小水电站增效扩容的径流和水能计算方法及应用

针对2011年全国性小水电站增效扩容项目文件中对老旧水电站更新改造的要求,在开展农村水电改造设计过程中,遵循《小型水电站水文计算规范》和《小水电水能设计规程》的规定,总结了有实测径流资料、引用相邻或相似流域水文资料、无径流实测资料三种条件下小水电站的水文径流和水能计算方法,并结合三座电站运行多年的统计数据进行核算或反推,求出拟改造条件下水电站水能指标,以此判断设计电站是否满足电量计算的增效扩容潜力不低于10%的要求。     

无资料地区水文预报(PUB)不确定性研究

针对无资料地区的水文过程模拟采用流量历时曲线率定法实现水文模型参数区域化,避开建立模型参数与流域特征值之间的相关关系,以流量历时曲线作为水文模型的拟合目标率定无资料地区参数.通过基于GLUE法的不确定性分析发现,相对于参数相关法,流量历时曲线率定法预报的不确定性对似然临界值取值更敏感,在高似然区不确定性更小,在低似然区则相反;优化调参通常更关注高似然区,因而应用流量历时曲线率定法推求无资料地区参数效果更好.     

卫星降雨在流域水文设计中适用性分析

为获取雨量站网稀疏或缺资料地区的降雨径流设计值,假定历史时期花园流域内仅有一个雨量站,借助流域31年(1983～2013年)PERSIANN-CDR卫星反演日降水数据,建立由雨量站与卫星降雨推求流域平均雨量的方法,利用新安江模型模拟日流量,并推求径流设计值,与实际值对比来检验卫星降水反演水文设计值的可行性。结果表明,直接利用PERSIANN卫星反演流域降雨误差较大,采用基于雨量站降雨与卫星降雨的人工神经网络(ANN)法计算流域平均降雨的精度有大幅提高;各雨量站模拟情景下日径流模拟确定性系数变化范围在0.50～0.79之间,年最大1、3、7d各频率设计流量与实测系列相对误差多数在20%以内,可为流域水文设计提供参考。     

土坝渐溃过程分析(续)

利用历史溃坝实例资料评价了解析解的特性.输入数据包括初始水面高程H_o,最终溃口宽度b,及水库蓄水量V.在矩形溃口的解中,定宽取最终平均宽度b的百分数(75%).库水面面积估计为A_3=V/H_o,这相当于平均的水位流量关系曲线.系数α_1定为1.5m~(1/2)/s,以便考虑水流的收缩.唯一需要通过率定来确定的量是侵蚀率系数α_2.率定是以最大泄量Q_(max)和溃决历时t_f为基准的.在表3中,率定时未考虑形成的出流过程线形状.因此,通过试算用最能代表Q_(max)和t_f的α_2值.由此表可知,线性侵蚀率系数约比非线性侵蚀率系数高一个量级.并且,线性侵蚀率的总体特性要优于非线性侵蚀率.     

基于多种水文学方法的秦岭北麓典型河流生态流量分析

为科学确定秦岭北麓典型河流沣河的生态流量,保障生态环境安全,合理开发秦岭北麓水资源,基于沣河秦渡镇水文站1953～2013年连续实测月径流资料,使用Tennant法、90%保证法、最枯月平均流量法、Tessman法、年内展布法、Texas法、典型水文频率年法及NGPRP法8种水文学方法计算沣河生态流量值。通过分析对比结果表明,Texas法在满足程度、水文节律方面表现较好,最终推荐Texas法作为沣河的生态流量计算方法,并给出生态流量推荐值。研究结果可为秦岭地区水资源的开发利用提供科学依据,对区域河流生态系统健康也具有重要意义。     

瀑布沟水电站特性曲线验证研究

径流非一致性溯源及其校正的前提是具有准确可靠的长系列实测流量序列作为校正基准，对于无长系列实测流量数据的流域，可通过短时、典型的测验数据对水电站计算出库流量的准确性进行验证，从而获得校正基准。基于部分时段的超声波测流流量，结合稳定工况和突变工况下的尾水位流量关系分析，对瀑布沟机组特性曲线和闸门泄流曲线的准确性进行了验证与分析。研究结果证明了瀑布沟计算出库流量的准确性，为该梯级径流非一致性溯源和校正工作提供了基础支撑。     

指数Γ和P-Ⅲ型线型对洪水极值分布拟合分析比较

根据云南省六大水系24个测站的实测、调查洪水样本系列,按离差平方和最小准则适线确定统计参数,分别用指数Г型分布曲线及其特例P-Ⅲ型分布曲线进行适线拟合比较,从点线配合情况及统计参数约束条件综合分析,认为指数Г型分布曲线适应性更强,它不仅能较好地拟合地质、地形、地貌、水文气候条件及其复杂地区河流的洪水样本系列,而且曲线的数学物理特征符合洪水基本现象,推求稀遇频率的洪水成果比较合理,是类似地区工程水文分析计算的理想线型.     

