贺江流域特大暴雨洪水特性分析

贺江流域"1994.7","2002.7"相继发生了特大洪水,给沿江两岸造成了严重的洪涝灾害.对这两场暴雨洪水的成因、雨洪特点、暴雨洪水过程、洪水组成、重要水利工程排洪等进行分析,探索出贺江流域特大洪水的成因及特性,为该流域水利工程建设和防洪规划提供科学的依据.     

渠江流域(宣汉段)水质及面源污染优先控制区研究

为了准确地把握渠江流域(宣汉段)面源污染现状,为全县水体环境质量达标提供实施决策以及现代先进管理提供科技支撑,分别使用了综合污染指数评价法和改进的内梅罗指数法对渠江流域(宣汉段)不同水期的水质进行评价;同时将输出系数法和源强系数法相结合,对宣汉县前、中、后河及州河流域内的面源污染情况进行了分析,识别出渠江流域(宣汉段)...     

滚石的运动速度与冲击力关系的试验研究

研究滚石运动速度与冲击力之间的关系,对于滚石灾害的预防和整治有着重要的意义。滚石冲击力的影响因素众多,其中滚石运动速度的影响较大。通过室内滚石撞击试验,即大理石圆球分别撞击3种不同材料的长方体面板,然后以传感器记录滚石撞击时的冲击力,以摄像机记录滚石运动过程,从而计算得到撞击时滚石的瞬间运动速度,然后观察试验现象并获得相关数据,分析二者的相互作用关系并研究其变化规律,发现滚石运动速度V越大,滚石冲击力F也越大。根据试验结果和数据的拟合,得出两者呈幂函数关系,即F与V的1.35次方成正比例。     

2010年瀚江流域“10·5”特大暴雨分析

利用淆江流域实测降水资料,分析渝江流域“10·5”特大暴雨的气候成因、降水过程、降水时空分布及暴雨特征,并与历史同期进行了比较。结果表明,淆江流域“10·5”特大暴雨降水过程主要集中在5月5-7日,强降水主要分为3个时段,具有降水集中、强度犬、有一个明显和稳定的暴雨中心的特点,导致渝江流域出现有实测资料以来的第二大洪水。     

长沙水文站洪水预报方法探讨

根据潭江流域长沙水文站水位受潮汐、洪水和上游水利工程措施影响的实际情况,对潭江流域的流域特性、长沙站历史洪水的影响因素进行分析,探讨适合于长沙水文站洪水预报的方法。     

两种距径比下微型组合抗滑桩物理模型试验

通过开展2种距径比下微型组合抗滑桩加固碎石土滑坡室内物理模型试验,分析微型组合抗滑桩的受力变形特点,研究距径比对微型组合抗滑桩整体抗滑性能的影响。试验结果表明①微型组合抗滑桩结构受力变形可分为3个阶段(无变形阶段—阶段—性破坏阶段);②桩顶位移超过总桩长的3.6%,微型组合抗滑桩就进入塑性破坏阶段;③桩顶连系梁有效约束了桩体位移,使得微型组合抗滑桩各排桩在位于滑面以上约l₂/8处(l₂为自由段长度)出现反弯点,且滑面以上l₂/5、以下l₁/10(l₁为嵌固段长度)范围内的桩身弯矩较大,且最大弯矩位于滑面以上l₂/20处;④距径比较小(即7.5)时,微型组合抗滑桩对桩间土体的“楔紧”作用较强,抗滑桩能承受更大的滑坡推力作用。     

2010年滃江流域“10·5”特大暴雨分析

利用滃江流域实测降水资料,分析滃江流域“10·5”特大暴雨的气候成因、降水过程、降水时空分布及暴雨特征,并与历史同期进行了比较.结果表明,滃江流域“10·5”特大暴雨降水过程主要集中在5月5-7日,强降水主要分为3个时段,具有降水集中、强度大、有一个明显和稳定的暴雨中心的特点,导致滃江流域出现有实测资料以来的第二大洪水.     

