基于FAHP-Fisher的最优分割法在汛期分期中的应用

针对传统汛期分期方法主观性较强的问题,提出以基于FAHP-Fisher的最优分割法进行汛期分期。并以张家庄水库流域为例,利用各月降雨径流的相关系数进行Fisher分割,定量确定汛期和非汛期;然后选取能够反映汛期水库流域洪水特征的旬降雨量、旬最大1日雨量、旬最大3日雨量及暴雨天数4项指标,采用FAHP法确定其权重系数;再利用Fisher对汛期进行详细划分。将分期结果与水库现行的分期方案进行对比并对该区域的气候成因进行分析,结果表明基于FAHP-Fisher的最优分割法应用结果可信,且适用性较强。     

基于分形理论的华南山区大型水利枢纽洪水分期研究

洪水分期是流域水文要素形态随时间变化规律的关键指标,在防洪管理及水利工程运行调度中发挥重要作用。分形理论是现代非线性科学的一个重要分支,是对具有自相似特性几何空间数据的重要分析工具和手段。为此,运用分形理论分析了华南山区典型大型水利工程——乐昌峡枢纽所在流域水文时间序列特征,研究了该流域水文序列的季节变异规律,并与传统方法得到的分期结果进行比较。结果表明,乐昌峡枢纽前汛期为3月1日～4月10日,主汛期为4月11日～6月30日,后汛期为7月1日～9月30日,与传统方法分期结果基本一致,且结果更加客观。     

汾河流域降水量时空分布变化对汛期的影响

合理地确定汛期是进行水库洪水调度的前提,对于流域、水库防洪及水资源的合理应用等具有重大意义。基于1957~2014年汾河流域13个气象站降水量资料,采用Mann-Kendall检验方法、Cramer法、Yamamoto法及Pettitt法检测突变点,以此突变点为分界线,采用扫描式滑动t值法研究突变年前后汛期的起止时间,采用PCA-Fisher最优分割法研究气候突变年前后汾河流域汛期分期的变化。结果表明,汾河流域降水量突变发生在1982年,汾河流域降水量突变年后多年平均降水量明显减少。在汾河流域降水量减少的同时,流域内降水量的年际分配越不均匀,突变年后各年内汛期起止时间波动幅度上升,从而导致流域内汛期提前并延长。     

基于Copula函数的水库汛期分期设计

鉴于水库汛期分期设计是充分利用水库洪水资源的重要手段,以红枫水库为例,在实测系列洪水中加入历史特大洪水,采用超定量方法取样,用混合Von Mises分布拟合洪水发生时间,建立了基于二维Frank Copula函数的洪水发生时间与量级的联合分布,推求分期设计洪水,进而进行了调洪计算,确定了水库汛期分期方式为汛前期(5月1日~5月31日)、主汛期(6月1日~7月31日)、汛末期(8月1日~9月30日),并在满足防洪标准的前提下,确定了各分期汛限水位分别为1 239.1、1 236.5、1 239.6m。     

汛期分期定量分析方法在汤河水库中的应用研究

针对水库汛期具有确定性、随机性、过渡性的变化特征,结合汤河水库汛期洪水变化规律,在分析数理统计法、模糊集合分析法、层次聚类法的基本原理及各自优缺点的基础上,分别应用3种方法研究了汤河水库汛期分期规律.综合考虑3种方法分析结果及该水库原有汛期分期方案,确定汤河水库优化汛期分期方案为:6月1日～7月20日为前汛期;7月21日～8月20日为主汛期;8月21日～9月10日为后汛期.     

气候突变对水库汛期分期及调度的影响

鉴于传统汛期分期方法较少考虑气候变化和极端天气等因素的问题,为更加科学合理地进行汛期分期,以张家庄水库为例,统计分析了研究区降水的时空分布特征,确定了研究区汛期为6～9月,并以1962～2008年介休市降水量(P)、平均气温(T)、日照时数(SD)等气象因子的年数据序列为指标,运用主成分分析法降维得到研究区气候评价综合指标,再采用Mann-Kendall法、滑动T检验法及Yamamoto法对比分析,检测到研究区气候突变年为1988年,以此突变年为分界点,采用PCA-Fisher最优分割法进行汛期分期,并分析了不同主汛期对水库调度的影响。结果表明,气候突变对汛期分期结果有一定影响,气候突变年后较整个时间序列得到的主汛期少11d,在水库调度过程中可有效改善水库下游水资源利用条件,缓解水库供水压力。     

