干流水位顶托影响下的支流水位～流量关系探索

本文通过对受干流高水位顶托影响下的支流水位～流量关系进行分析,探索干、支流相互顶托规律,并对支流断面水位～流量关系进行修正,建立与受干流洪水顶托影响相适应的支流断面水位～流量关系曲线,从而为支流断面的水文计算、洪水预报提供有效依据,为防汛部门进行防洪减灾调度,保护人民生命、财产安全提供可靠的数据支撑。     

清江来水对长江宜昌站水位顶托影响分析

宜昌水文站水位流量关系的影响因素众多,上游三峡-葛洲坝水库调度、下游清江支流来水顶托,均可能导致关系曲线局部变形,从而影响报汛和预报的精度。利用水文、河道原型观测资料,结合一维水流数学模型揭示了清江顶托的机理及其影响规律。研究成果可用于指导宜昌水文站水位流量关系定线、流量报汛、洪水预报等工作,还可评价顶托作用对葛洲坝电厂尾水位及发电水头影响,为电站的科学调度提供参考。     

顶托敏感系数法在淮河洪涝关系研究中的应用

一、问题的提出 淮河中游沿淮洼地地势低洼,地面高程一般为20～15m,而淮河干流王家坝至浮山河道设计洪水位为29.3～18.5m,高于洼地地面高程3.5～6.5m。汛期淮河干流洪水一旦漫滩,开始顶托支流和沿淮洼地的排水,当干流水位高于支流和沿淮洼地内水位时,上游来水无法排入干流河道,涝水滞留低洼地,造成大量农田被淹。本文通过顶托敏感系数法分析淮河干流洪水对上游沿岸洼地的顶托效应。     

基于水文水动力学耦合的洪水预报模型研究及应用

为了提高下垫面变化剧烈流域的洪水预报精度,在传统流域水文模型的基础上耦合水动力学模型,建立水文水动力耦合洪水预报模型。首先利用水文模型获得某一断面的流量过程作为水动力学模型的边界条件;之后利用一维水动力学模型进行河道洪水演进计算,推求流域出口断面的流量过程;最后以烟台市外夹河流域为例进行验证。结果表明,所建水文水动力耦合模型模拟的产流合格率较高,流量过程与实测值吻合,在一定程度上弥补了集总式水文模型不能考虑河道内复杂水流运动的不足,因此对具有复杂水文、水力条件的流域的洪水预报具有重要的指导意义。     

淮河干流分布式水文水动力耦合模型研究

综合传统水文模拟方法及水动力学模拟方法,建立淮河干流的水文水动力数值模型,依据其水流的水动力学要素特点,将淮河流域的不同区域进行分类,并建立了实际流域基本对象与数值模型要素之间的映射关系。在分布式架构下,以节点水位为基本变量,对全流域水流进行耦合隐式求解。利用数字流域系统构建了淮河干流淮滨至老子山段的洪水演进的数学模型并对模型进行了参数率定及验证分析。结果表明,该模型稳定、可靠,能应用于今后淮河流域的洪水预报、水资源调度、工程管理等工作。     

长江汉口水位受鄂东北及汉江来水影响分析

影响长江中下游干流汉口站水位的因素众多,其不仅受上游干流、支流汉江来水的影响,而且还受下游九江站以及鄂东北诸多中小支流回水顶托的影响,在此复杂的来水情况下,汉口站水位预报难度较大。基于折扣系数法对鄂东北汛期来水顶托影响进行了分析,同时以2010年7月汉口出现洪峰水位27.31 m的洪水预报为例,通过分析水位流量关系及相关图模型的方法,研究汉江及鄂东北诸支流来水对汉口水位的影响。研究结果可为汉口站在复杂来水情况下的水情预报积累经验。     

考虑长江回水影响的举水危险流量研究

举水属于长江一级支流,历史上曾发生多次大洪水,给当地带来了巨大损失。为此,在综合考虑长江回水顶托对举水影响的基础上,开展了举水危险流量的研究。采用MIKE11水动力模型,通过构建长江和举水的一维河道水动力模型,模拟了长江和举水不同量级洪水组合下的河道洪水演进过程,确定了在长江各量级洪水回水顶托影响下举水柳子港站的危险流量。研究成果可为该地区山洪临界雨量预警指标的确定提供依据。     