Cu2+污染红黏土抗剪强度与电阻率关系研究

为了探索快速评价重金属污染红黏土强度特性的新型手段,在室内开展不同浓度、不同干密度的Cu²⁺污染红黏土的直剪试验及其电阻同步测试试验,得到土体剪应力、电阻率-剪切位移同步变化曲线;分析初始干密度、垂直压力、Cu²⁺浓度对抗剪强度、电阻率的影响;依照抗剪强度指标(C、φ)原理选取电阻率指标(ρ₀、φ₀),并分析Cu²⁺浓度对抗剪强度指标(C、φ)、电阻率指标(ρ₀、φ₀)的影响;以Cu²⁺浓度为中间变量,进一步探讨抗剪强度与破坏电阻率、抗剪强度指标(C、φ)与电阻率指标(ρ₀、φ₀)之间的定量关系。试验结果表明:Cu²⁺污染红黏土剪应力-位移曲线呈典型的应变硬化型,电阻率随剪切位移的增大而减小;抗剪强度随初始干密度、垂直压力的增大近似线性增大,而电阻率随初始干密度、垂直压力的增大近似线性减小;抗剪强度及其指标(C、φ)、电阻率及其指标(ρ₀、φ₀)与Cu²⁺浓度间均呈负指数函数关系;抗剪强度与破坏电阻率、黏聚力与初始电阻率、内摩擦角与电阻率关系曲线倾角间的变化趋势一致,均呈现出较好的指数函数关系,可用于快速评价Cu²⁺污染红黏土强度特性变化。     

基于SWAT模型的流域特征自动提取

流域特征获得是进行流域水文特性分析的主要前提之一。本文以牛栏江流域上游河段的德泽水库为例,采用DEM作为基础数据在SWAT模型的环境下实现流域河网及边界的自动提取。结果表明:在牛栏江流域上游河段利用SWAT模型提取的流域河网与实际地形图上绘制的河网基本吻合,根据河网共划分45个小流域,提取的流域集水面积与实际集水面积相对误差2%,由此说明利用该方法提取牛栏江流域上游段河网及边界的可行性。     

软土变形指标与初始孔隙率的相关性分析

根据上海地区不同土层软土的一维和等向固结试验,得到一维固结下压缩指数C_c和回弹指数C_s与修正剑桥模型参数λ和κ之间的关系。鉴于室内试验耗时过长,而通过土样的基本物理指标(天然含水率w_n、孔隙比e₀、液限w_L和塑性指数I_p)来推算压缩指数和回弹指数是一个快捷有效的方式,对比发现土的变形指标与基本物理指标间存在一定的相关性。结果表明:C_c/n₀与C_c,C′_s/n₀与三轴试验各向同性固结下得到的C′_s之间存在较好的线性关系,并给出了对应的关系式。由此,上海地区软土的变形指标可通过初始孔隙率来估算。在已有试验数据的基础上,总结分析我国沿海多个地区(广州、天津、深圳、温州、福州等)压缩指数试验数据,发现沿海地区软土压缩指数与初始孔隙率之间均存在较好的线性关系,并给出了对应的关系式。     

SCS模型在山区小流域山洪灾害预报预警中的适用性分析

预报预警是山洪灾害防治中重要的非工程措施,是防灾减灾救灾的关键环节。选取分别代表秦巴山地水资源保护区、西南地震作用区、喀斯特地区、黄土高原超渗产流区、东南沿海台风影响区的湖北省丹江口官山河流域、四川省都江堰白沙河流域、贵州省望谟县望谟河流域、陕西省子洲县岔巴沟流域、广东省高州市马贵河流域这5个典型流域,通过构建改进的SCS模型进行历史山洪模拟,探讨该模型在小流域暴雨山洪预报预警中的广泛适用性。结果表明:基于SCS模型构建的小流域暴雨山洪预报方案中官山河、白沙河、望谟河、马贵河方案均为乙级方案,可用于正式发布预报;岔巴沟为丙级方案,可用于参考性预报。SCS模型在5个典型示范区的洪峰流量预报精度普遍在80%左右,高于我国山洪灾害洪峰流量预报平均水平(40%)。总体来说,SCS模型对各类典型流域的山洪模拟效果较好,能够用于山洪灾害预报预警业务。SCS模型结构简单,参数少,特别适用于无资料地区推广应用。     