推求洪水总体分布的模拟研究

本文在对区域统计参数C_u,C_s,C_k和Q_(max)/Q_m分布规律的研究基础上,提出了推求洪水总体分布形式的模拟方法,并选用顺序实测统计量和相对应模拟值的最大离差作为检验指标。为了使实测资料和生成资料能达到最大限度的吻合,分别对各分布参数进行优选。结果表明:湖北省清江区域(16个测站,具有20年同期实测资料)的统计参数C_u,C_s,C_k和Q_(max)/Q_m,可以用概化极值分布进行模拟,在给定精度下达到最佳拟合。本文所提出的方法为探索水文总体分布规律开创了一条新的途迳,具有一定的理论和实用价值。     

考虑上游中小水库影响的水库设计洪水研究

针对流域内上游各中小水库往往缺乏实测流量资料的情况，利用实际暴雨资料推得上游各库及区间的设计洪水过程，自上而下逐级演算，得到下游水库设计洪水过程；根据水库调洪演算后的水文设计参数值．定量分析上游水利工程运用对下游控制性水库(工程)的影响。对广东省长潭水库的计算结果表明，上游中小水、库的运用，使得20a和30a标准的水文设计值有所降低。     

中美双边水文极值学术讨论会在南京召开

根据中美地表水科技协作议定书的协议,中美双边水文极值学术讨论会于1985年10月15～19日在南京召开。出席和列席会议的代表92人,其中有美国代表23人,特邀国际知名水文学家5人。 提交这次学术讨论会的论文共53篇,其中有48篇在大会上进行了宣读。论文共分三个专题:第一个专题是历史洪水及其洪峰流量和发生期的确定,第二个专题是实测水文记录中有特大洪水和有调查历史洪水情况下年最大流量的频率分析,第三个专题是暴雨资料在确定设计暴雨和设计洪水中的应用。上述专题中,包括了中美双方特大洪水分析计算工作综合论     

黄河下游渠村引黄涵闸引水能力变化分析

采用高村水文站1969～2015年实测水文系列资料,分析高村水文断面典型年来水情况和供水保证程度;采用2002～2015年高村水文站含沙量资料,分析黄河含沙量及黄河实行调水调沙以来渠村闸高含沙量期间引水情况;根据渠村闸闸前水位-流量关系和闸前水位-引水流量关系,计算渠村闸的引水能力及过程。结果表明,错开来水偏枯的1、2月,黄河来水量一般可得到保证;调水调沙期间及后期7、8月,短期会出现高含沙量情况,需注意规避;2020规划水平年P=50%来水频率下,渠村闸引水流量为14.7×10~8 m~3,平均可引水流量为46.97m~3/s,不足设计引水能力1/2;实施闸前和引水渠道清淤及相机引水等,保障灌区用水需求。     

基于IHA分析的小水电工程对黄尾河水沙的影响

为研究小水电工程对黄尾河流域生态水文效应的影响,以黄尾河水文站1972~2011年逐日平均流量和输沙率资料为基础,利用M-K法、滑动T检验法和差积曲线法确定突变年份为1998年,并用IHA法评价小水电工程修建后黄尾河下游河道径流的变化,利用双累积曲线法分析水沙变化趋势。结果表明,小水电工程的修建使黄尾河下游年均径流量和输沙量有所减小,水沙关系发生较大变化,水文指标整体改变度为63.2%,为中度改变,且各月生态流量皆低于RVA下限。研究结果为黄尾河流域生态水文变化需求提供了参考依据。     

广义极值分布模型在黄河源区枯季径流中的应用

为研究广义极值分布模型(GEV)在黄河源区独特的寒区自然环境与冻土覆盖状态环境中的应用价值,基于黄河源区4个站点1956～2011年逐日径流量资料,分别以两参数对数正态分布曲线(LN2)、皮尔逊Ⅲ型曲线(P3)、对数皮尔逊Ⅲ型曲线(LP3)、GEV 4种枯水径流理论频率分布对最枯1、3、7、30、90d平均枯水流量进行拟合分析,并采用概率点距相关系数法(PPCC)和改进的均方根误差法(RMSE)进行量化裁定。结果表明,GEV已具备适应寒区枯水径流频率分析的能力,并在一定程度上优于LN2、P3、LP3概率分布函数,对高流量、高变差系数、长历时均表现出较好的稳定性能。     

闽江下游水文情势演变及其对压咸流量保证率的影响

针对近年来闽江下游河口自然水文情势发生变化致使咸潮上溯现象逐渐加剧的问题,选取闽江下游竹岐站1950～2018年逐日流量资料,采用Mann-Kendall法进行趋势和突变检验,确定1997年为径流突变年份。采用水文指标变化范围法(IHA/RVA)对突变前后两个时间序列1950～1996、1997～2018年的32个水文指标进行分析。结果发现除了低流量脉冲发生次数及历时和逆转次数为高度改变,其余指标均为中、低度改变,闽江下游水文整体改变度为38.16%,为中度改变。采用两种压咸流量方案对两个时间序列代表年进行保证率分析,其中方案1压咸流量过程的最小值及总需水量较方案2少,压咸流量保证率高。压咸流量保证率突变后较突变前整体增加,尤其是在枯水年,压咸流量保证率大幅增加,但同时存在丰水年压咸流量保证率下降的问题。说明水库的投入运行影响下游径流过程,可以改善枯水期下游河口地区咸潮入侵问题,但也使丰平枯各年的压咸流量保证率趋于一致。     