库区交汇河段纵向淤积形态分析

库区交汇河段受坝前水位升降与干支流流量丰枯的影响,其侵蚀基面具有双重变化特性,从而产生特殊淤积形态。基于大量实测资料,对库区交汇河段干流与支流河道纵向淤积形态进行分类,提出支流纵剖面倒坡锥体淤积与锥体—倒坡锥体过渡淤积两种特殊类型。从水库运行方式与干、支流顶托两个关键因素入手,将水动力条件的变化与干、支流淤积形态建立联系,指出双重顶托的存在为库区交汇河段淤积形态差异的内在机理。     

受顶托影响的坝址水位流量关系

通过对合川坝址河段实测资料的统计分析，揭示该地区干支流洪水顶托的特性及规律，找出制约顶托作用的关键因素，支流对干流的顶托，必须在支流来水达到和超过干充来水的某一比例时才会发生，因而推求这个比例系数是至关重要的，其推求方法需根据各区纽所在位置的周边情况而定，并依据资料条件给出求解这个因子的方法，当支流对干充无顶托作用时，可根据实测资料，作坝址Ｈ－Ｑ关系的高水外延分析，从而满足工程水文分析的要求。     

干支流洪水作用下的水利工程洪水漫顶风险率计算研究

洪水漫顶是影响水利工程安全的一个重要因素。干支流交汇处支流上水利工程不仅受到支流洪水的直接影响还会受到干流洪水顶托的影响,采用Copula-Monte Carlo模拟方法构建干支流洪水作用下大坝的洪水漫顶率计算模型,并分析不同Copula函数、不同干支流洪水相关性对漫顶风险率的影响。以桂平航运枢纽为例,研究结果表明:最优的Clayton Copula计算的洪水漫顶率为1. 38×10~(-4);由于干支流洪水间相关性较弱,不同Copula函数对洪水漫顶的影响并不明显,GH、AMH、CClayton、Frank Copula都会一定程度地低估洪水漫顶风险;随着干支流洪水流量相关性的增强,洪水漫顶率也会相应的增加。     

盘锦双台子河汛期防洪水位的数值计算

利用实测水位、流量资料,基于丹麦Mike11系统模型建立了双台子河感潮段水动力模型.模型率定和验证结果表明,监测点张明甲站的模拟水位与实测水位结果吻合较好,所建模型能够反映河网水动力条件.考虑上游不同频率洪水位、下游高潮及区间强降雨遭遇的多种不同水力组合,分析干流及支流的最高防洪水位.同时,以建闸以来最大洪水为例,模拟了现状河道在此不利条件下的洪水位.分析表明,双台子河和绕阳河的现状河道的防洪能力较低,不能抵御高位洪水.     

红水河与清水河干、支流洪水遭遇分析

以红水河与清水河汇合口迁江镇河段为例,通过分析干流红水河与支流清水河洪水的组合情况,推算受干流红水河顶托影响的支流清水河河口段设计洪水位。河段设计洪水水面线是堤防设计的主要依据,对于有干支流洪水相互顶托的河段,需分析其洪水组合和遭遇规律,进行不同组合情况的水面线推算,以外包线作为设计的依据。     

西江中游干支流河道糙率研究

根据西江中游干支流最新河道地形资料建立了一维非恒定水动力数学模型,采用实测洪水水文资料对主要干支流河道糙率进行了率定和验证。研究表明西江中游干流从上游红水河河床坡降0.74‰逐渐减小到浔江河床底坡降0.07‰,主要支流柳江和郁江河床底坡降都小于0.1‰;干流红水河、黔江和浔江率定后的综合糙率分别为0.056、0.055和0.036,呈现依次从上游向下游递减的趋势;柳江和郁江河床综合糙率分别为0.033和0.035,且该两条主要支流河床糙率随流量和水位变化幅度很小;红水河上具有调节能力的岩滩水库对库区上游河道糙率影响显著。黔江河道在近20年来河床糙率变化不大,但在该河道下游端大藤峡水库蓄水和运行后,可以预见该河道糙率将会呈减小趋势。     

