多尺度水文水资源预报预测预警关键技术及应用研究

多尺度水环境模型的建立与应用分析水是生命的基本物质，水环境是人类生存和发展的重要基础。

近年来，随着城市化进程的加快以及环境污染问题的日益加重，对水环境的保护和治理越来越受到了人们的关注。

多尺度水环境模型的建立和应用能够有效地帮助我们更好地了解水环境的变化规律和演化过程，为水环境保护和治理提供科学依据。

一、多尺度水环境模型的概念及意义多尺度水环境模型是指在考虑多个尺度水文过程及其相互作用的基础上，采用数学模型和计算机模拟等方法还原水环境的空间分布和演化过程，探究水环境演化机理和影响因素，为水环境治理、空间规划和资源管理等提供科学依据。

多尺度水环境模型的建立和应用，可以帮助我们更深入地认识水环境的演化规律和过程，分析水环境变化的影响因素并制定相应的预警和管理措施。

具有较高的科学性和实用性，可广泛应用于城市化进程中的水资源管理、水污染治理、洪涝灾害预防等领域。

二、多尺度水环境模型的建立方法在建立多尺度水环境模型时，需要采用合适的建模方法和技术，包括数学模型、计算机模拟和数据处理等技术手段。

具体包括以下几个步骤：1. 数据采集和处理：从多个来源获取水文地理数据，包括降雨数据、径流数据、地形数据和土地利用数据等。

通过处理和分析这些数据，建立起关联性和影响因素模型。

2. 模型选择和构建：根据水环境系统的性质和特点，选择合适的数学模型和计算机模拟方法，进行模型构建和参数调整。

3. 模型验证和应用：通过案例验证和分析应用，验证模型的准确性和可靠性，并应用于实际的水环境管理和决策中。

三、多尺度水环境模型的应用分析多尺度水环境模型的应用范围广泛，包括水资源管理、水环境治理、洪涝灾害预防、生态环境保护等领域。

为了更好地了解和分析多尺度水环境模型的应用效果，本文以流域水环境管理为例进行讨论。

1. 模拟水文循环过程：应用多尺度水环境模型，对流域内降雨-径流过程进行模拟和预测。

通过建立自然和人为因素对水文循环过程的影响因素模型，可以较准确地预测水文过程的变化和趋势，为流域水资源管理和治理提供重要参考。

探究测绘新技术在水文领域的应用与发展测绘新技术在水文领域的应用与发展水文是研究水的运动、分布、转化和质量变化等方面的科学。

随着科技的不断发展，测绘新技术在水文领域的应用也越来越广泛，并取得了显著的进展。

一、遥感技术在水文领域的应用遥感技术是利用卫星、航空器等远距离感测装置，通过对地物表面反射、辐射、散射、吸收、发射等物理量的测量和记录，获取地球表面特征信息的一种技术。

