Study on the Early Warning for Flash Flood Based on Random Rainfall Pattern

Water Resources Management - Flash floods cause great harm to people's lives and property safety. Rainfall is the key factor which induces flash floods, and critical rainfall (CR) is the most...     

对口丁坝双岸整治对黄河下游河道冲淤的影响

选取低含沙水沙系列、枯水多沙水沙系列以及规划设计的未来50 a水沙系列,利用黄河下游一维水沙数学模型,模拟计算了对口丁坝双岸治理方案下黄河下游河道在3种水沙系列条件下的冲淤状况。结果表明,游荡性河段采用对口丁坝方案整治后,输沙能力得到了提高,该河段多输送的泥沙一半以上输送到利津以下,其余部分淤积在高村—利津河段,其中淤积以高村—艾山河段为主,艾山—利津河段的冲淤情况与现状相比变化不大。     

对常用河渠立波公式问题的分析与修正

常用的河渠立波公式在个别场合计算的波速和波流量为无穷大，明显违背质量的能量守恒定律。本文分析了公式的推导过程，搞清了产生问题的原因，是公式推导时没有严格遵循物理学的规定而建立动力方程式，因此导致用物理学的基本定理推导出来的计算值，又违背自然界的基本定律，本文修正其错误后得到修正公式，清作了原公式存在的问题。     

非均匀颗粒群体沉速试验方法的分析

非均匀颗粒群体沉降现象在自然界相当普遍，本文分析非均匀颗粒群体沉速的试验方法，比较各种沉降试验和流态化试验，得到认识深度取样锥体筒流态化法是目前较好的试验方法。     

中国年最大致洪暴雨落区随机性描述与预测

鉴于中国年最大致洪暴雨落区的随机性,利用1900~2010年全国最大致洪暴雨落区分布资料,结合中国暴雨区划图并进行编号,得出每年暴雨落区的编号,从而形成年最大致洪暴雨落区时间序列。通过对该时间序列进行自相关、趋势、周期等一系列分析,发现该序列为独立序列,序列整体呈减小趋势,且通过了Kendall秩次相关检验,序列存在9年左右的第一主周期、5年左右的第二主周期和30年左右的第三主周期,可见该序列具有一定的规律性和可预测性。利用改进的BP网络方法对该时间序列进行模拟与预测,发现模拟和预测精度均较好,表明中国最大致洪暴雨落区具有一定的可模拟性和可预测性。     

基于IHA-RVA法的人类活动对窟野河流域水文情势影响评估

定量评估人类活动对流域水文情势的影响是维持流域生态平衡的一项重要基础研究工作。基于窟野河径流控制站温家川水文站1954~2016年的日径流数据,采用IHA-RVA法计算了水土保持效应期和煤矿开采影响期流域的水文情势指标变化情况。结果表明,水保措施和煤矿开采均导致窟野河径流的水文情势发生改变,其改变度分别为中度和高度,煤矿开采对流域水文情势的影响更大;受人类活动干扰后,温家川水文站在水土保持效应期有17个水文指标发生了中度改变,煤矿开采影响期有21个指标发生了高度改变,两个时期相比较有13个指标发生了高度改变,分别占指标总数的53.1%、63.6%、39.4%;水保措施涵养水源的作用较明显,煤矿开采的减水效应大于水保措施的减水效应,其中煤矿开采消减洪峰的作用大于水保措施消减洪峰的作用。研究成果对于流域水资源开发与保护有重要意义。     

多沙粗沙区水土保持措施组合的调查分析

通过对黄土高塬多沙粗沙区涉及较多的黄土丘陵沟壑区和黄土高塬沟壑区几条典型小流域和现有治理模式的调查分析，初步确定了多少粗沙区两个主要侵蚀类型区的水土保持措施组合方案。结果表明，黄土丘陵沟壑区第1副区和第2副区各水土保持措施面积占总措施面积的百分比：水平梯田18％-25％，人工造林45％-55％，人工种草20％-25％，坝地5.5％-7.5％，水地0.5％-2.7％，黄土高塬沟壑区北部和南部则分别为基本农田38％-50％、25％-38％，水保林43％-53％、33％-43％，经济林4％-15％、15％-25％，种草2％-6％、6％-20％.     

小浪底水库拦沙初期调控异重流方式初步研究

小浪底水库拦沙运用初期,黄河中游来的峰高、量小、沙多又不够一次调水调沙过程的洪水(在考虑水库前期可调水量之后)入库后一般会形成异重流,且出库沙量大、粒径细,因此水库应及时排出;但如果水沙搭配不好,也会使下游河道发生淤积,且呈现沿程均淤的特点;随着排沙期平均流量的增大,全下游淤积比不断减小,并可以由淤积转为冲刷。针对这类洪水,推荐以下游河道不淤积的关系式进行水沙调控,可以在水库适当补水的情况下实现下游河道少淤甚至不淤的排沙效果。     

考虑干支流倒回灌的小浪底水库异重流模拟

小浪底水库支流众多,支流库容占总库容的41.3 %,干支流倒回灌对干流洪水演进和库区淤积过程有重大影响,为此本文提出了考虑干支流倒回灌影响的水库一维明流及异重流耦合模型。推导了不同类型倒回灌引起的水沙控制方程附加项,并提出了相应的水沙耦合形式的浑水明流与异重流控制方程。针对不同的倒回灌形式提出相应的倒回灌流量计算方法：对于干流水位涨落引起的干支流倒回灌,提出了零维水库法在使用有限体积法的数学模型中的实现方法;对于异重流向支流的倒灌,采用考虑支流底坡影响的异重流倒灌流量公式计算。将这两种方法与已建立的水库一维明流与异重流耦合模型结合,模拟了2006年小浪底水库调水调沙实验的完整过程,对库区内水位下降、上游段冲刷及人工异重流形成与发展均做出了较为准确地模拟。模拟结果显示,干支流倒回灌过程对于异重流厚度变化过程和调水调沙出库沙量有显著影响,对于汛前泄水阶段库区水位下降速度也有一定影响,支流淤积在一次异重流过程淤积总量中可达43.5%。相对于简化干支流倒回灌过程的计算方法,该模型对异重流排沙比的预测效果更好,证明其有助于实现更加科学合理的调水调沙方案设计。     

黄土高原多沙粗沙区高含沙水流发生频率的时间变化

高含沙水流的频繁发生是黄土高原多沙粗沙区产生高强度侵蚀的重要原因。本文基于1967—1989年的系列泥沙资料和面雨量资料，分析了黄土高原多沙粗沙区8个流域高含沙水流发生频率随时间的变化过程。根据其不同的变化趋势，将研究区所有流域分成了两类。第一种类型高含沙水流发生频率随时间逐渐减小；第二种类型高含沙水流随时间呈先减小后增大的变化趋势。从汛期降雨量（6—9月）及人类活动（包括人为的减沙活动和人为增沙活动）两个方面对高含沙水流随时间变化趋势的产生原因进行了分析。结果表明，第一种类型主要受到同期汛期降雨量的减少以及各种水利水保措施减沙量从上世纪60一80年代逐渐增大的影响；第二种类型的流域在上世纪60年代末到80年代初高含沙水流发生频率的减小主要是因为上世纪60、70年代大量修建的淤地坝在70年代发挥了显著的拦减泥沙的作用；但到了80年代以后，新建淤地坝很少。原有淤地坝已大部失效，另外人为的增沙活动，如修路、开矿、建窑等活动在80年代以后显著增加，上述因素促使高含沙水流发生频率在80年代初期以后呈随时间增加的趋势。