基于HEC-RAS模型的西安浐河河道水面线计算

通过开展河道水面线推求能为浐河河道防洪工程设计提供重要科学依据。以西安浐河干流及其支流库峪河为例,采用地区经验公式法和水文比拟法推求浐河干流及支流河段20年一遇的设计洪水,通过比较分析,水文比拟法更能准确反映浐河河段的设计洪峰流量。基于设计洪峰流量结果,利用HEC-RAS模型推算浐河干流及其支流库峪河的水面线,得到各个断面的洪水水位、流速,水面线模拟计算结果较好,满足工程防洪要求,可为浐河河道工程防洪设计标准提供技术支撑。     

长江上游“10.7”洪水及寸滩站水位流量关系分析

2010年7月中下旬,长江上游出现三峡水库蓄水以来的最大洪水。根据三峡水库上游干支流主要水文站的水位流量资料,对库区的洪水过程进行了分析。受三峡水库蓄放水影响,库区的水位及水面线变化为非天然状态。在洪水期,当三峡水库坝前水位低于150.00 m时,与天然状态相比,寸滩站水位流量关系无明显变化;随着上游来水的增加,坝前水位不断上升,当三峡水库坝前水位超过156.00 m时,寸滩站水位流量关系则受洪水涨落和三峡水库回水顶托的综合影响。     

连江中上游干支流洪水遭遇问题分析

支流洪水与干流洪水的遭遇问题是防洪和排涝水文计算必需考虑的问题,在缺乏洪水系列资料的地区将难以解决.该文采用支流降雨和干流水位资料,分析干支流洪水遭遇的可能性及标准,为缺少资料地区洪水遭遇问题的解决探寻了一种较为合理的方法和途径.     

哈尔滨站2013年洪水预报的探讨

2013年松花江干流发生了自1998年以来的最大洪水。本文通过对哈尔滨水文站最高水位出现时间、水位流量关系曲线等水文要素的对比分析,研究了本次洪水过程的特性,阐述了呼兰河洪水汇入、大顶子山航电枢纽工程顶托以及大断面变化等因素对洪水特性的影响。     

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。     

粒子群算法在河道水动力模型参数校正中的应用

参数估计一直是河道水动力模型研究的难点之一,在传统的模型参数人为经验率定方法的基础上,提出了基于粒子群算法的模型参数优化校正方法,构建了参数校正优化模型,并将参数优化校正算法与河道水动力模型进行耦合,针对淮河干流和史灌河支流组成的研究区域,采用一维河道洪水演进模型,比较了糙率系数校正方法和传统经验估算法,校正方法得到的河段糙率系数值比人为经验估计值平均大0.01,淮河干流河段糙率略大于史灌河支流河段糙率,采用校正河段糙率系数得到的河道水位过程与实测值拟合更优,特别在主峰段洪水过程模拟精度显著改善,验证了本文所提出的参数优化校正算法的有效性,为复杂河道水动力模型参数的确定提供了一种有效方法。     

三峡库区洪水演进模拟及传播规律分析

采用Preissman四点隐式差分格式对圣维南方程进行离散，应用三级联解法求解方程，构建三峡库区一维水动力模型，2020年和2021年的汛期洪水演进过程模拟结果与实测值吻合良好，表明模型可精准计算三峡库区的洪水演进过程。使用模型探究库区洪水的传播规律，结果显示：上游高洪来水对库尾水位抬升明显，坝址水位顶托作用影响至寸滩站附近；在不同的流量条件下，库区洪水从朱沱演进到坝址约23～44 h,传播时间与坝址水位成负相关，与洪峰流量成正相关；利用模型模拟结果分析寸滩站水位流量关系，模拟值与实测值吻合良好，并且寸滩站洪水过程的水位流量关系曲线呈现复杂的“绳套”状，相关研究成果可为库区各站的洪水调度与预报提供技术支撑。