双曲正切法计算年径流均值参数的率定及应用

通过对流域不同下垫面产流特征的研究,将流域下垫面划分为若干种类,进一步确定不同种类的下垫面产流特性,并将这种产流特性应用到双曲正切模型法中,以便计算无实测资料的设计流域年径流均值。对于无实测资料的设计流域,年径流均值一般通过等值线法、双曲正切模型法或其他数学模型求得。在实际分析计算中,双曲正切模型法因参数少,计算精度高,应用的比较多。上述方法对无实测资料的设计流域合理选定模型参数,提高设计年径流均值计算精度有着重要的指导作用。     

山西省无资料地区水文计算方法与应用研究通过鉴定

<正>2012年12月25日,由山西省水文水资源勘测局编制的山西省无资料地区水文计算方法与应用研究通过专家鉴定。与会专家认为:该项目首次提出了水文下垫面科学分类方法,并编制了山西省水文下垫面地类图;系统建立了一整套无资料地区水文计算模型和方法,构建了幂函数地表径流计算模型和基流计算模型,首次提出了无资料地区偏差系数的计算公式,改进了无资料地区年径流变差系数计算公式,提高了工程水文计算的可靠性;研究提出     

流域输沙模数线性回归模型研究

在小流域水利工程设计中,由于泥沙监测资料少,给水利工程设计带来不便。现通过对一元回归模型原理及显著性进行分析,结合西台峪小流域实验站多年输沙监测资料,建立年输沙模数与年降水量的相关关系,并对其相关性进行检验。根据该小流域实验资料建立的相关关系,在附近流域进行水利工程设计时,在下垫面因素比较相似的情况下,可以移用该流域相关关系计算年输沙模数。     

汾河流域生态修复地表径流计算分析

在对汾河流域水资源变化形势深入了解,开展相关方面的调查、分析和研究的基础上,采用基于流域水文下垫面地类划分建立的降雨产流模型进行地表径流计算,具有较高的计算精度。流域生态修复改变了水文下垫面条件,通过对治理水平年地表径流量的计算,表明生态修复可增加流域地表产水量,流域生态可得到较好恢复和改善。     

年径流变差系数CVR经验公式及其参数的地理综合

在涉水工程设计初期,需要对涉水工程的设计年径流进行分析计算,以确定工程不同保证率的正常年来水量,从而指导工程运行管理过程中的兴利调节。而设计年径流分析计算的核心就是计算设计流域年径流3个统计参数,即:年径流均值、变差系数和偏态系数。对于有实测资料的设计流域来讲,上述3个统计参数可通过对实测资料进行频率分析计算确定。对于无实测资料的设计流域,一般通过经验公式求得。现介绍了山西省无资料地区设计年径流变差系数CVR经验公式形成过程以及参数的地理综合。引入了流域气候特点和下垫面条件对CVR经验公式中各种参数的影响,提出了不同水文分区参数的综合结果。并通过对已有实测资料的水文站点进行演算,对误差进行了分析对比,从误差统计结果看,年径流变差系数CVR经验公式以及参数其计算精度能满足无资料地区设计年径流变差系数的求算。     

无资料地区设计年径流偏态系数经验公式建立

本文通过对山西省实测年径流系列资料的分析,提出了无资料地区设计年径流偏态系数Cs经验公式的建立以及参数的地理综合。揭示了设计年径流频率分析计算中年径流倍比值Cs/Cv与设计流域基流比重的相关关系。并通过对已有的实测资料的水文站点进行演算,对误差进行了分析统计,从误差统计结果看,年径流偏态系数Cs经验公式以及参数其计算精度能满足无资料地区设计年径流偏态系数的求算。     

无资料地区混合地貌流域设计洪峰流量计算探讨

目前无资料地区多采用经验公式法或根据暴雨资料推求设计洪水,这些方法的参数或公式多是根据单一下垫面情况分区建立的,对于混合型地貌并不能完全套用。由于所依据资料的可靠程度不同,各方法计算的洪水成果差异也较大,使得无资料混合地貌流域洪水参数选取及洪水量级更难确定。以南川河为例对无资料地区复杂地貌流域的设计洪峰流量计算进行探讨,分析结果表明:根据下垫面情况将流域分为黄土丘陵沟壑区和黄土林区两部分,分别按经验公式法、推理公式法推求各分区设计洪水并进行叠加计算,这样推求的洪峰流量成果更符合流域实际。     

