长江防洪有关水文问题探讨

探讨长江洪水的水文计算问题，建议舍弃水文系列中的不可靠的历史洪水与推算系列，直接采用１９４６ 年以来实测系列推算频率洪水；建议从可能的暴雨分布推算可能的洪水组合，由频率法与成因法联合确定设防洪水．１９９８ 年洪水流量不太大，洪量也与１９３１，１９５４ 年大体同一等级，推断只是由于河床沙砾卵石含量增大，河床粗化面不易冲刷，从而导致１９９８ 年洪水位最高、历时最长的一次特大洪水；建议水文部门进行全河段淤积、河床质组成的探测与水位流量关系变化的研究分析．     

汉江上游全新世古洪水水文频率分析研究

在汉江上游郧县庹家洲段发现含有古洪水滞流沉积物的剖面,通过对其进行理化性质分析及测年断代,发现该剖面记录了距今12 600~12 400 a、距今4 200~4 000 a、距今3 100~3 000 a和距今1 900~1 800 a(东汉A.D.200-300a)的4期特大古洪水事件。通过古洪水滞流沉积物指示的水位信息,利用HEC-RAS模型对其进行水文学恢复,计算出这4期古洪水的流量分别为54 920、51 300、43 500、37 050 m~3/s。分别利用实测洪水数据、实测+历史洪水数据、实测+历史+古洪水数据,建立汉江上游不同时间尺度的洪水序列频率。通过对比研究表明:将全新世古洪水水文学研究成果加入到洪水数据序列中,大大延伸了洪水序列的长度,在洪水流量频率曲线中,变外延为内插,提高了洪水频率计算的精度。研究结果对汉江上游水利工程建设、跨河交通工程建设以及防洪用洪具有重要的现实意义。     

景洪水电站历史洪水分析

本文简要介绍了景洪水电站水文研究中的历史洪水重现期及定量分析，并根据景洪河段复杂的河道特性，采用了适宜的水位流量关系曲线延长方法推算流量，在目前条件下，推荐的历史洪水成果是最合理的。     

三峡河段古洪水平流沉积指标体系

长江三峡工程古洪水研究工作的第一个关键是如何寻找和准确判断古洪水信息载体———古洪水平流沉积，因为这些沉积尤其是带有尖灭点的沉积形成与保存所需要的条件是相当苛刻的。根据淮河响洪甸、海河黄壁庄水库的古洪水研究，结合三峡河段的特点，建立了一套野外寻求和识别及实验分析判定古洪水平流沉积的指标体系，对古洪水研究的推广应用具有较高的实用价值。     

沁河古洪水沉积特征

以1482年沁河大洪水九女台洪痕所在点上、下游河段为例,通过野外勘测和试验分析,对沁河古洪水沉积物的沉积特征、粒度特征、重矿物特征以及年代特征等进行了分析。结果表明:古洪水平流沉积物以砂质、粉砂为主,结构较为密实,颜色与当地坡积物无较大差别;古洪水平流沉积物以砂质、粉砂为主,中值粒径为4.0 mm,分选性较好;古洪水沉积样品在相同的河段与现代洪水沉积的重矿物组合特征具有一致性;在2 500 aBP左右,我国境内或更广阔范围内可能有一次气候突变事件发生。     

古洪水水文学的研究与应用

二、确定古洪水的量级一旦根据洪水缓流沉积的淤泥层和洪痕的研究确认了各古洪水洪峰水位之后,研究者必须用几种水力计算法把这些资料换算为古洪水流量。为了准确说明河道的几何形态,必须对每一个研究河段作详细测量,测量的横断面要垂直古水流方向,用它们来说明研究河段的整个扩展、收缩和坡度变化。图3表示了美国亚利桑那州中部 verde 河上的研究河段。这里用20个横断面去确定它的几何形态。     

论古洪水研究在工程水文中的作用

古洪水的研究可以了解近期实测资料中尚未反映出来的洪水特征以及洪水的历史变化规律,从而加深对洪灾成因的认识,为制定减灾措施提供可靠的依据。对古洪水的定义、研究进展进行了阐述,指出古洪水的研究重点是由洪水沉积物保存下来的可分析的沉积记录。总结了古洪水的研究范围及所完成的工作。着重评述了古洪水在工程水文中的三大作用,依次为古洪水在极值洪水分析中的作用,古洪水在设计洪水中的作用,古洪水在检验PMP/PMF成果中的作用。     

长江中游河漫滩沉积序列对洪水事件的指示——以荆州扬子江剖面为例

作为全球变化研究的热点之一,古洪水研究对区域防洪减灾有着重要的意义.基于长江中游荆江河段8.30 m高时间分辨率的河漫滩沉积记录,通过137 Cs比活度和植物残体14 C建立剖面年代框架,分析沉积物的粒度特征指示的沉积环境,并结合历史资料和水文数据,探讨了各个指标对洪水事件的指示.结果表明:①河漫滩沉积中存在4类粒度频...     