在水文领域，遥感技术主要应用于水资源调查和水资源管理。

遥感技术可以通过获取水体的温度、湿度、悬浮物浓度等信息，进行水质监测和水体污染的动态调查与评价。

通过遥感技术，可以实时监测和评估水体水质的变化，发现污染源，及时采取措施进行治理。

遥感技术可以对水资源进行动态监测与管理。

通过遥感技术，可以获取水域的水体面积、水位和蓄水量等信息，进而分析和预测水资源的分布和变化趋势，提供重要的参考数据供水资源管理部门制定合理的水资源利用方案。

遥感技术还可以通过监测地表水特征、土壤水分含量、降水情况等信息，进行水文模拟和水资源预测。

通过将遥感数据与水文模型结合，可以模拟地表径流和地下水的变化，为洪水预警、旱情监测和水资源调度提供重要的支持和参考。

二、无人机技术在水文领域的应用无人机技术是利用无人驾驶飞行器进行多感知器件、无人控制和数据采集的一种技术。

在水文领域，无人机技术主要应用于水域调查、水文监测和水灾应急等方面。

无人机可以通过搭载高分辨率的相机，进行水域的高精度测绘和调查。

通过无人机的航拍，可以获取水体的几何数据和显色剂等理化指标，为水文调查和水资源评估提供高质量的数据。

无人机还可以实现对水体的实时监测和预警。

通过搭载传感器，无人机可以测量水体的温度、PH值、溶解氧、电导率等参数，实时监测水质变化，及时发出预警信息，为水质管理和污染治理提供支持。

无人机还可以进行水文灾害的监测和应急响应。

通过无人机的航拍和遥感技术，可以实时监测洪水、干旱等灾害的发生和发展趋势，为灾害应急响应提供及时的数据和支持。

城市淹涝灾害的多尺度模拟与预测一、城市淹涝灾害概述城市淹涝灾害是指由于极端天气事件、城市排水系统不足或河流水位上升等原因，导致城市地区出现大量积水，对城市运行和居民生活造成严重影响的现象。

随着全球气候变化和城市化进程的加快，城市淹涝灾害的频率和强度都在增加，给城市规划、建设和管理带来了严峻挑战。

1.1 城市淹涝灾害的特点城市淹涝灾害具有以下特点：- 突发性：通常由突发的极端天气事件触发，如暴雨、台风等。

- 影响广泛：影响范围广泛，可能涉及多个区域和行业。

- 持续性：积水消退缓慢，可能持续数小时甚至数天。

- 破坏性：对城市基础设施、交通、环境和居民生活造成严重破坏。

1.2 城市淹涝灾害的影响城市淹涝灾害对城市的影响主要体现在以下几个方面：- 基础设施损坏：道路、桥梁、隧道等基础设施可能因长时间浸泡而受损。

- 交通中断：积水导致交通中断，影响市民出行和紧急救援。

- 环境破坏：积水可能携带污染物，对城市环境造成二次污染。

- 经济损失：淹涝灾害可能导致直接和间接的经济损失，影响城市经济发展。

二、城市淹涝灾害的多尺度模拟多尺度模拟是指在不同空间和时间尺度上对城市淹涝灾害进行模拟，以更全面地理解和预测灾害的发生和发展。

多尺度模拟包括以下几个方面：2.1 宏观尺度模拟宏观尺度模拟主要关注城市整体的淹涝情况，包括城市排水系统的能力和城市地形对淹涝的影响。

通过宏观尺度模拟，可以评估整个城市的淹涝风险和制定相应的防洪措施。

2.2 微观尺度模拟微观尺度模拟则关注城市局部区域的淹涝情况，如单个街道、小区或建筑物。

通过微观尺度模拟，可以识别易涝区域和关键设施，为局部防洪措施提供依据。

2.3 动态尺度模拟动态尺度模拟关注城市淹涝灾害随时间的变化过程，包括降雨、排水和积水的动态过程。

通过动态尺度模拟，可以预测淹涝灾害的发展趋势和持续时间。

2.4 多尺度模拟的关键技术多尺度模拟的关键技术包括：- 高分辨率地形数据：获取高精度的城市地形数据，为模拟提供基础。

科技成果——多尺度水文水资源预报预测预警关键技术技术开发单位河海大学等研究背景在气候变化与高强度人类活动共同作用下，水循环时空规律发生了复杂变异，极端气候和水文事件时空格局出现了新特点，水文节律非稳态增强，不确定性加剧。

现有水文科学理论和方法，无论是物理还是统计的都难以对此进行精细刻画和揭示，提高不同尺度降水和水文水资源预报预测精度仍是水文科学界和工程界面临的难题，正在发展的大数据、星地遥感技术、全景物理实验、人工智能和动力学数学模型的结合，为流域水文循环的精确模拟提供了新途径，据此创新变化环境下基于气陆耦合的水文水资源预报预测理论，发展降低控制不确定性的多尺度预报预测预警技术和方法十分迫切。

