下垫面要素变化对径流影响的多元统计分析

为提高流域径流预报精度,增加水电站运行效益,选取小湾水电站控制流域为研究对象,根据卫星遥感资料提取的研究区域的1986、1995、2000年土地利用资料和小湾水电站多年入库流量资料,以径流系数为因变量,耕地、林地、建筑用地等下垫面要素为自变量,用SPSS回归模型、非线性回归模型分析径流系数和下垫面要素的回归关系;同时考虑到前一年降雨对下一年径流有一定的影响,加入降雨径流方法,采用3种方法分别对径流系数进行模拟。结果表明:非线性回归模型对径流系数模拟程度较好,可应用于径流预测工作中,提高中小流域的水能利用程度。     

基于遥感的水土流失长时序监测分析

基于遥感卫星降雨数据和降雨侵蚀力本地优化方法,结合土地利用、土壤、地形等数据,利用中国土壤流失方程,对南京市2001—2020年土壤侵蚀情况进行遥感监测。归因分析表明,土地利用、植被覆盖度、降雨等均对南京市水土流失面积年际变化产生影响,其中降雨是首要驱动因素。研究成果为其他缺资料地区开展基于卫星降雨数据的降雨侵蚀力本地优化提供借鉴,为水土流失长时序监测评价提供了数据和技术支持。     

降雨条件下某排土边坡的渗流场及稳定性时变分析

现阶段对排土边坡稳定性评价多以单因素等雨强为主,较难全面反映实际情况。针对此问题,以福建某排土边坡为例,通过Geo-studio软件对排土边坡进行不同雨强以及不同雨型条件下安全系数的时变分析,得出安全系数随时间变化曲线,并对排土坡稳定性产生较明显影响的雨强进行渗流场特性分析。时变分析结果表明,持续长时间的降雨会对边坡稳定性产生影响。降雨强度超过一定数值时,降雨的初始时刻安全系数下降速率主要取决于边坡自身渗透速率,在降雨中后期随着入渗速率的稳定,雨强又变成影响安全系数下降速率的主导因素。渗流特性分析结果表明,长时间的强降雨会引起坡脚处渗流方向的改变并在坡脚处出现溢出面,加上排土坡表层废石土较大渗透性的特点有可能形成管涌,应当引起重视。最后提出在废石土表层覆土压实以降低废石土的渗透性从而提高排土坡体稳定性的建议。更多还原     

降雨特征对西北地区海绵改造小区径流控制效果的影响

为研究海绵措施对降雨径流的削减效果和不同降雨特征对海绵措施的影响,以宁夏固原市玫瑰苑小区为研究对象,构建暴雨洪水管理模型（Storm Water Management Model,SWMM）,模拟不同重现期下研究区域海绵改造前后径流过程的变化。结果表明：(1)布设低影响措施对排水口1、2、3的径流削减效果明显。(2)重现期为1 a、5 a、10 a时,径流峰值和径流总量削减率分别可达到25%和10%,排水口水位峰值削减率可达到10%,且海绵措施可以适当延后洪峰出现时间;对于较大的降雨,海绵措施对径流的削减作用有限。(3)不同降雨特征的设计暴雨下,海绵措施的径流控制效果存在差异,径流峰值和水位峰值的削减率随着雨峰系数的增大而增大,径流总量的削减率随着降雨历时的增大而减小。     

全堵塞周期内透水砖路面的下渗-产流模型研究

采用下渗曲线扣损法对不同堵塞程度透水砖路面的场次降雨产流进行模拟,研究适用于全堵塞周期内透水砖的下渗-产流模型。结果表明：4种下渗-产流模型对不同堵塞程度透水砖产流数据拟合效果由好到差依次为Horton模型、Kostiakov模型、Green-Ampt模型、Philip模型,Horton模型可以更好地描述全堵塞周期内透水砖路面的场次降雨产流过程;透水砖堵塞程度和降雨重现期均会影响4种模型对下渗-产流过程的模拟效果,Horton模型和Kostiakov模型的模拟效果随透水砖堵塞程度增加而提高,Green-Ampt模型和Philip模型的模拟效果则随堵塞程度增加而降低;4种模型对全堵塞周期内透水砖产流过程的模拟效果均随降雨重现期增大呈现先降低后升高的趋势;基于模拟效果,引入堵塞程度和降雨强度修正Horton模型,建立了适用于不同堵塞程度透水砖路面的下渗-产流模型。     

潭水河流域预报方案构建探索

针对潭水河流域荆山水文站,首先进行了暴雨洪水特点及难点分析,介绍适用的新安江模型、单位线法、降雨径流相关法3种方法的原理及适用条件,然后通过应用以上3种方法建立潭水河荆山站洪水预报方案,使用201415"海鸥"暴雨径流过程进行方案检验。分析结果表明,荆山站资料齐备,使用新安江模型预报更为可靠。     

