基于综合单位线法的河道设计洪水参数推算

以深圳市观澜河支流白花河为研究对象,开展基于综合单位线法的设计洪水推算及参数选取研究.通过比较综合单位线法和推理公式法推算的各断面洪峰流量计算结果,说明综合单位线法的洪水计算成果偏于防洪安全.实例研究表明综合单位线法适合于类似地区的洪水计算.     

实时预报调度下确定水库汛限水位上限值的研究(英文)

提出了实时预报调度下,综合考虑洪峰预报误差、峰现时间预报误差和下泄能力误差综合影响下的风险约束法,和实时预蓄预泄法相结合的双约束法,得出根据风险约束法推导出的防洪限制水位,作为防洪限制水位的下限值确定的主要依据之一,并将此水位作为实时预蓄水预泄水法有效预泄期末的水位,来确定防洪限制水位的上限值.并运用到罗湾水利枢纽的根据历史水文资料随机虚拟的实时预报校核洪水和1983年的实时预报洪水.结果表明,从防洪风险的角度来分析,完全可以将防洪限制水位的上限值提高到369.82m,水库防洪都是安全的.     

基于贝叶斯方法的实时洪水校正模型

简述了实时洪水校正方法的研究进展,提出并建立了基于贝叶斯方法的实时洪水校正模型. 该模型用先验分布考虑水文资料的不确定性,用似然函数描述模型结构和参数的不确定性,将两者综合得到预报流量的后验分布. 选用江西省白云山水库的雨洪资料对模型进行探讨与检验,采用可变遗忘因子最小二乘递推算法估计先验分布和似然函数的参数,以后验分布密度函数的均值作为结果发布. 结果表明该法不仅可显著的提高洪水预报精度,还给出预报区间估计值,实现了预报与决策的有机耦合.     

双联互流型水库洪水预报方案的抗误差研究

漳河水库由观音寺水库和鸡公尖水库通过半天然明槽相互连通组成,两库特性悬殊,彼此交互流注,因受明槽输水、库水位观测、动库容计算误差等的复杂影响,以往多次建立的洪水预报方案均未达到可供应用的水平.在分析双联互流型水库入库洪水误差产生特点的基础上,首先建立观音寺水库入库洪水预报方案,进而以总库入库洪水为依据确定鸡公尖水库预报方案及漳河水库的预报方案.在产汇流模型基础上,进一步应用自适应实时校正技术,使漳河水库洪水预报方案的平均确定性系数、洪峰合格率和峰现时间合格率分别达91.09%、100%和90.91%;观音寺水库洪水预报方案则分别达90.63%、100%和100%,建立了达到甲等水平的漳河水库洪水预报应用方案.     

流域时变瞬时单位线非线性汇流模型及应用

为增强瞬时单位线的适用性,提高流域洪水预报精度,本文在纳什瞬时单位线的基础上,充分考虑流域净雨强度和空间分布不均匀的非线性影响因素,提出时变瞬时单位线(TVIUH)模型.同时建立了综合目标函数确定模型参数,模型简单实用.通过观音阁-葠窝梯级水库的实例检验,证明该模型能较好地处理流域汇流的非线性影响因素,提高汇流预报精度,为水库的防洪调度能提供更为可靠的依据.     

时变参数洪水预报模型应用中预报时机的分析

考虑渗漏损失的马斯京根河道洪水演算模型的时变参数法适用于北方平原河道洪水预报,由于该法是在下游预报断面有实测流量后方可进行,洪水预报的预见期相对较短。文中以中国洪水预报系统为平台,结合多年的预报经验,分析了洪水预报时机的选择问题。黄壁庄~北中山、岳城~蔡小庄1996年洪水及东茨村~新盖房2012年洪水的预报时机分别为洪峰出现前11 h,23 h,17 h。预见期越短,模型预报成果的精度越高,并趋于稳定;预见期不可盲目延长,预报时刻应选在下游预报断面流量开始起涨后。通过分析较好地解决了洪水预报的预见期与预报成果精度的矛盾。     

