山西省浊漳河北源流域洪水峰量演变规律及联合分布研究

为研究山西省浊漳河北源流域洪水特征,采用浊漳河北源石栈道水文站1957～2016年共60a逐日流量资料,对洪峰流量、1日洪量进行研究。通过Mann-Kendall非参数检验法,揭示了该水文站洪峰流量和1日洪量演变特征及规律,并通过Copula函数研究了浊漳河北源流域洪水峰量联合分布情况。结果表明:洪峰流量和1日洪量均呈现明显的下降趋势;时间序列上洪峰流量在1971年后有显著的下降趋势,1日洪量在1974年后呈现显著的下降趋势;Copula函数可较好拟合浊漳河北源洪水峰量的相关关系。研究成果可为该流域水利工程规划设计和风险评估提供科学依据。     

基于Copula-Monte Carlo法的水库下游洪水概率分布研究

利用Copula函数构造水库调洪控制时段洪量和区间洪峰的联合分布,通过调洪函数将水库入库洪量转换为下泄洪峰,随机模拟得到两分区洪峰流量,提出了推求水库下游洪水概率分布的Copula-Monte Carlo(Copula-MC)方法。应用清江流域隔河岩水库实例进行验证,推求下游高坝洲断面的洪水概率分布,并与忽略洪水相关性的独立MC法进行比较,结果表明,独立MC法计算的洪峰流量系统偏小,会低估高坝洲断面的防洪风险;Copula-MC法得到的100年一遇高坝洲断面设计洪水与天然情况下相比减小32.6%。Copula-MC法充分考虑了上游水库断面和区间洪水的空间相关性及地区组成的随机性,结果合理可行。     

洪水分类的峰量棍合评价方法

基于洪峰流量和洪水总量之间的相关性及其在洪水分类评价指标中的首要性,以氓江紫坪铺 水文站1937一1990年的年最大洪峰流量和最大7d洪量系列为例,应用Copula函数方法构建了其洪 峰流量和洪水总量的联合分布模型并将其运用于洪水类型划分,最后对应用中可能涉及的问题进行了 讨论。峰量藕合评价方法是具有一定实用价值的一种洪水分类新方法。     

赣江流域洪水峰量演变规律及联合分布研究

为研究赣江流域洪水特征,基于赣江流域外洲水文站1950-2019年共70年逐日流量资料,对年最大洪峰流量和1日洪量进行研究,通过Copula函数研究其洪水峰量联合分布情况。结果表明：赣江洪峰和洪量保持良好的一致性,均呈减少趋势;洪峰和洪量的最优分布均为gamma分布函数;Frank copula函数可以很好的拟合赣江洪峰和洪量的相关关系;洪水单变量重现期为5年一遇时,实际重现期为4.89～5.12年;当单变量重现期为100年一遇时,实际重现期为72.51～161.05年。     

基于Copula函数的洪峰洪量联合分布研究

采用Archimedean Copula函数族中的4种函数,以陕北地区神木站48 a的洪水资料为例进行了洪峰和洪量的联合分布及两变量的联合重现期计算。结果表明:通过相依性度量,神木站洪峰和洪量有较高的相依性;Fank Copula函数拟合洪峰和洪量的联合分布效果较好;运用Copula函数进行洪峰洪量联合分布的计算相对简单、灵活,可应用于多变量水文频率分析计算。     

基于 Copula 函数的飞来峡水库坝址洪水峰量联合分布研究

基于Copula函数分析了飞来峡水库坝址洪水洪峰和最大7 d洪量联合概率分布特征,获得如下结论：拟合优度检验指标表明4种Archimedean Copula 函数中Gumbel-Hougaard Copula函数拟合两者的联合概率分布效果较好;洪峰与最大7d洪量的联合重现期小于相应边缘分布的重现期,而同现重现期则大于相应边缘分布的重现期,以单变量计算推算的设计值实际上达不到所要求的设计标准;基于两变量联合分布得到的洪水频率分析计算结果更合理。     

考虑非一致性条件的淮河干流洪水分析

环境的变化和不确定性导致水文序列表现出非平稳特征,基于一致性条件的洪水风险分析忽略了气候变化和人类活动等因素的影响,会低估洪水风险。研究采用GAMLSS模型作为边际分布模型,以降水作为协变量,对淮河干流部分重要水文站点的年最大1 d流量和年最大15 d洪量序列进行非一致性频率分析,探究非一致性条件下洪峰和洪量设计值的变化。结果表明：在大洪水年份,基于一致性条件的洪峰和洪量边际分布设计值低于非一致性条件下的设计值。运用Copula函数构建两种条件下洪峰和洪量的联合分布模型,分析50年一遇的峰量同现超过概率,发现在大洪水年采用一致性条件下的同现超过概率容易忽略峰高量大的洪水风险。     

Copula函数在水库峰量联合分布研究中的应用

将“7·20”降雨产生的特大洪水特征值纳入单变量洪水频率分析,采用Copula函数构建联合分布,计算两变量联合分布函数和重现期。以常庄水库69年洪水资料为例,绘制洪峰、24小时洪量的两变量联合分布频率图和联合重现期等值线图。结果表明,Clayton Copula函数对峰量联合分布的拟合效果较好;同一设计重现期条件下,两变量联合分布洪水频率分析结果较单变量分析结果偏安全。     

享堂水文站洪峰流量还原计算分析

享堂水文站是流域机构设立在大通河的唯一一个国家基本水文站,始建于1939年,主要任务是掌握大通河流域水沙变化规律,为工农业建设积累水文资料,同时为国家防总及黄河防总及时提供水文情报。受上游水电站运行影响,改变了享堂水文站的水文测验特性,导致实测洪峰流量偏小,通过分析享堂水文站与上游水文站洪峰流量资料,对享堂水文站洪峰流量进行还原,以还原到受水电站影响前的洪峰流量。结果表明：还原后的洪水计算从上下游关系看,洪峰流量、洪量的平均值及同频率设计值从上游向下游递增,但上下游相差不大,符合流域的洪水特性,因此,还原后的洪水计算成果是合理的。     

黄河中下游设计洪水成果修订及其影响研究

设计洪水成果是流域规划和工程设计的基础,是流域洪水管理的依据,其量级直接影响防洪对策的制定和防洪工程的布局及运用。依据最新的流域水文站实测水文气象资料、大中型水库蓄水变量、水利水保工程数据、历史调查洪水、洪水漫溢等资料,在历次规划或设计审查成果的基础上对黄河中下游设计洪水成果进行了修订。结果表明:修订成果采用的洪水系列较原系列延长近40 a,能较好地反映流域水文情势变化情况;修订成果对影响洪水系列一致性的因素考虑更全面,符合最新规范要求;与原成果相比,修订的三门峡站设计洪峰流量减小14.9%～16.0%,设计洪量减小10%左右,花园口站、三门峡—花园口区间设计洪峰流量、设计洪量均减小10%以内。此外,采用定性结合定量的方法分析了成果修订对黄河下游治理的影响。