基于等价地貌参数的地貌单位线确定方法

针对传统地貌单位线计算过程中地貌参数的获取在很大程度上受到面积阈值的影响,进而造成单位线不唯一的问题,从而影响汇流计算的精确度。为解决此问题,提出一种与面积阈值无关的等价地貌参数及其相应的地貌单位线计算方法,并将该方法应用于海南省中小流域,采用具有资料的定安河流域进行验证,将模拟径流与实测数据进行对比。结果表明,基于等价参数计算出的地貌瞬时单位线(GIUH)能较好地适用于流域的汇流计算。     

地貌瞬时单位线在滦河中小流域的应用

针对中小流域防洪能力薄弱、水文资料缺乏、洪水预报预警难度大的问题,选取滦河两个中小流域,分别采用经验公式法和地形地貌参数法确定流域平均汇流速度,推求相应的地貌瞬时单位线,采用清华大学GBHM产流模型,对该地区2017、2018年暴雨洪水进行模拟分析。结果表明,经验公式法推求的瞬时地貌瞬时单位线模拟精度较高,应用效果较好,可推广应用于无资料中小水库洪水预警预报工作中。     

基于地貌单位线汇流的新安江模型在洛阳河流域中的应用

针对无资料地区的洪水预报和设计洪水计算常受到降雨流量等资料制约的问题，以洛阳河流域无资料地区为例，通过DEM数据提取洛阳河流域霍顿地貌参数，计算洛阳河流域地貌单位线，从而建立起流域汇流与地貌参数之间的响应关系，并采用三层蒸散发和蓄满产流模型，构建基于地貌单位线汇流的新安江模型，同时结合遗传算法和客观优选法思路对洛阳河流域洪水进行模拟演算，并与传统的新安江模型结果进行对比分析。结果表明，基于地貌单位线汇流的新安江模型能取得较理想的模拟结果，可为中小河流无资料地区的水文分析计算提供可靠的技术支撑。     

马斯京根型流域地貌汇流模型

根据概念性流域地貌汇流模型的一般理论,以概念性元素"马斯京根河段"模拟各级河道的汇流作用,建立了以洪水波的波速和扩散系数为参数的马斯京根型流域地貌汇流模型;给出了三级流域时段单位线的表达式,并分析了模型参数对时段单位线的影响;讨论了参数的约束条件和推求方法,并对南雁流域的雨洪资料进行了实例分析．     

变动单位线与纳西瞬时单位线在洪水预报中的应用

针对洪水预报中采用不同的地面汇流方式影响预报精度的问题,将变动单位线与纳西瞬时单位线法分别应用于湖南省嘉禾子流域的地面汇流部分,采用遗传算法优选产汇流参数,并比较了两种方法的汇流结果.结果表明,采用变动单位线法的建模结果优于纳西瞬时单位线法的建模结果.     

地貌瞬时单位线参数敏感性分析

针对流域汇流速度和降雨时空变异性等不确定性因素为地貌瞬时单位线研究的难点问题,采用人工扰动法分析了汇流速度的敏感性,统计分析得出流域暴雨中心为汇流速度的主要影响因子,并建立了两者间的关系,进而由暴雨中心来推求汇流速度;同时比较分析了不同流域河网级别对地貌瞬时单位线的影响程度,得出流域河网级别为影响其他地貌参数的综合性参数,并选出适于研究流域水文模拟的最佳流域河网级别.     

几种常用汇流曲线单位(因次)问题的分析

结合河段洪水演算法及流域汇流瞬时单位线法中几种汇流曲线的基本概念,对汇流曲线的单位(因次)问题进行了分析和解释,明确给出了汇流曲线的单位(因次).结果表明,在流域汇流瞬时单位线法中长期以来认为时段单位线为无因次的,该提法不妥,时段单位线应为有因次,具有流量单位.     

