长江中下游主要水文站水位流量关系研究

长江中下游河道的行洪能力与防洪设计水位确定都是防洪规划、设计中的重要数据,它们都有赖于长江中下游主要控制站的水位流量关系.而受多种因素影响,非常复杂.根据长江干流沙市、螺山、汉口、湖口(八里江)、大通水文站的历年实测资料,以螺山站为重点,采用多种分析方法,对影响水位流量关系的各种因素进行了详细分析,提出了各站的水位流量关系成果,并已在防洪规划中得到应用.     

三峡水库蓄水后坝下游干流枯水期水位变化研究

三峡工程建成运行以来,水库清水下泄对坝下游河道造成了明显冲刷,同时枯水期水库向下游补水,提高了坝下游沿程水位与平均流量,改善了下游供水形势。根据坝下游干流沿程宜昌、枝城、沙市、螺山、汉口、大通等水文站的水位、流量、大断面等资料以及三峡水库优化调度方案,分析了三峡水库建成运行以来沿程各站枯水期水位流量关系变化,旨在定量研究三峡水库枯季补水和清水下泄对河道的冲刷作用及对三峡坝址下游沿程水位的影响。研究表明:三峡水库蓄水以来,宜昌-汉口河段各控制站在不同流量条件下,水位均有不同程度的降低;枯水期综合考虑补水和冲刷作用后,不同月份沿程各站水位有升有降。     

长江螺山汉口大通三站水位流量关系历年变化分析

根据长江中下游干流主要控制站螺山、汉口、大通等三个站1950年～1988年共39年实测断面和流量资料,分析该三站水文断面年内及年际冲淤变化规律,并运用水位流量关系单值化技术,分析以上三站50～80年代同流量同比降下水位变化趋势及其同水位下泄洪能力的变化。分析表明,螺汉两站同流量水位低、中水均有不同程度的抬高,高水变化甚小;同水位流量低、中水呈减小趋势,高水尚无明显趋势变化。大通站高、中、低水均无大的变化。     

长江中游汉口站大水年水位流量关系变化分析

本文根据长江中游干流重要防洪控制站汉口站１９５２－１９９８年实测断面和流量等资料，分析该站水文断面年内及年际冲淤变化规律，并运用水位流量单值化技术，分析该站七个大水年份水位流量关系的变化。     

长江中游螺山站水位流量关系分析

螺山水文站是长江中游河段的重要控制测站,通过分析不同因素影响下螺山水文站水位流量关系及其变化规律,得出了螺山站水位流量关系多年基本稳定的原因。计算了螺山水文站在裁弯前后因河床淤积导致水位流量关系抬高的程度。为消除洪水涨落率、变动回水和断面冲淤的综合影响,提出了螺山站不同水位级下的水位流量关系,对于洪水期水文预报以及超额洪量分配与调度,具有重要的参考价值。     

螺山站水位流量关系变化研究

螺山站处在长江中游防洪形势最为险恶的河段，其水位流量关系的变化事关防汛大局。根据1954至1999年间的16个高洪典型年的长系列实测水位流量资料，采用单值化水位流量关系曲线和非恒定流水位流量关系模型的比较，对螺山站水位流量关系的变化进行分析。综合分析结果表明：下荆江系统裁弯后，螺山水位流量关系逐渐左移，同流量下水位逐渐抬高，螺山断面的泄流能力已发生显著变化。     

汉口站水位流量关系分析

根据长江中游干流控制站汉口站１９５４～１９９８ 年实测断面和流量等资料，分析了该站测验断面年内及年际的冲淤变化规律，并运用水位流量关系单值化技术，分析该站水位流量关系历年的变化。分析结果表明：从５０ 年代到６０ 年代，汉口站断面一直在冲刷，至１９６８ 年达到最大，以后断面逐渐淤积。该站流量９０ 年代与５０ 年代相比，高水时流量有所减少     