基于模糊集合分析法与圆形分布法的水库汛期分期研究

为研究水库汛期分期基本原则,以构皮滩水库控制流域洪水为例,分别采用模糊集合分析法和圆形分布法研究了水库汛期分期问题。模糊集合分析法确定的主汛期为6月28日～8月7日;圆形分布法确定的主汛期不考虑洪水量级为6月2日～8月12日,考虑洪水量级为6月4日～8月5日;后者考虑了个别出现时间较早洪水,偏保守,且洪水取样时段对主汛期划分影响较小,洪水取样量级对主汛期划分有一定影响。水库入汛判断标准宜以模糊集合分析法为基础,汛期分期宜以圆形分布法为准。     

棉花滩水库分期设计洪水的研究及应用

结合棉花滩水库汛期洪水的变化规律,在分析年最大值法和分期设计洪水各自优缺点的基础上,采用成因分析法、变点分析法、数理统计法研究了棉花滩水库汛期的分期规律,并采用分期频率组合方法研究年最大值法频率分析计算结果与分期年最大值法的量化关系。结果表明,三种方法确定的棉花滩水库汛期分期是一致的,即5～6月为主讯期,7～8月为次讯期。     

汛期分期分析方法在佛子岭水库群的应用研究

针对暴雨洪水季节性变化规律的复杂性,以佛子岭水库群汛期为例,采用成因分析法、数理统计法、分形分析法、系统聚类法及圆形分布法定性定量分析了水库控制流域的汛期分期规律,并分析对比各种方法,从而获得了适用于佛子岭水库群的汛期分期优化方案。     

分形分析方法在汛期分期中的参数优选与应用

针对分形分析方法在水库汛期分期应用过程中存在的参数选取问题,对可能影响分期结果的切割水平以及时间尺度范围进行了参数优选,并以崖羊山水库的汛期分期为例,利用分形分析方法获得了该水库的汛期分期结果,经过对比分析数理统计法、模糊集合论方法的分期结果,进而验证了分形分析方法具有更高的准确性。     

淮河流域洪涝时空分布规律

基于淮河流域18个分区1953～2007年主汛期(6～8月)降水资料,采用Z指数法、数理统计方法和经验正交函数分解(EOF)研究了淮河流域洪涝的时间分布规律及空间分布特征。结果表明,淮河流域汛期各月发生洪涝几率的趋势变化不显著,但6、7月发生洪涝的几率比8月大;6月在1988后发生重涝、大涝频率较1988年前明显增加;6、8月发生洪涝事件主周期较长,分别为11、10年,7月较短为3年,7月需注意旱涝急转;淮河流域洪涝类型主要为流域一致型,即梅雨型洪涝,洪涝中心在润河集至蚌埠区间;淮河流域洪涝空间分布特征受地形、地貌的影响,西南山区汛期发生洪涝的可能性比西北平原大,西南部洪涝中心位于大别山的腹地横排头附近。     

淮河流域主汛期降水演变规律研究

基于淮河流域1953～2007年主汛期(6～8月)的降水量资料,分析了流域内淮河水系和沂沭泗水系主汛期降水量的趋势性、突变性和周期性变化规律。结果表明,两水系6～8月的总降雨均呈减少趋势,但淮河水系6月呈增加趋势,沂沭泗水系6、8月无显著变化;两水系主汛期的降水过程并非是一个完全独立的随机过程,除淮河水系7月表现为负持续性外,两水系其他各月均表现为正持续性;淮河水系6月、沂沭泗水系7月降水量发生显著性突变,但两者的突变性质相反,突变后淮河水系6月的降水量增加了24%,而沂沭泗水系7月降水量减少了19%;淮河水系和沂沭泗水系主汛期均具有8年的主周期,淮河水系主汛期各月的丰枯交替频率较沂沭泗水系高,但淮河水系各月的周期性变化与整个汛期周期性变化规律的一致性较差,而沂沭泗水系较好。