土体抗剪强度指标变异水平对边坡稳定安全系数取值的影响

针对传统的边坡稳定极限平衡方法不能考虑土体抗剪强度指标变异性影响的问题,基于极限状态的概率分析原理,采用Monte-Carlo法对均质路堤边坡的稳定性开展了可靠度计算,讨论了稳定安全系数一定的条件下边坡失效概率随土体抗剪强度指标变异水平的变化规律,分析了安全系数与边坡可靠指标的对应关系及其随土体抗剪强度指标变异水平的变化特征。研究表明：边坡可靠度受土体抗剪强度指标变异性影响显著,呈现出随土体抗剪强度指标变异水平提高而急剧减小的趋势;为保证边坡具有相同的可靠性,安全系数的取值应与土体抗剪强度指标的变异性相适应,据此提出了基于可靠指标和土体抗剪强度指标变异水平的安全系数取值原则及其对应的三参数函数关系式。     

沅水干流安江水文站年径流变化特征及趋势分析

文章应用线性回归法、R/S分析法、Kendall趋势检验法的理论,对沅水安江站1959~2013年实测年径流量时序变化的趋势特性及丰枯演化规律进行了研究。沅水年径流量变化呈减少趋势,但是并不明显;年径流年内分配不均,年际变化较为稳定。通过对沅水安江站年径流量变化特征及趋势分析,为沅水流域治理、水利工程开发、水资源利用提供参考。     

灞河流域近50年径流量变化特征分析

基于灞河流域马渡王水文站1956-2005年实测径流量数据,综合采用年内分配不均匀系数Cu、年内分配完全调节系数CV和集中度指标CR对灞河流域径流量的年内变化特征进行分析;在此基础上,采用Mann-Kendall(M-K)方法对其年际变化特征进行趋势分析和突变研究。结果表明:1灞河河川径流在20世纪50-90年代内大部分年份分配比较集中,21世纪后年内分配较均匀,且年内分配不均匀系数Cu和径流年内分配调节系数CV变化规律一致;2灞河年径流量呈明显减少趋势,置信度水平达到99.7%。四季径流量特征中除冬季外其它季节均下降趋势显著;3灞河年径流量在1961和2002年分别发生两次突变;丰水期在1972、1977、1987年共发生三次突变;枯水期在1977、1983年共发生两次突变,且丰水期和枯水期的径流量趋势基本与全年保持一致。     

基于支持向量机(SVM)的祁连山典型小流域日降水-径流模拟研究

及时准确的日径流预测在流域水资源的合理规划、利用及管理中具有十分重要的作用。本文以支持向量机(SVM)模型为基础,以祁连山典型小流域-排露沟流域为研究区域,建立了流域日降水-径流模型,对流域未来1~7 d的日径流量进行了模拟预测。为检验SVM模型的有效性,模拟结果与人工神经网络(ANN)模型预测结果进行了对比。结果表明:SVM和ANN均表现出了很高的精度;但相比于传统的ANN模型,SVM模型的预测精度显著提高。表明SVM模型在半干旱山区小流域径流预测中有更好的适用性,可以用于流域中长期日径流预测,是资料有限的条件下中长期日径流预测的有效工具。     

北京山区小流域洪峰流量推理公式的修正与比较

小流域洪峰流量计算一直是无资料水文计算的难题。由于北京山区小流域下垫面条件随着山区发展发生了剧烈变化,其暴雨洪水计算方法亟待修正与提高。在野外调研、洪水调查和推理公式深入分析的基础上,提出了运用实测暴雨径流数据修正推理公式的设计净雨,并利用2012年"7·21"特大暴雨后48条小流域的洪水调查数据得到新拟合公式。选取北京改进推理公式、"铁一院公式"、分区经验公式和修正后改进推理公式进行比较7个区县的7条典型小流域设计洪峰流量的计算结果,认为随着小流域暴雨径流观测数据的积累,提出修正推理公式的方法是可以逐步提高推理公式在北京山区应用的可靠性和适应性。     