拟解决的关键问题（1）气候变化下区域降水时空特征变化对水文水资源演变的影响机理；（2）高强度人类活动扰动下水文过程的累积响应机制；（3）基于气陆耦合的短中长期多尺度水文水资源预报预测及不确定性；（4）基于大数据异构共享及集群计算的云平台构建技术。

研究内容（一）基于物理实验和大数据的水文水资源规律解析综合高分辨率的地形、风速、植被等因素，提出了整合全球主要微波遥感卫星平台产品的方法、发展了多源卫星-站点降雨融合新算法，建立了基于多源卫星的土壤湿度遥感反演新方法。

基于实验流域开展了长期和场次尺度上地表水与地下水的稳定同位素，揭示了半湿润区山坡产流机理，建立降雨径流本构关系。

（二）基于气陆耦合模式的多尺度降水预测及可利用度评价开展了AHI资料与其它卫星资料的协同同化研究，评估了多源土壤湿度资料的适用性，探讨了适合于气陆耦合模式的陆面土壤湿度初始化方案，建立了多模式集成的动力-统计客观预报模型。

（三）变化环境下水文预报理论与模型研究以汉江流域、海河流域、渭河流域等为代表性流域，考虑水库集水面积与库容双因素，提出一种改进水库指标，增加地表水、土壤水、地下水等串联的垂向转化耦合模式，削减地面径流、壤中流、地下径流等并联的横向运移耦合模式，构建了全过程中尺度大气-陆面-水文耦合模型，为开展了水利工程群影响下水文过程扰动和累积效应研究奠定了基础。

水文分析在现代农业中的应用研究随着农业技术的不断升级和改善，农业生产方式也在逐步转变，目前大多数国家都已经开始重视节水农业。

水文分析在现代农业中具有借助科学技术来降低用水量，提高水资源利用率的重要作用。

本文将针对水文分析在现代农业中的应用研究进行阐述。

一、水文分析的定义和意义水文分析是指对水文学问题进行研究、分析、处理的一种方法和技术。

它是用数学模型来研究水文过程、预测水资源变化、优化水资源利用，并且确定水文学参数的科学方法。

而在现代农业中，水文分析的应用主要包括以下方面：首先，水文分析可以帮助农业生产者确定最佳的耕作计划和灌溉方案，节约用水并增加作物产量。

通过建立定量化模型，可以分析土壤、作物、天气等因素对水分资源的需求关系，最大化利用水资源，减少浪费，并且确保粮食生产和有机蔬菜生产的可持续性。

其次，针对旱区农业生产中常见的土地退化问题，水文分析可以为农业生产者提供一些解决方案。

建立预警模型，及时发现水资源的变化和异常，找出退化的土地和水源并制定相应对策，维护洪涝灾害的防范措施，提高农业生产的稳定性。

最后，水文分析可以帮助政府制定相应的农业政策和农业补贴。

通过对农作物需水量、水作物响应关系建立可靠的数学模型，可以预测未来水资源的分配和供需状况。

基于此，政府可以制定一些合理的补贴政策，加强对农业水利工程建设的支持和投入，调整农业耕地利用结构和布局，加强农村水资源的管理和保护，保障农业可持续发展。

二、水文分析的应用案例在实际应用中，水文分析已经被广泛应用于各种规模和类型的农业生产系统中，包括大型农业合作社到家庭菜园子等。

让我们来看几个实际案例。

案例1：利用水文学分析技术和资金支持，中国新疆的水果种植户可以大幅降低灌溉成本，同时提高了果蔬产量。

为了做到这一点，这些果农使用了合理的灌溉技术、测量感应器和面向模型的控制系统，实现灌溉相关数据的实时监控。

加上喷头、滴灌、紫外线除菌器等节水设备的使用，这些果农实现了丰富多样的水文分析技术，从而保障了他们的生计。

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中小河流洪水预报预警问题与对策及关键技术应用【摘要】中小河流洪水预报系统是一个具有较高复杂性的系统，其洪水预报效能也直接影响着我国整体经济的发展以及广大人民的人身安全和财产安全。