西阳河流域李家河水电站径流分析

在无资料地区径流分析成果情况下,根据流域水文下垫面调查,流域或相近流域水文调查成果进行比较分析后,确定设计径流成果,既能保证成果的合理可靠性,也可满足设计精度要求。以西阳河流域李家河水电站为例,论述了无资料地区设计径流计算方法和过程,得出了设计径流成果。     

小涧河水库设计年径流量分析及评价

小涧河水库流域为无水文资料地区,收集整理周边雨量站、水文站、流域下垫面产流地类参数等数据,采用水文计算手册模型法、水文比拟法2种方法对该流域河川径流量进行计算,并对计算成果进行频率分析和年内月分配。经计算水文比拟法计算年径流深最大为100.4 mm,水文计算手册模型法96.2 mm。对比认为,水文比拟法计算成果可为运城市小流域无水文资料地区降水量、径流量计算提供参考。     

基流分割对城市雨洪模拟不确定性分析的影响

为了探究基流分割对城市雨洪模拟的影响,以济南市主城区流域为例构建SWMM模型,采用2005—2010年7场基流分割前后的实测洪水资料校验模型,应用GLUE方法,以均方根误差为似然评判依据对模拟结果进行不确定性分析,探讨了基流分割前后流量数据对模拟结果不确定性的影响。结果表明：各场次暴雨基流占洪峰流量的比例均值为13.38%,对洪水模拟效果影响较大;GLUE方法能够有效提取高精度参数集,相比于原始流量序列,应用基流分割后流量作为校验模型依据,流量过程90%置信区间覆盖率增大100%,平均偏移幅度和平均对称度分别减小42.60%和87.19%。通过基流分割可有效降低流量数据作为模型校验数据导致的模拟结果不确定性,提升洪水预报性能,获取更精确对称的流量预报区间。     

无资料地区中小型水库预测预报方法研究

无资料地区的水文研究是水文预报的难点和重点,流域下垫面条件是流域产汇流的重要因素。采用《山西省水文计算手册》流域下垫面划分方法,结合长治、晋城两市中小型水库流域产流、汇流及有关的河道特征等资料,给定相应产汇流参数,根据不同降水情况进行中小型水库洪峰、洪量、洪水过程模拟,提出与实时降水相关的洪水预报方法。     

基于水文下垫面分类的流域来沙量计算方法

针对无资料地区流域来沙量的计算,建立了基于水文下垫面产沙地类的地区雨沙模型,该模型既反映了不同时段雨强对产沙的作用,又反映了流域下垫面的作用,较好地解决了模型参数的地区移用问题。     

1954—2010年皇甫川流域基流变化及原因分析

以皇甫川流域1954—2010年的日流量资料为基础,采用递归数字滤波法进行基流分割得到基流数据,利用小波分析对该基流进行周期和趋势性分析,最后采用CPA法对该基流进行突变分析。基流趋势分析表明,皇甫川流域年均基流量呈明显下降趋势;小波分析表明,皇甫川年均基流量在时间序列上存在着3~8 a、8~17 a、17~26 a的周期变化,且皇甫川流域年均基流量在2015年、2016年左右将处于偏少期;CPA法分析表明,皇甫川流域年均基流的突变发生在1962年、1983年、1999年,主要受气候变化和人类活动的影响,特别是1999年后,在气温上升、下垫面变化和矿产资源开发的共同作用下,皇甫川基流量进一步向减小突变。     

无资料地区计算年径流均值的幂函数法

针对无实测资料地区水文分析计算之需,提出了以幂函数法计算设计年径流均值的方法。研究了幂函数法的模型建立、参数率定、模型检验与应用等方法。以山西省水文分区的中区为例,引入幂函数模型,计算了该区设计年径流的均值。与实测资料相比,按参数一般值验算误差统计,误差在±20%以内的站点占72.5%,误差在±30%以内的站点占90.0%;按单站参数验算误差统计,误差在±20%以内的站点占92.5%,误差在±30%以内的站点高达97.5%,说明幂函数模型解决无资料地区设计年径流均值定量化计算的方法可靠,简单实用,且具有较高的精度,可以满足工程规划中水文分析计算的要求。     