长江螺山站高水位流量关系和城陵矶（莲花塘）控制水位的研究

螺山站高水位流量关系是确定长江城陵矶（莲花糖）控制水位的基本依据，从基本的河道水力学规律出发，考虑涨落率修正、瞬时比降修正，计算各时段点的代表性比降，和相应糙率，求出均值，根据断面资料，得出高水位的稳定流曲线，并以各日流量转化的稳定流点，进行验证，精度很好，分析了河段区间流量对螺山站稳定流量的影响。阐明了螺山站稳定流量的变化情况和趋势，推求了各次大洪水的超额洪量，计算出莲花糖以上的总入流，根据现今的湖区及槽蓄容积进行洪水演进，计算1954年特大洪水的超额洪量，并分析节三峡水库拦洪后对长江中下游超额水量的影响；对莲花塘不同防洪控制水位进行了技术经济分析和评价，提出了抬高控制水位的具体建议。     

长江中游宜昌至汉口河段洪水模拟研究

在简要介绍了系统模型基本原理以及率定参数方法的基础上，选择沙市、螺山、汉口3个长江干流控制断面和主要支流控制站的历史实测资料，应用多输入单输出系统模型模拟预报长江洪水过程，选取发生大洪水的1981，1982，1983，1995年和1996年汛期资料作为率定期资料，以1998年资料作为检验期资料，计算结果得到了较高的精度，模型效率系数超过97％，洪量相对误差小于1．5％。     

大样本数据模型方法在中小河流流量测验中的应用

目前大部分中小河流采用传统流量测验方法,如流速仪法、浮标测流法、指标流速法、比降面积法等,这些方法存在投入大、测量过程耗时的问题。结合传统断面流量计算理论和最新表面流速测验技术,提出了通过表面流速、断面水位大样本数据输入,确立河道断面水位-流量关系曲线的方法。该方法可以通过少量实测中高水位、流量数据,基于大样本数据输入模型计算流量,从而快速分析河道水位-流量关系特性,拟合出水位-流量关系曲线。与传统方法相比,该方法减少了拟合水位-流量关系曲线需进行的流量测量工作量,减少了测量过程带来的误差,从而提高了测量精度。该方法的优势体现为操作简单、精度高、成本低。     

基于保凸保单调的分段幂函数在水位流量关系曲线拟合中的应用

文章构建一类保凸保单调的分段幂函数,它可以满足水位流量关系曲线的保单调不反曲要求,同时可以有效解决水位流量关系常规模型率定时中高水、低水无法兼顾的问题.然后将此新水位流量关系模型用于水位流量关系曲线的自动优化率定,并采用差分进化算法求解该模型,实例表明该模型可以很好地拟合水位流量关系曲线,比常用的常规水位流量关系模型拟...     

向家坝水利枢纽下泄非恒定流的数值模拟

采用四点隐格式和改进的求解方法建立了向家坝枢纽下游145 km河段的非恒定流数学模型,通过2005年实测的枯、中、洪水过程对模型进行验证。应用该模型模拟了向家坝日调节下泄非恒定流的传播过程,分析了枢纽下游非恒定流的传播规律。模拟结果表明枢纽下游河段产生附加比降,水位~流量关系呈绳套状,且非恒定波发生横向变形。     

马口水文站洪水期CM 600流量计应用分析

对马口水文站CM 600流量计的应用进行了探讨。通过对高洪期间含沙量对流速精度的影响进行分析,提出洪水期与潮汐期使用不同流速层流速的平均值作为代表流速定线推流的方法,与连时序法对比精度满足要求,较好地解决了原有岸边安装的SL500流量计洪水期流速代表性差、脉动严重等问题。     