云南省缺资料小流域临界雨量计算分析

小流域因缺乏长期监测的降雨径流资料,临界雨量的计算是其山洪灾害防治面临的难题之一。针对云南省山洪灾害特征,以典型资料匮乏小流域为基本单元,采用水位流量反推法、频率曲线法、灾害与降雨频率分析法3种方法分析临界雨量,并通过适用于资料匮乏地区的地貌瞬时单位线模拟流域汇流过程。结果表明,3种方法计算的临界雨量值较为接近,其中结合了地貌瞬时单位线的水位流量反推法更适用于计算分析云南地区临界雨量;可见在推求山洪灾害临界雨量计算时采用地貌瞬时单位线模拟云南省流域汇流过程合理可行。     

平原河网区坡面汇流分布式单位线研究

针对平原河网区无明确汇流控制断面,无法采用传统方法直接率定汇流参数的问题,综合河网多边形和地貌单位线理论,采用坡面汇流计算中不同滞留时间的水流面积按比例分配的方法,获得了以汇流速度为唯一参数的平原河网区坡面汇流分布式单位线。结合太湖流域1998、2000年的水位资料对分布式单位线进行率定和验证,结果表明分布式单位线的水位计算过程与实测过程吻合,可运用于平原河网区计算。     

河道洪水演算方法之间参数关系的研究

本文根据累积量定理推导了马斯京根法与扩散模拟法、加里宁一米留柯夫法与扩散模拟法之间参数关系的表达式,并与参数关系的水动力学推导作了比较,结果表明两者完全一样,本文还给出了滞时演进法与扩散模拟法之间参数的关系、河道洪水演算方法之间参数关系的研究,对概念性流域地貌汇流模型的建立具有一定的理论价值,而且对于认识汇流参数的推移和坦化作用以及汇流模型之间的比较均具有一定的实用价值.     

单洪峰作用过程河道岸坡冲刷量估算方法

山区洪水爆发后通常会造成河流大量塌岸和岸坡失稳,单次洪峰形成过程对冲刷起重要作用。为了估算单次洪水作用过程中的冲刷量,利用山区洪水过程概化模型推导了洪峰形成过程冲刷量方程,采用粒子群算法对洪水过程概化模型参数进行拟合,取得较好的一致性,并研究了洪峰流量为600m~3/s、单洪峰作用12h过程冲刷量主要影响因素。结果发现,三角形与梯形河道断面随土体抗剪强度变化,边坡坡脚冲刷量在0.55～0.70m~3之间,随河道比降变化,边坡坡脚冲刷量在0.5～1.5m~3之间,相同条件下梯形河道断面坡脚的冲刷量低于三角形河道,河道比降参数对冲刷量的影响大于土体的抗剪强度。     

洪水预报误差在河道演算中的传递分析

考虑入流过程洪水预报误差的随机性,基于Nash汇流理论建立了河道洪水演算的随机模型,在预报误差近似独立且服从正态分布时,推导了出流过程的计算公式和方差函数,定义了洪水预报误差随机性的传递函数,分析了洪水预报误差的随机性在河道洪水演算过程中的传递特征。实例应用结果表明,上游入流的洪水预报误差经过河槽调蓄或经由Nash汇流模型演算后,其不确定性会大为降低。同时,根据建立的河道洪水演算随机模型,还可以确定出流过程的置信区间,从而为估计河道防洪控制断面可能出现的风险提供理论依据。     

成都市锦江华阳段趸船工程影响河道行洪的模型试验

为了解趸船工程影响河道行洪的情况,以成都市锦江华阳段的趸船工程为例,对该趸船工程所在河道进行了概化,利用物理模型试验研究了趸船工程对河段水流流态、水位及流速分布的影响。结果表明,该趸船工程虽对局部河段的流态、水位和流速等均产生一定影响,且随来水流量的增加壅水影响范围逐渐加大,但其自身对河道的行洪影响程度,总体上来说较小。     

基于防灾能力的山洪灾害预警指标估算模型及应用

针对流域下垫面条件和河道条件等复杂地貌特征对山洪灾害预警指标确定影响较大的问题,以多种分布函数拟合极端降水序列,并考虑土壤产流能力、河道槽蓄水量等因素,通过模糊综合评价法量化小流域内防灾对象的防灾能力,提出基于防灾对象防灾能力的山洪灾害预警指标估算模型。选用罗敷堡小流域源头村二组作为防灾对象,利用该模型确定不同土壤湿度下各预警时段的预警指标范围;并将该模型结果、水位流量反推法结果分别与时段特征雨量进行对比检验,结果表明该模型所求山洪灾害预警指标范围合理可靠,可用于山洪灾害预警预报。     

HEC RAS模型在洪水风险分析评估中的应用研究

以海淀区北部的南沙河流域为例,采用HEC-RAS模型模拟了50年一遇洪水水文资料下的演进过程,并可视化显示水深、流速、淹没区域等信息。结果表明,该模型操作方便,计算效率较高,满足防洪规划要求,可作为洪水风险分析的理论技术支撑。     