为了有效提高中小河流洪水预报的准确性，国家有关部门必须对中小河流洪水预报系统进行全面的分析，并针对系统中的难点与重点，采取一系列有效的措施，对其进行合理的改进和完善。

本文对中小河流洪水预报的难点及解决方案进行简单的分析。

【关键词】中小河流; 洪水预报; 难点; 解决方案1.中小河流洪水预报简析所谓的“洪水预报”，就是依据前期和现时的水文、气象等数据信息，揭示或者预测洪水的发生及其变化过程的一种应用学科技术。

它是防洪非工程措施的重要内容之一，直接为防汛抢险、水资源合理利用与保护、水利工程建设和调度运用管理，以及农业的安全生产提供服务。

2. 中小河流洪水预报工作的难点2.1数据资料和监管测试点较少从目前来看，中小河流的数据资料相对较少，这样就很难为形成完善的洪水预报系统提供具体完善的数据。

同时，因为监管测试点较少，且站网缺乏较高的精密度，导致监管测试点在对雨量进行监测的过程中依旧出现一定的问题，对于暴雨的强度等级和量度把握不准确，洪水预报系统就会存在问题。

2.2雨洪相应的复杂性与作业预报要求的简单性之间不能够达到平衡利用简单的相关图或者是统计模型进行洪水的预报，预报的效果往往取决于预报员的经验，而在技术上很难实现突破，这样推广起来也存在一定的难度。

而将集总模型或者是现有通用的水文模型应用到中小河流洪水预报工作当中，则会缺乏针对性，不能够很好的适应洪水的特征，预报的精度和预见期不能够满足需求，这种不平衡的状态是洪水预报中不可忽视的难点。

2.3 因为暴雨的时空分布存在不均衡的现象中小河流洪水灾害发生在流域内的某个小支流，而不是流域出口的位置时，就很难被测知。

同时因为中小河流的洪水发生时间较短，常规水文六小时的报讯方法不能够对其进行有效的预报，这样将会影响到洪水应急方案的制定，严重的时候将会发生洪水灾害。

中小河流“预测-预警-预报”模式探讨--以郁江支流镇龙江镇龙水文站为例吴立愿;黄建波;滕培宋【摘要】分析了郁江支流镇龙江镇龙水文站“2015.10”暴雨洪水过程，总结了这次洪水“预测—预警—预报”服务模式的经验，探讨了该模式在镇龙站这次洪水预报应用中存在的问题，并提出预测方面需要强化气象知识的学习及应用，预警方面需要滚动分析预测，及时发布预警，预报方面需要对中小河流尽快建立降雨～水位（涨幅）预估方案并掌握三角形入流等传统方法的建议。

%The Zhenlong hydrological station on Zhenlong River,one of the tributaries of Yujiang River,had seen a storm flood in October of 2015. The authors analyze the progress of this storm flood and summarize experience in rainfall amount and river regime prediction,alarm and forecast of this time;probe into the forecasting problem of Zhenlong station. It is put forward that more meteorological knowledge and application are required for prediction;rolling analysis and prediction as well as timely warning are required for alarm;rainfall-water level prediction scheme shall be established for middle and small rivers as soon as possible;traditional methods such as triangular inflow are also suggested.【期刊名称】《广西水利水电》【年(卷),期】2016(000)003【总页数】4页(P1-4)【关键词】中小河流;洪水预测;洪水预警;洪水预报;镇龙江【作者】吴立愿;黄建波;滕培宋【作者单位】广西壮族自治区水文水资源局，南宁 530023;广西壮族自治区水文水资源局，南宁 530023;广西壮族自治区水文水资源局，南宁 530023【正文语种】中文【中图分类】P3382012年之前，广西开展的洪水预报范围较小，一般只注重大江大河、重要防洪地区的洪水预报，中小河流、非重点防洪区的洪水预报很少关注。