淮北平原分布式除涝水文模型及应用

针对目前淮北平原除涝水文计算采用的经验排模公式仅考虑了设计净雨和排水面积两个因素,对于下垫面情况复杂的流域不能很好地反映峰量关系的情况,应用GIS技术根据DEM进行流域划分、水流方向确定等处理,并结合流域水文地质图、土壤分布图等建立GIS图层,进而构建淮北分布式水文模型。结果表明,该模型可用于无资料地区的排涝水文计算,应用历史数据对模型参数进行调试,模拟计算精度可达GB/T 22482-2008《水文情报预报规范》的甲级标准。     

河南省东湾流域下垫面变化对设计洪水的影响

以河南省东湾流域为研究对象,研究东湾流域下垫面变化对设计洪水的影响,通过对1970—2011年的径流资料进行一致性分析,确定1990年为径流系列变化的分界点,并用新安江模型分别率定1990年前、后两个系列模型参数。结果表明,东湾流域下垫面在1990年后发生了明显变化,下垫面的变化导致径流量减少。采用新安江模型修订方法,对1990年前洪峰流量进行了修订,相应的设计洪水频率较修订前平均偏小5%左右。     

变化环境下大清河山区典型流域洪水演变规律研究

在中国各大流域中,海河流域水文情势受环境变化的影响最为显著,深入研究环境变化对流域洪水演变的影响具有重要的实践意义。选取海河流域中部大清河山区紫荆关水文站以上和阜平水文站以上2个典型子流域,利用两站1960—2018年年最大洪峰对应的洪水过程和降水量资料,运用数理统计等方法分析流域洪水过程、径流系数和产流阈值的变化,采用时变参数模型GAMLSS分析非一致性条件下洪水频率的变化情况。结果表明：2个子流域1960—2018年的洪峰流量序列均呈显著下降趋势,且不同阶段洪量及径流系数的均值也呈现持续下降趋势。2个流域2000—2018年产流阈值的均值分别为14、16 mm,下垫面变化引起的水文非一致性对设计洪水值的影响显著,在未来水文分析计算中应重视环境变化对水文序列的影响。     

黑河流域土壤墒情预报模型

针对黑河流域水资源匮乏问题,考虑了流域下垫面因素、气象因素以及实时灌溉的空间分布对土壤墒情的影响,为满足流域水资源实时调度模型系统的需求,建立了适合于该流域的土壤墒情预报模型;利用该模型对黑河流域2001年研究区内各计算单元不同作物的净灌溉定额和需水量进行计算,并与传统方法计算的需水量比较来检验模型的可行性。在黑河流域水资源实时调度需水计算中进行了初步应用,结果表明该模型能满足流域水资源实时调度的需要。     

皇甫川流域降水基流特征及其响应关系

采用不同方法对黄河中游典型黄土丘陵沟壑区皇甫川流域1954—2012年的日流量进行基流分割,可知Eckhardt数字滤波法及其与改进最小滑动法结合使用所得基流值较为合理。多种方法分析表明,流域年内降水分配不均匀,主要集中于夏季,冬季少雨,且夏、秋季呈显著变化趋势;多降水年、普通降水年及少降水年的雨量空间分布均不一样,年际面降水量无明显突变点,表现为波动变化;流域基流呈显著下降趋势,1999年为突变点,2010年11月—2011年12月间基流出现断流。通过分别比对基流—气温和基流—降水数据的变化过程、变化趋势,结合基流—降水双累积曲线,发现基流与气温间相关关系较弱,降水是影响基流变化的次要因素,在全球气候变化背景下,人类活动的增强是促使基流变化的主要因素,人类活动和降水变化的共同作用导致皇甫川流域基流整体呈下降趋势。     

两种洪峰流量的计算方法对比分析

为有效地获得洪峰流量,以罗庄水文站下游断面为例,分别采用P-Ⅲ型曲线适线法和流域模型法进行洪峰流量的计算。经过对比分析,P-Ⅲ型曲线适线法适用于有水文资料区域,且断面下垫面与水文站较为一致的情况;流域模型法适用于有资料或无资料地区的水文分析计算。两种方法计算结果比较接近,均可作为下游断面洪水分析的基础。