考虑复杂河工建筑物的漫堤洪水一、二维水动力耦合模型

针对景观坝和过水路面等河工建筑物严重影响河道排洪泄洪问题,基于MIKE FLOOD平台构建漫堤洪水一、二维水动力耦合模型,模拟分析复杂河工建筑物壅水与漫溢洪水淹没演进过程。采用Abbott六点隐式格式和显式有限体积法分别离散求解一、二维水流运动方程,利用干湿水深理论优化模型运算效率,将河道内过水路面与景观坝作为宽顶堰概化处理,同步计算桥涵淹没出流。将模型应用于宁夏茹河(店洼水库至小河河口)河道跨河工程阻水效果及漫堤洪水的数值模拟。结果表明,模拟结果较真实地反映了河工建筑物对水流的阻碍效应及桥涵动态过流效果。研究成果可为宁夏茹河及其他类似河道的整治工程规划设计及风险评价提供参考。     

基于贝叶斯分析的概率洪水预报模型研究

根据贝叶斯分析,用先验分布考虑水文要素的自然不确定性,用似然函数描述水文模型和参数的不确定性,通过亚高斯模型对实际流量与模拟流量进行正态分位数转化,并对转化后的时间序列进行线性-正态假设,得到实际流量的后验密度函数的解析解。利用白云山水库的资料进行检验,结果表明贝叶斯概率洪水预报可显著提高预报精度,实现了预报与决策的有机结合。     

基于层次贝叶斯法的无资料地区洪水频率分析

为验证层次贝叶斯法应用于无资料地区洪水设计值估计的可行性,构建了基于GEV分布-层次贝叶斯法的区域洪水频率分析模型;建立了GEV分布参数与空间协变量的回归关系,用于站点间的信息融合以及无资料地区参数推理;采用基于Metropolis-Hastings抽样的MCMC方法对参数和超参数的后验分布进行求解,通过超参数的随机样本与协变量的回归关系估计无资料地区的洪水设计值及其置信区间。将此方法应用于淮河流域17个水文站年最大流量数据,并以其中2个站点为交叉检验站点用于无资料地区洪水频率推求,结果表明层次贝叶斯法的结果优于指标洪水法的结果,为无资料地区洪水设计值估计提供了新途径。     

基于PCA和AHP的小流域山洪灾害风险评价

为准确评价小流域山洪灾害风险,针对小流域山洪特点及成灾机理,以栾川小流域为例,选取汛期年最大1、3、6、12、24h降雨量及年均暴雨日数为致灾因子,地形高程、坡度及水系分布为孕灾环境,沿河两侧村镇人口和房屋密度为承灾体,构建了小流域山洪灾害风险评价指标体系,并采用主成分分析法(PCA)提取关键致灾因子、层次分析法(AHP)确定各指标权重,依托ArcGIS空间分析叠加功能得到小流域山洪灾害危险性分布图、易损性分布图和山洪灾害风险等级分布图。结果表明,栾川小流域中上游部分地区如常村、么坪村、新立村等所在的小流域属于山洪灾害高风险区,占流域总面积的15.4%,这些地区年最大降水量普遍较高,且沿河居民住户相对集中,山洪灾害风险等级最高;山洪灾害低风险区主要位于流域下游,如西地村、上河南村等,此结果与小流域历史山洪灾害分布情况相一致。分析结果可为有关部门防洪减灾提供依据,也可为同类小流域的山洪灾害风险评价提供参考。     

灰色三角白化权集对分析模型在河流健康评价中的应用

鉴于河流健康状况评估中存在评价等级标准不确定性的问题,多方面考虑河流自然环境特征及社会服务功能等因素,构建河流健康评价指标体系,并基于传统SPA模型,以灰色聚类法中不同灰类的聚类系数代替对应的联系度分量,引入灰色三角白化权函数处理等级标准的不确定性信息,同时采用主客观相结合的组合赋权法确定指标权重,提出灰色三角白化权集对分析模型,将其应用于某河的健康状况评价中。结果表明,某河2014年健康等级为中等,与实际情况一致,可见改进后的模型能够更好地处理等级标准的不确定性信息;同时根据评价结果,该河流应加大水污染治理力度,加强河岸防洪工程建设,以改善河流水质状况和提高防洪能力。