河道水位模拟及全耦合洪水演算模型探讨

本文研究了传统的洪水水位计算方法,推导出描述流量水位关系的新方程,并提出一种模拟水位过程的算法,可以作为独立的水位变换器用于河道沿程水位计算,并可构成全耦合的河道洪水演算模型,用于河道非线性水位流量计算和回水河段水文模拟。     

高山峡谷大比降河段古洪水沉积物特征研究

为了推进国内古洪水研究,丰富古洪水研究成果,以某高山峡谷大比降河段为研究对象,对古洪水平流沉积物进行了野外调查和实验室分析研究。结果发现古洪水沉积物具有以下特点:野外沉积环境多为支沟回水区及岩龛等地貌部位,沉积颗粒较一般情况粗;重矿物受当地富集矿物影响更明显;粒组以砂为主,几乎不含黏土且分选较好,细颗粒沉积的留存环境仅限岩龛;年代分析表明有效碳更易受周围环境影响。研究成果为古洪水沉积物研究和完善古洪水平流沉积物的鉴别提供了参考和借鉴。     

考虑水文改变生态指标的丹江口水库多目标优化调度

对水文改变指标进行分类、筛选并赋权,构建流量等级和流量波动 2 个生态指标;使用高斯径向基函数拟合 水库调度规则,以供水量、发电量和水文改变生态指标为目标函数,在丹江口水库开展多目标优化调度研究;分析 供水、发电与生态效益各指标间的竞争关系,寻求社会经济和生态效益均较佳的调度方案,论证生态流量的合理 性。结果表明：丹江口水库调度的供水、发电和生态效益之间存在目标冲突;同时考虑供水、发电、流量等级、流 量波动 4 个目标的推荐方案,可在确保防洪安全并维持供水和发电量不变的前提下,保证流量等级和流量波动水 文改变生态指标与天然状态相近;推荐方案尽可能达到适宜生态流量,满足了汉江中下游水生物自然繁衍需求。 研究成果可为丹江口水库优化调度以及汉江中下游水生态环境保护提供参考。     

用水位～部分流量权重推求新面年均含沙量探讨

本文提出了一种新的输沙率测验与计算方法。输沙率与流量不必同步施测，可利用测站的历史资料建立水位～部分流量权重关系数学模型，借用部分流量权重计算断面平均含沙量。选择洞庭湖区小河嘴、南嘴、草尾３个水文站３０年来共１４０８次实测输沙率资料建立水位～部分流量权重关系数学模型，计算出断面含沙量，并进行误差统计分析。使用该方法推求断面含沙量时，使输沙率测次布置不再受测流历时的限制，对枪测沙峰、加密输沙率测点、提高成果质量以及节省人力、物力都有一定的实用推广价值。     

黄河潼关站流量测验误差来源及控制

潼关站为黄河中游主要控制站,承担水位、流量、含沙量等项目的测验及报汛任务,为黄河中下游防洪抗旱及三门峡水库合理调度运用提供基本依据.控制流量测验误差,提高测报精度,对防洪减灾和发挥水库综合利用效益至关重要.文章通过对流速仪法流量误差的试验与分析研究,对现行测验方法的精度进行了评价,并优化了最佳的流速仪法测验方案.     

黄河下游水沙变化特点

本文以黄河下游河段小浪底、花园口、高村、艾山、利津水文站1950—2016年水沙资料为研究对象,通过实测资料分析与理论分析对黄河下游水沙特点进行研究。结果表明:近70年来黄河下游沿程各水文站年水沙量整体上呈现减小的趋势;水沙年际间、年内分配不均匀;1986年后下游水沙关系明显恶化,2003年后水沙关系又得到明显改善;近年来黄河下游大流量减少,小流量增多,输水输沙主要集中在1000~4000m~3/s洪水中;确定保证下游微淤甚至冲刷的来沙系数应不超过0.01kg·s/m~6。分析黄河水沙变化特点,掌握其变化规律可为缓减黄河下游水沙关系,完善治黄方略提供条件。     

三峡水库蓄水后上下游河段水沙特性变化及影响因素分析

泥沙淤积问题是三峡工程的关键技术问题之一,关系着长江水资源的开发利用、生态环境保护、经济发展。基于2002-2016年期间,三峡水库上、下游设置的11所重要控制性水文站水文泥沙监测资料,深入系统地探讨水文泥沙参量的变化特征,进一步分析水文泥沙参量的相关性和三峡水库的冲淤特性,探究了泥沙特性变化的原因。研究结果表明:三峡水库自施工期蓄水、初期蓄水、试验性蓄水的整个过程,对三峡水库上下游河道的水沙特性影响较大。越靠近三峡大坝的河段,受三峡水库的影响越大;三峡水库抬高水位,导致上游大部分河道流速变小,河道过水断面和水动力条件发生改变,导致入库泥沙越来越少,越来越细;三峡水库上游长江干流和支流上修建的梯级电站拦蓄了大量的泥沙,年输沙量、年均含沙量、中值粒径、年输沙模数都显著降低。年径流量和输沙量、年均含沙量、年输沙模数在2004-2013年间具有较好的相关性,曲线变化规律类似,2013年后受三峡水库蓄水的影响,出现弱相关;年径流量能表征泥沙参量的变化特性;年输沙量和年均含沙量在2002-2016年间皆具有较好的相关性。2007年前三峡水库淤积量呈增长趋势,其后三峡水库泥沙淤积量逐渐降低。在水库冲淤和泥沙特性方面,汛期三峡水库水位对其影响较大;枯水期的高水位对其影响并不大。研究成果将为长江流域梯级电站和航道的规划设计、三峡水库的运行管理提供理论支撑。     