指数Г和P—Ⅲ型线型对洪水极值分布拟合分析比较

根据云南省六大水系24个测站的实测，调查洪水样本系列，按离差平方和最小准则适线确定统计参数，分别用指数Г型分布曲线及其特例P－Ⅲ型分布曲线进行适线拟合比较，从点线配合情况及统计参数约束条件综合分析，认为指数Г型分布曲线适应性更强，它不仅能较好地拟合地质，地形，地貌，水文气候条件及其复杂地区河流的洪水样本系列，而且曲线的数学物理特征符合洪水基本现象，推求稀遇频率的洪水成果比较合理，是类似地区工程水文分析计算的理想线型。     

漓江含沙量特征及其对降雨响应的预测

为进一步了解漓江流域含沙量日变化规律及降雨对含沙量的影响,监测并分析了2013年漓江监测点日均含沙量及其中上游地区的降雨量,统计数据表明2013年丰水期漓江的日均含沙量明显高于枯水期,丰水期含沙量占全年的85.3%以上,且日均含沙量与漓江中上游地区的日均降雨量显著正相关。同时,利用2013年漓江监测点日均含沙量及其中上游地区的降雨量数据构建BP神经网络模型,对比2013年6月实测和预测含沙量结果表明,以测量当天、前一天、前两天降雨量为输入神经元进行训练而获得的预测值的平均相对误差绝对值为7.16%、合格率为90%,符合预测精度要求,说明建立的BP模型结构合理,预测效果较好。研究结果可为漓江含沙量监测预报及漓江流域生态环境治理提供技术参考。     

黄河1922-1932年11年连续枯水段的探讨

在黄河上游一系列梯级水电站的水能设计规划计算中,都采用了从陕县插补上延这11年的枯水段。因而使得各水电站的设计保证出力和年发电量比按实测资料设计显著减少,效益降低。本文从自然地理概况、气候特征、降水变率、大气环流诸方面,结合已延长了的实测资料记录,提出陕县的流量与黄河上游流量的不同步的观点。黄河上游具有我国独特的稳定的降水气候条件。本文可供黄河上游新的电站规划设计,及龙羊峡水电站投入运行参考。     

基于鱼类产卵场水力学与生态水文特征的生态流量过程研究

针对山区河流珍稀特有鱼类的水力生境参数定量化困难,以及单一流量的生态需水研究难以反映天然河流生态水文过程的问题,以澜沧江上游某水电站下游分布的澜沧裂腹鱼和光唇裂腹鱼为目标物种,采用非恒定流数学模型,根据目标物种产卵场天然逐日流量过程资料,分析其产卵场在产卵期的水力学特征并构建生态水文指标体系,建立流速、水深适宜度曲线,提出流速、水深需求的适宜范围。并采用河道内流量增量法,结合生态水文指标体系,获得该水电站下泄的生态流量过程,为恢复类似流域生态系统多样性提供了参考。     

柴油机喷油器喷嘴流量系数在线测量方法

为实时获取柴油机工作过程中喷油器喷嘴流量系数的动态变化过程,提出一种柴油机喷油器喷嘴流量系数在线测量方法．基于黎曼不变量理论将复杂的压力变化过程简化为黎曼单波的运动过程,并建立了喷油器入口压力与流量系数的数学关系．用压力二阶导数曲线的特征值确定4个压力单波W1、W2、W3和W4到达测量点的时刻．通过判断右行压缩波W3是否到达压力测量点,将喷射条件分为小喷油量条件和大喷油量条件．在小喷油量条件下对左行膨胀波W1进行解耦;在大喷油量条件下对W1与W3进行解耦,并提出两种条件下针阀运动时刻瞬态流量系数在线计算方法．结果表明:该方法所得出的瞬态流量系数曲线与试验台实测获取的瞬态流量系数曲线的拟合精度达到0.930 0以上,计算的平均流量系数与实测平均流量系数的误差不超过5%,该方法有较高的精度．     

白龙江苗家坝水电站泄洪消能设计

苗家坝水电站为二等大(2)型工程,拦河坝为混凝土面板堆石坝.工程身处深山峡谷,施工导流流量较大.在参考国内类似电站泄洪消能设计经验后,结合其水文泥沙、地形地质条件、施工导流、运行要求以及枢纽布置特点,泄洪建筑物最终采用由导流洞改建的"龙抬头"表孔溢洪洞 泄洪排沙洞组成,水工模型试验结果表明该方案是合理可行的.