海绵城市建设的径流控制指标探析

城市化引起的诸多水生态、水环境及洪灾问题均与天然水文条件的破坏紧密相关;水文控制指标是海绵城市建设中的关键控制指标。在调研国际城市雨洪管理的演变及目前城市水文控制指标发展趋势的基础上,提出海绵城市建设所必需的水文控制指标体系概念。该体系包括维持河湖湿地基流与地下水补给的入渗控制指标,减少雨洪面源污染的水质控制指标,防止河道侵蚀的水土侵蚀控制指标,以及避免小量级洪涝和减轻极端洪涝灾害的洪水控制指标。在此基础上,分析了我国在海绵城市建设中缺乏完整水文控制指标体系的现状,并提出了我国目前在建立城市雨洪管理水文控制指标工作中亟待开展的工作,为海绵城市建设中合理确定适合各地具体条件的水文控制指标体系提供研究思路与参考。     

大凌河中游段生态需水量计算研究

根据大凌河中游段朝阳站以及大城子站1970-2013年实测流量资料,运用最小生态径流法和适宜生态径流法计算大凌河中游段适宜的生态需水量,并采用Tennant法对计算结果进行了评价。研究结果表明,采用平水期75%、枯水期80%、丰水期45%的保证率下的适宜生态径流作为大凌河中游适宜生态需水,将使得大凌河中游段生态环境到达一个极佳状态,有利于河流自身的生态健康和河流周围生物栖息地的保护。研究结果可为大凌河中游段生态保护和生态治理提供参考依据。     

新型雨水径流计量用复合堰的设计及率定

针对其他流量计量方法不易监测雨水径流流量的问题,提出一种新型复合堰,用于测量雨水径流流量,新设计的堰由下部三角形堰和上部矩形堰复合而成。根据不同重现期下的雨水峰值流量,确定堰的量程和基本尺寸。通过率定试验,得出不同水头下的流量系数以及流量-水头关系曲线。新型复合堰不仅可以精确测量小流量,而且对大流量也可有效测量,具有较高的量程比和较大的泄流能力。     

冰冻圈水文过程对黑河上游径流的影响分析

黑河上游处于高寒山区,开展冰冻圈水文过程对径流的影响研究,对于判断该地区径流变化趋势及其可持续性具有重要意义。本文应用基流分割、逐步多元回归等方法,分析了1960—2013年黑河上游出山径流量的变化及其原因,重点估计了融雪、冰川融化对径流的贡献,探讨了土壤冻融过程对径流变化的可能影响。分析结果表明,黑河上游山区河川径流在近54年间呈现上升趋势,其中以基流部分的上升为主。降水与气温变化对河川径流上升均有较大贡献。导致春季径流增加的主要因素为温度、降水次之;导致秋季径流增加的主要因素为降水、温度次之。夏季黑河上游东支的雨强有显著增大趋势(日雨量增幅为0.9 mm/10 a),对于河川径流贡献的比例约为15%。黑河山区的逐年降雪量变化不显著,冰川融化对径流增加的贡献小于10%。由此推断气温上升导致基流增加的主要原因是:气温升高导致高寒山区冻土活动层增厚,增加了土壤蓄水容量,从而导致降雨下渗量增加和基流量增大。由于黑河上游冻土分布广泛,未来气温持续上升的情况下,这种产流机制变化导致的基流增加具有可持续性。     

鄱阳湖近60年天然入出湖径流特征分析

依据鄱阳湖流域“五河”7个入湖控制水文站及出湖湖口站观测资料,对其中人类活动影响较大的李家渡、柘林站进行径流还原,得到7个入湖站和出湖站1953～2011 年天然径流序列。综合采用多种方法对各站径流序列进行了分析。结果表明：李家渡站年径流量比以往研究结果增加25%左右,且枯水期增加更明显,与上游站点天然径流演变规律更具有一致性;“五河”各站天然径流量的年际变化和年内分配总体上具有相似性;入、出湖各站径流年内分配极不均匀;1953～2000年,入、出湖各站径流均呈现小幅度上升趋势,但21世纪以来各站径流量处于下降趋势;各站年径流序列存在33~35 a的变化主周期,与流域年降水量变化主周期基本一致。研究结果可为鄱阳湖流域水资源的合理开发和科学管理提供参考依据。