河流泥沙水文学模型边界条件参数化方法探讨

针对河流泥沙水文学模型,在对基础方程(考虑上站来水含沙量的幂律函数公式)基本内涵(不平衡输沙理念、相对空间概念及自动调整作用)综合分析的基础上,从河道边界条件(河段长度、宽度、比降等)参数化角度出发,提出根据河道边界条件确定模型参数的方法。边界条件参数化方法途径主要包括:统计分析方法与理论比较途径。其中,统计分析方法宜先对同一河段选用同一进口断面,分别选取下游不同距离出口断面,通过实测资料统计回归,研究参数随距离的变化规律;理论比较途径主要基于对水文学、水动力学模型方程的理论比较分析,探求参数的计算方法。从断面质点系统跟踪角度来看,河流泥沙水文学与水动力学模型关于空间变化的基础方程,经过空—时变量变换均可表示为关于时间变化的滞后响应模型方程形式,两者区别在于对描述系统水沙组合的特征变量选择不同。河流泥沙水文学模型边界条件参数化最终结果转化为了水沙质点系统的调整时间与泥沙沉降时间,这从另一角度提供了对河流泥沙水文学模型方程物理意义的理解。     

黄河尾闾河道平滩流量变化对来水来沙的响应

通过分析1976年清水沟流路以来黄河河口尾闾河道冲淤变化及河槽萎缩特点,探讨了利津平滩流量变化对来水来沙及河口延伸的关系。结果表明:河口区平滩流量变化不仅与来水量、洪峰流量、水沙搭配系数、河口河长相关,而且与前期河床条件有关。给出了维持河口河道4 000 m3/s平滩流量需要的水量、洪峰流量及水沙搭配的定量关系以及河口延伸长度的限制条件,为河口尾闾河道的综合治理提供一定的参考。     

梯级水电站对黑河出山口径流及洪水过程的影响

基于莺落峡水文站的月年径流量、年最大洪峰流量、洪水过程及黑河上游流域降水等资料,运用双累积曲线法、Mann-Kendall趋势检验法(简称MK检验法)、基尼系数法等方法,分析梯级水电站对黑河出山口莺落峡水文站径流及洪水过程的影响。结果表明：黑河上游梯级水电站的建设运行对年径流量变化影响不大,对径流年内分配及洪水过程有一定影响;电站联合调度运行后,坝前库区蓄放水改变了天然径流过程,对径流年内分配产生显著影响,年内分配均匀度在2001年发生转折,2017—2020年呈显著增加趋势;人为升降闸门高度,致使水位直上、直下,洪水过程拉长,峰值变大,呈陡涨直落形态,涨落率和变化频次增加。研究成果可为加强流域水电站科学调度、水生态文明建设及水能水资源可持续开发利用提供理论依据。     

优化小浪底水库调水调沙运用方式的建议

对小浪底水库运用以来黄河下游河道冲刷情况及调水调沙运用存在的主要问题进行了分析,并对调水造峰期间下游河床冲淤特性进行了研究。结果表明:经过小浪底水库10 a调水造峰与清水冲刷,黄河下游河道主槽排洪能力已经得到有效恢复,为利用洪水排沙创造了有利条件;连续10次调水调沙,冲刷效率逐步降低,且存在排沙期下游河道淤积、流量沿程增大等问题。洪水具有"涨冲落淤"的输沙特性,因此小浪底水库应改变目前落水时加沙的调水调沙运用方式,尽量在洪水涨水期集中排沙出库,一般情况不要再放平头峰,以提高下游河道的输沙效率。     

水沙变异条件下黄河下游河道横断面形态特征研究

通过对黄河下游各水文站1950～2003年实测资料的分析，探讨了过去50多年间黄河下游河道横断面形态变化过程及其与来水量的响应关系。分析得出，过去50多年间，黄河下游河道主河槽发生了明显的淤积萎缩，游荡性河段的萎缩程度大于弯曲性河段，平滩面积呈明显减小的趋势，宽深比有增大的趋势，但各河段河型没有发生转化；平滩面积随年来水量和当年最大洪峰流量的增加而增大，宽深比随来沙系数的增加而增大。由黄河下游排沙比与来水来沙的关系分析表明，黄河下游花园口～利津河段不淤积的花园口临界年均来沙系数约为0.012，临界年平均流量约为1850m3/s。综合分析认为，在目前下游河道来水偏枯的条件下，下游河道的平滩流量不宜也不可能太大，从维持中水河槽和满足流域经济社会发展需要考虑，在花园口年来水量为200～250亿m3时，花园口控制洪峰流量在4000m3/s左右、年均来沙系数不大于0.012的来水来沙过程比较合适。