基于Box-Cox变换的水位流量关系拟合

在水位流量关系曲线拟合中,非线性最小二乘法(Non-linear Least Square,NLS)是广泛运用的方法。但NLS中采用的对数变换有时不能起到稳定方差的作用,且没有考虑异方差会导致水位流量关系中的参数和流量估计值不可靠的问题。为了克服这个局限性,采用Box-Cox变换进行改进,并利用极大似然估计法(Maximum Likelihood Estimation,MLE)对变换后的模型进行参数估计。结果表明:相比于NLS中的对数变换模型,基于Box-Cox变换模型能更好地得到稳定方差,更倾向产生正态分布。并且发现对数变换模型是Box-Cox变换模型的一个特例,因此Box-Cox变换模型能够更合理地推断水位流量关系,在实际应用中的适用范围更广。     

Determination of minimum flood flow for regeneration of floodplain forest from inundated forest width-stage curve

Floods are essential for the regeneration and growth of floodplain forests in arid and semiarid regions.However,river flows,and especially flood flows,have decreased greatly with the increase of water diversion from rivers and/or reservoir regulation,resulting in severe deterioration of floodplain ecosystems.Estimation of the flood stage that will inundate the floodplain forest is necessary for the forest's restoration or protection.To balance water use for economic purposes and floodplain forest protection,the inundated forest width method is proposed for estimating the minimum flood stage for floodplain forests from the inundated forest width-stage curve.The minimum flood stage is defined as the breakpoint of the inundated forest width-stage curve,and is determined directly or analytically from the curve.For the analytical approach,the problem under consideration is described by a multi-objective optimization model,which can be solved by the ideal point method.Then,the flood flow at the minimum flood stage(minimum flood flow),which is useful for flow regulation,can be calculated from the stage-discharge curve.In order to protect the forest in a river floodplain in a semiarid area in Xinjiang subject to reservoir regulation upstream,the proposed method was used to determine the minimum flood stage and flow for the forest.Field survey of hydrology,topography,and forest distribution was carried out at typical cross sections in the floodplain.Based on the survey results,minimum flood flows for six typical cross sections were estimated to be between 306 m3/s and 393 m3/s.Their maximum,393 m3/s,was considered the minimum flood flow for the study river reach.This provides an appropriate flood flow for the protection of floodplain forest and can be used in the regulation of the upstream reservoir.     

松花江洪水对嫩江大赉站水位流量关系顶托影响分析

文章基于嫩江下游河流水文特性,针对水位流量过程变化和洪水传播特点,采用上下游结合,对2010年的水位流量关系做了系统分析。结果表明：大赉站水位流量关系受下游洪水顶托影响复杂多变,是嫩江和松花江水流相互影响制约造成。受其影响,大赉站落差大时流量变化大,落差小时流量变化小。     

基于MATLAB的三次样条插值在绳套型水位流量关系定线推流中的应用

对于绳套型水位流量关系,常用连时序法定线,即：手工绘制水位流量关系曲线。通过实例介绍了利用三次样条插值进行绳套水位流量关系定线的方法,编写Maflab程序由计算机代替人工完成繁琐的手工作业,处理方法简单实用。误差分析表明,插值流量与人工推算流量的相对误差很小。     

浯溪口水利枢纽溃坝洪水模拟

浯溪口水利枢纽位于昌江干流中游,是一座以防洪为主的水利工程,其溃坝洪水研究对于下游景德镇市防洪风险管理具有十分重要的意义.应用TELEMAC-2D建立了浯溪口水利枢纽二维溃坝洪水演进数学模型.模型模拟范围以60 m等高线为界,坝址为上游边界,下游出口距坝址62 km.模型采用非结构化三角形网格划分,局部加密.应用昌江河水面线和樟树坑水位流量过程线的实测值对模型合理性进行了验证,模型计算值与实测值基本吻合,说明TELEMAC-2D能较好地模拟河流洪水演进.进而取用不同入库洪水重现期在漫顶溃坝情况下的溃决流量过程作为洪水演进的上游边界条件,模拟计算出不同溃坝流量下浯溪口大坝下游洪水水力特性参数(水深、流量和淹没范围等),为浯溪口溃坝风险图绘制及大坝下游城市防洪管理提供了科学依据.