协整和集对分析法在降雨资料短缺地区的插补移用

针对中小流域降雨资料短缺,洪水精确预报难度大的问题,提出利用线性协整和集对分析（SPA）方法分别对台风雨和非台风雨下的观测降雨数据进行插补移用,以驼英水库为例,进行洪水预报研究。研究得出：（1）基于台风雨协整计算结果发现雨量站之间存在协整关系,协整模拟结果与实测降雨的纳什系数均在0.85以上,相关系数达到0.90,主雨峰和场次降雨误差均较小,说明协整理论可用于降雨资料短缺时的数据插补;（2）非台风雨降雨序列经补充集合经验模态分解（CEEMD）和集对分析（SPA）,根据综合联系度拟定数据移用最优方案,显著提高了降雨数据移用的有效性及准确性,提高了洪水预报精度。该方法可为其他同时存在台风雨和非台风雨地区降雨资料的插补移用提供新思路。     

连续降雨下黄土陡坡开裂及稳定性评价

连续降雨导致边坡失稳破坏是黄土边坡常见的地质灾害之一。为了深入研究连续降雨对黄土陡坡渗流场、变形场及稳定性的影响,利用具有侧向隔渗和纵向减阻作用的隔离槽技术对黄土陡坡的两侧降雨边界进行处理,在此基础上开展黄土陡坡现场连续降雨（6 d）试验并进行数值模拟分析,描述了黄土陡坡开裂过程和特征,分析了坡体含水率和孔压响应,并探讨了裂缝对陡坡稳定性的影响。结果表明：边界隔离会导致连续降雨陡坡坡顶形成近乎横向贯通的裂缝,基本消除了局部降雨以外土体的边界约束效应;连续降雨后期陡坡开裂对坡体含水率及孔压分布产生较大影响,最大含水率及孔压中心以裂缝为竖向对称轴下移,并造成降雨结束4 d后水分总下渗深度为降雨期间的1.3倍;连续降雨导致陡坡的安全系数降低了58%,而降雨结束4 d后陡坡的安全系数提升了9%,降雨期间边坡开裂极易引发陡坡上半部滑坡。研究结果可为黄土地区边坡的降雨灾害防治提供参考。     

工程和环境联合作用下不稳定斜坡破坏机制探讨

利用工程地质层次分析方法,对不稳定斜坡的成因、潜在不利要素进行定性识别;利用定量分析,评估初始地形、改变地形和考虑长历时降雨的坡体稳定性系数劣化规律;利用多期次地面调查和安全监测,评估不稳定斜坡的运动方向、范围和厚度,结合现场情况,提出综合处置建议。主要结论如下:不稳定斜坡是后部陡崖岩体崩落向前滑移演化而成的崩滑堆积体,坡体表层的膨胀土＋土岩界面＋全强风化砂页岩等易崩解扰动岩体是坡体变形蠕滑的物质基础;自然状态下,初始地形斜坡稳定性系数１．０７１,三级坡开挖下斜坡稳定性系数１．０４９,开挖使得坡体由基本稳定变为欠稳定状态。降雨到６月中旬,坡体处于临界状态。因此,工程开挖是诱发因素,长时间降雨造成滑面岩土体饱水劣化和前缘来不及疏排形成超孔压才是坡体加剧蠕滑的主导因素。研究成果可以为临近工程提供类比依据和借鉴。     

基于容量交易方法的海绵城市最优规划尺度分析

容量交易方法能够利用不同功能区径流削减潜力的差别,提高片区径流处理能力。为了探讨容量交易方法在不同地区的应用效果并确定适宜的交易尺度,选取天津、南京和扬州的部分区域为研究对象(研究区1、2、3),利用ArcGIS人工解析土地利用,并划定不同尺度范围的交易区,分析尺度对交易效果的影响。结果表明：(1)80～180 hm²左右的空间范围(大约包括20～35个功能区)是适合不同研究区进行容量交易的最佳尺度,该尺度反映了海绵城市的最优规划范围。相对而言,单个功能区面积较小、分布较均匀的地区(研究区2和3)可以在较小的尺度达到最佳交易效果(75%),而单个功能区面积较大、分布不均匀的地区(研究区1)需要更大的尺度才能达到同样效果。(2)容量接收区和贡献区的交错间隔分布有利于交易的进行,而这种有利的分布形式在超过最佳尺度范围后逐渐消失。容量交易方法可以合理配置地表径流,赋予功能区更多灵活性,确定与海绵城市规划相匹配的最佳尺度,为推进海绵城市建设提供参考。