近十年中国陆地水储量变化及其时空分布规律

利用GRACE重力卫星数据分析了我国及十大流域近十年水储量变化趋势、年变化特征、年内分布特征以及时空分布规律,结合TRMM降水数据分析了水储量与降水的关系。研究结果表明:近十年,中国水储量变化趋势具有空间差异性,西南大部、华北平原及黄河中下游、西北准噶尔盆地一带水储量呈减少趋势,东南部、长江大部分区域、长江黄河源头以及塔里木盆地区域水储量呈增加趋势;中国水储量年变化幅度较小,淮河、海河、珠江、松花江流域振幅较大,西北诸河流域振幅最小,全国除黄河、海河和西北诸河流域外,流域水储量年变化与降水年变化均呈显著正相关,东南诸河、珠江、长江流域相关系数均达0.7以上;年内分布上,我国冬春季水储量亏缺,夏秋季水储量盈余,3月-4月西南诸河及长江流域水储量亏缺严重,7月-9月则盈余较大,华北平原5月-7月水储量有亏缺,其他月份则水储量略为盈余。此外,黄河、长江、东南诸河、西南诸河以及珠江流域水储量与降水量年内分布一致性较好,西北诸河流域2月-4月份水储量与降水一致性较差,其他月份一致性较好,而其它流域则一致性较差。     

三峡工程投运后长江蓄滞洪区规划建设建议

长江洪水峰高量大、历时长,利用蓄滞洪区有计划地分蓄洪水,是保障重点地区防洪安全的重要措施之一。分析了三峡工程投运后,长江蓄滞洪区的作用,提出要根据防洪形势的变化,动态研究长江超额洪量;要考虑三峡工程建设运行后的新的情况,合理布局长江流域蓄滞洪区;按照使用几率,分洪效果及其重要性进行蓄滞洪区分类及建设。     

资料匮乏地区中小流域设计洪水计算方法的研究

因缺乏实测流量资料,中小流域常采用暴雨资料推求设计洪水。文章以乌托水电站近坝支流--谟章河为例,首先基于数字高程模型（DEM）和ArcGIS平台提取流域特征信息,为谟章河设计洪水推求提供基础条件;然后利用反距离权重插值法计算谟章河流域设计暴雨;接着利用SCS模型进行产流计算,利用推理公式法进行汇流计算。计算结果表明,推荐的中小流域设计洪水计算方法是可行的,对解决资料匮乏地区具有一定的参考价值。     

中国流域降水数据的空间插值方法评估

降水量的空间分布信息在水资源管理、旱涝灾害预测和可持续发展等研究领域具有重要价值。以中国1 915个气象站在1981～2010年间的平均降水量观测数据为基础,选取了反距离权重法(IDW)、径向基函数法(RBF)、全局多项式法(GPI)、局部多项式法(LPI)、普通克里金法(Ordinary Kriging)、简单克里金法(Simple Kriging)、泛克里金法(Universal Kriging)以及经验贝叶斯克里金法(EBK)8种空间内插方法进行评估。研究依据DEM数据的流域分析结果,对我国三大流域的降水量进行区域插值,同时采用交叉验证方法,对中国范围整体插值精度以及分区后三大流域的插值精度分别进行了验证。结果表明:对全国范围内采用经验贝叶斯克里金插值法取得了较好的效果;三大流域中,对黄河流域采用泛克里金法最优,对长江流域采用普通克里金法最优,珠江流域采用径向基函数法最优。最后以流域内的城市为例进行验证,结果表明各流域的最优空间插值方法具备有效性和指导价值。     

基于分布式水文模型的“尼伯特”台风暴雨洪水反演

台风暴雨具有强度大、降雨集中的特点,容易在沿海地区中小流域形成局地破坏性洪水灾害,基于高精度地形地貌数据构建分布式水文模型,是实现中小流域洪水模拟和预报的重要手段。以福建闽清县梅溪流域为研究区,基于高精度DEM、土壤和土地利用数据,采用中国山洪水文模型(CNFF-HM),构建了梅溪流域分布式水文模型,以56场实测水文气象资料对模型进行率定和验证,并对2016年7月9日发生的"尼伯特"台风带来的暴雨洪水进行反演。结果显示,构建的分布式水文模型验证和率定效果良好,对"尼伯特"台风暴雨洪水模拟的洪峰流量误差小于20%,确定性系数达到0.96,因此模型能够很好地反映流域短历时强降雨引发的洪水特征,为流域防洪减灾提供可靠的技术支撑。     

