2024-09-30 点击:[]
大连海事大学讲师
魏国振,讲师,1990年生,2019年博士毕业于大连理工大学水文学及水资源专业,2019-2022年在新加坡国立大学系统工程管理系从事博士后科研工作,2022年10月正式加入大连海事大学港口与航运安全协同创新中心。魏国振博士先后师从大连理工大学知名防洪减灾学者周惠成教授(博士导师)、Lancaster University美国工程院院士Keith Beven教授(海外联合培养导师)和新加坡国立大学美国工程院院士Shoemaker Christine教授(海外博士后合作导师)以及国家杰青尤再进教授(博士后合作导师)。已在Journal of Hydrology、Water Resources Management、 Journal of Hydroinformatics等国际权威期刊上发表高水平学术论文12篇,其中第一作者和通讯共6篇(JCR-Q1区5篇,Q2区1篇);获得了防灾减灾相关授权专利共6项;获得了2022年“北京市水利学会科学技术奖三等奖”(3/6);获得了“国家留学基金委联合培养项目的资助;以技术骨干身份参与了新加坡国家研究基金会的卓越研究与科技企业(CREATE)计划项目(约合1亿元)、国家自然科学基金(60万元)、以及小型水库雨水工情自动测报和水库安全运行及防洪调度项目(2亿元)等一系列科研项目。
魏国振博士针对海岸河口淹没灾害、洪水预报预警、河口上游防灾减灾中的关键科学问题与技术难题,先后提出了增加防洪效益的“预泄理论”和“水库调度弹性应用理论”;研发了基于格点数分析和人工智能算法的快速洪水预测模型,计算速度提升30余倍;构建了飞云江河口风暴潮淹没模型,成功实现了业务化应用。主要学术业绩详细介绍如下:
⑴ 河口海岸淹没灾害
魏国振博士在新加坡国立大学博后期间作为技术骨干参与新加坡国家研究基金会的卓越研究与科技企业(CREATE)计划项目。在项目中,为解决因水动力淹没模拟高耗时而无法满足洪水预警要求的问题,创新性地提出了基于格点数分析和人工智能算法的快速洪水预测模型。以松花江河口蓄滞洪区为例,对该模型进行验证,结果表明所提模型的二维洪水淹没模拟计算时间由1小时缩短为2分钟,计算速度提升30余倍,为河口防灾减灾提供了强有效的技术基础。相关成果衍生的快速预测模型获得了“北京市水利学会科学技术奖三等奖”(3/6)。
针对高耗时水动力模型参数难以优化的问题,魏国振博士结合三维水动力模型、敏感性分析、PySoT(高性能计算方法)和超级计算机高性能计算平台,构建了高耗时水动力参数识别模型。以新加坡河口Serangoon水库为例,对模型进行了验证,结果表明,相较于传统算法需要20天才能实现参数识别,所构建模型仅需3天,计算速度提升约7倍。
魏国振博士成功申请且主持浙江省项目《温州飞云江河口风暴潮淹没模型研发》,基于ADCIRC构建了飞云江河口风暴潮模型,并与河口淹没模型进行二次耦合,构建了飞云江河口风暴潮淹没模型。所构建模型兼顾流域洪水与河口风暴潮,能够准确地模拟及预报洪潮耦合作用下的河口至赵山渡坝址以下以及金潮港感潮河段潮水位变化过程,该项成果已实现业务化应用。
⑵ 洪水预报预警
针对地形复杂、数据匮乏的流域,洪水预报精度较低难以达到预警要求的问题,魏国振博士创新性地提出了耦合DBM模型与卡尔曼滤波法的洪水实时预报模型。在数据匮乏的尼尔基上游流域进行了测试。结果表明,该模型能有效地提高洪水预报精度,使得预报结果的确定性系数由原有的0.75提升到0.85,能为洪水预警提供有效的帮助,相关成果已发表在权威期刊《Journal of Hydrology》上。
针对数据匮乏流域洪水事件难以实现分类识别的问题。魏国振博士首次创新性地从洪水发生发展过程出发,结合人类遗忘机制与确定性系数,建立了基于人类遗忘机制与确定性系数的洪水分类识别方法。研究结果表明,该方法在降雨-流量的非线性关系明显的流域表现良好,使得部分洪水预报结果的确定性系数由原有不足0.60,提升到0.80以上,相关成果已发表在权威期刊《Water Resources Management》上。
⑶ 河口上游防灾减灾
以往防洪调度中下游防护点风险评价完全根据最大破坏度进行评价,忽略了下游淹没时间和洪水淹没过程变化度等过程性指标。魏国振博士首次基于弹性理论提出了“水库调度弹性应用理论”,创新性地实现了对下游防护点遭遇洪水的过程性评价。最终所确定方案使水库下游风险更低,且能实现水库防洪效益全过程最大化,为河口防灾减灾奠定了理论基础,相关成果已发表在权威期刊《Journal of Hydrology》上。
魏国振博士现担任小型水库雨水工情自动测报和水库安全运行及防洪调度项目(2.023亿元)的调度模块组小组长。在该项目中,考虑到有效地结合预报信息制定洪水调控规则是防灾减灾的关键。魏国振博士凝练了相关调控经验,结合系统调控特性,创新性地提出了一种增加防洪效益的“预泄理论”,并在嫩江流域上游尼尔基水库进行了相关测试。结果表明,所提理论在保证兴利效益不变的同时,有效地增加了水库的防洪效益,相关成果已发表在权威期刊《Journal of Hydrology》上。
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