县乡两级区划中的山洪灾害点密度异常单元和面积值异常的乡镇单元,通过对检测结果进行分析,发现是填报口径不一致、单位错误、记录重复等原因造成的。最后分析了该方法在大范围自然灾害调查中的适用条件和方法。

摘要：城市内涝风险的精细化管理和防洪排涝市政工程的科学设计,需要对当地降雨的时空分布特征有深入的了解。而传统以单站雨型代表整个区域降雨特征的分析方法,不能满足这一要求。本文尝试将机器算法引入到暴雨时空分布特征研究中,以北京城区2004-2016年降雨资料为研究样本,利用动态聚类算法,提取北京城区短历时暴雨时空分布的动态特征。经分析,北京汛期的短历时暴雨时空分布特征,可以分为3种类型:(1)降雨自西北部山区移动到城中心区,逐渐扩散到城区;(2)降雨集中在城区西南部地区,逐渐向北部和城中心区扩散;(3)降雨集中在城区中心区和东部地区,基本不发生移动。研究结果表明,基于机器学习算法提取的暴雨时空分布特征,与实际暴雨时空动态发展趋势相符,并且有各自对应的降雨形成的不同物理机制,可为城区降雨设计、城市内涝风险管理等工作提供借鉴与参考。

摘要：水利专业模型分析物理流域的要素变化、活动规律和相互关系,对水利治理管理活动进行智慧化模拟,为数字孪生流域提供算法服务,水利模型平台实现专业模型的软件化集成并为数字孪生流域提供核心支撑。从模型平台架构、功能设计、关键技术、主要特点等方面介绍了水利专业模型平台的设计,并结合南四湖水系实际应用案例,介绍了模型平台的实例化运行情况,对模型平台面临的问题和发展方向进行了探讨,供相关项目建设参考和借鉴。

摘要：水旱灾害风险普查是全国自然灾害综合风险普查的重要组成部分。水旱灾害普查形成了丰富的现场调查和分析评价成果,为支撑普查成果高效管理和深入应用,基于山东省水旱灾害风险普查试点成果,研发了普查成果管理平台。平台框架以数据模型为核心,以动态缓存、矢量切片为支撑,实现多源数据有序组织和高效管理;功能方面以数据看板实现数据多维度综合呈现,通过分级分类实现普查成果和调查成果的汇总统计和展示,集成水文、水力学和风险评估等专业模型实现暴雨洪水淹没范围和风险实时分析计算,为今后智慧水务、数字孪生应用提供有力支撑。本平台在山东省水旱灾害风险普查试点中得到了成功应用,相关经验和做法可供类似平台设计和研发参考借鉴。

摘要：全国山洪灾害调查评价成果数据类型多样、数据量大、数据结构关系复杂、专业性强。全国汇总数据量超过100TB,省级平均数据量达到TB级,数据有效管理难度大。基于行政区划隶属关系和小流域两条主线出发,设计全国山洪灾害调查评价数据模型,建立了对象实体模型、梳理了对象关系,利用ETL技术进行海量数据的多级综合与集成,形成多级数据综合成果。在此基础上,基于面向服务软件架构进行数据管理软件平台设计与开发,实现了不同管理层级差异化信息组织、多维信息关联分析、在线分析汇总统计等功能。解决了全国山洪灾害调查评价工作中海量多源数据管理、不同业务层级需求差异化等问题,可为各级山洪灾害调查评价数据管理与共享提供参考。

摘要：河湖水系生态连通是维系流域健康的重要举措之一。河道之间能否有效连通及功能的发挥程度与河湖水系的连通方案紧密相关。为准确高效地确定最优设计方案,以水系连通的理论定义为基础,研发了河湖水系连通“三层三库三模块”规划布局方案优选平台(RLCPP),以优选河湖水系连通的具体路径。数据平台以数据库、模型库、案例库“三库”作为支撑层,与功能层、交互层统一结合,并利用水系提取、图模型构建等关键技术,综合集成了水系连通规划方案优选分析、水量-水质-生态耦合分析模型集成及河湖水系生态连通案例库管理三大功能模块。平台可为河网水系连通规划制定及连通方案优化提供技术支撑。