Impacts of climatic variability on northward flowing rivers in North America,using a paired basin approach

Northward flowing rivers are the most vulnerable system to a general early warming trend in terms of flood risk. In a changing climate, how well we understand the variability of precipitation and streamflow and the correspondence between them determines the appropriateness and efficiency of river engineering activities, flood control structures, and water resource management policies. Using both time and frequency domain approaches, this study investigated variations and periodicities in precipitation and discharge of two neighboring northward flowing river basins, the Red River of the North (referred to hereafter as the Red River) basin and the Little Missouri River basin in North America. Additionally, this study also characterized whether the most dominant quasiperiodic climate variation El Niño Southern Oscillation (ENSO) affected regional precipitation and streamflow. Results indicated that the southern and central Red River basin experienced significant increases in precipitation and discharge, particularly in cold season, while the Little Missouri River basin had no statistically significant change in precipitation or discharge. The global atmospheric oscillation ENSO had little effects on the regional precipitation and streamflow increases in the Red River basin. Furthermore, strong spectral coherences and prominent annual/semi‐annual periodicities in precipitation and discharge were revealed, confirming how precipitation determines frequency peaks and primary oscillation cycles of discharges in both basins. By removing broad‐scale climatic driver, this study indicated that some local forcing is most likely responsible for the excessive water abundances in the Red River basin, among which agriculture land usages stand out to be the most promising driver.     

西南山区泥石流灾害与厄尔尼诺-拉尼娜事件时空耦合关系分析

研究在厄尔尼诺-拉尼娜事件的影响下西南山区泥石流灾害的时空分布特征,将有助于为泥石流灾害的预测预报提供基础指导。根据统计数据,结合GIS空间分析技术,研究西南山区泥石流灾害事件与厄尔尼诺-拉尼娜事件的时空耦合关系。研究结果显示:厄尔尼诺-拉尼娜事件年西南山区泥石流灾害暴发频率在时间上总体呈增加趋势,且拉尼娜年发生频次多于厄尔尼诺年;厄尔尼诺-拉尼娜事件年西南山区泥石流灾害暴发在空间分布上主要集中于藏东南山区、横断山区、滇东北、贵州西部、贵州西南部、滇西北、大渡河及雅砻江流域等地区;厄尔尼诺-拉尼娜年西南山区泥石流灾害点的降雨量总体上大于多年平均降雨量。西南山区泥石流灾害事件与厄尔尼诺-拉尼娜事件存在明显的关联性,研究两者关系特征,将有助于对西南山区泥石流灾害进行多方位、准确合理的预测预报。     

基于SRM模型的金沟河流域融雪径流模拟

金沟河是以融雪为主要补给水源的山区性河流,为了更好地指导流域的水资源分配工作,在借助金沟河流域水文气象数据、DEM数据与MODIS数据的基础上,利用融雪径流模型进行金沟河流域的融雪径流模拟研究。研究结果表明:(1)SRM模型在金沟河流域具有良好的适用性,流域2009年4—9月份的拟合优度确定系数与体积差分别为0.87与2.0%,基本达到模型在其他流域应用的平均水平。(2)模型汛期峰值与峰值出现时间模拟出现偏差,汛期径流补给来源较为复杂。模拟结果可为金沟河流域径流预测提供一定的参考依据。     

DDRM模型在渠江流域的应用研究

为了进一步探究分布式水文模型(DDRM)的适用性,基于渠江流域的数字高程模型(DEM),提取了研究区域的边界、河网水系,计算了研究区域的地形指数;然后采用基于DEM的DDRM模型进行流域降雨-径流过程模拟,并用确定性系数、洪峰相对误差、峰现时间误差等对DDRM模型的模拟精度进行了评价;同时,对比分析了不同DEM栅格分辨率(1 km和2 km)对模型模拟精度的影响。结果表明:基于上述2种分辨率的DDRM模型在渠江流域降雨-径流模拟中均取得了较好的模拟效果,其中基于1 km栅格的DDRM模拟精度略优于2 km栅格。DDRM模型结构简单,参数较少、物理过程明确,而且能够模拟流域土壤含水量和径流量的空间分布,可为缺资料地区水文模拟提供一种新的方法。