产汇流模型参数综合率定在洪水预报中的应用

在蓄满产流模型中引入最大下渗率作为人渗的上限，实现超渗产流的机理和蓄满产流结合，在汇流模型中，采用Г函数和抛物线组合函数作为单位线的逼近函数，用Г函数作为单位线的基本形状，抛物线对Г函数分段修正，且引入2个汇流时间调整指数对单位线进行非线性调整；此外，在单位线计算之前串联一个水库蓄滞单元，有效地模拟洪水在河道演进过程中沿途径流式水库的滞洪作用，根据系统理论知识将上述产汇流模型组合为一个整体，建立综合目标函数，用约束变尺度法优选参数，通过对沙溪口水电站的洪水预报进行实例检验，证明该模型能得到较高的预报精度。     

北江飞来峡～石角河道洪水演算

根据北江飞来峡～石角河道水力特征,分别用线性模型、非线性模型和具有预见期的洪水演算模型对该河道洪水进行了模拟计算.结果表明:三种演算模型的计算精度大体相当,结果令人满意;三种模型与流域水文模型的有机结合,可以应用于该河段洪水预报作业预报、实时洪水预报系统和防汛决策支持系统.     

数学模型在黄河下游河道洪水演进预报中的应用

采用非恒定输沙洪水演进数学模型,开展了黄河下游河道1997年汛期洪水演进预测、1998年汛期洪水演进实时作业预报、2002年调水调沙跟踪模拟、“04.8”洪水演进过程中洪峰异常增值现象模拟等计算,为当年汛期防洪调度提供了重要参考数据。计算结果与洪水过后当年实测资料对比认为,该模型能准确模拟出黄河下游河道洪水水沙演进传播过程、沿程水位变化过程及河道冲淤演变过程,并能较好的预测出洪水演进过程中出现的异常现象,计算精度能够满足汛期防洪的要求。     

广东地区旁侧连接水库的小流域洪涝流量计算

为获得广东地区旁侧连接水库的小流域设计洪水流量和排涝流量,分别采用小流域整体法和24 h暴雨洪量法进行了计算.计算结果表明:广东地区旁侧连接水库的小流域水库集雨面积不超过10 km2,当水库防洪标准与流域设计洪水标准相当或低于时,可采用小流域整体法及广东省综合单位线法计算设计洪水;24 h暴雨洪量法与平均排除法相比,可直接采用设计洪水结果进行排涝流量计算,计算结果相差很小,偏安全,方法简便.因此,采用的两种计算方法在一定条件下可以用于旁侧连接水库的小流域洪涝计算.     

Real-time flood forecast and flood alert map over the Huaihe River Basin in China using a coupled hydro-meteorological modeling system

A coupled hydro-meteorological modeling system is established for real-time flood forecast and flood alert over the Huaihe River Basin in China. The system consists of the mesoscale atmospheric model MC2 (Canadian Mesoscale Compressible Community) that is one-way coupled to the Chinese Xinanjiang distributed hydrological model, a grid-based flow routing model, and a module for acquiring real-time gauge precipitation. The system had been successfully tested in a hindcast mode using 1998 and 2003 flood cases in the basin, and has been running daily in a real-time mode for the summers of 2005 and 2006 over the Wangjiaba sub-basin of the Huaihe River Basin. The MC2 precipitation combined with gauge values is used to drive the Xinanjiang model for hydrograph prediction and production of flood alert map. The performance of the system is illustrated through an examination of real-time flood forecasts for the severe flood case of July 4–15, 2005 over the sub-basin, which was the first and largest flood event encountered to date. The 96-h forecasts of MC2 precipitation are first evaluated using observations from 41 rain gauges over the sub-basin. The forecast hydrograph is then validated with observations at the Wangjiaba outlet of the sub-basin. MC2 precipitation generally compares well with gauge values. The flood peak was predicted well in both timing and intensity in the 96-hour forecast using the combined gauge-MC2 precipitation. The real-time flood alert map can spatially display the propagation of forecast floods over the sub-basin. Our forecast hydrograph was used as operational guidance by the Bureau of Hydrograph, Ministry of Water Resources. Such guidance has been proven very useful for the Office of State Flood Control and Drought Relief Headquarters in operational decision making for flood management. The encouraging results demonstrate the potential of using mesoscale atmospheric model precipitation for real-time flood forecast, which can result in a longer lead time compared to traditional methods. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 40371023), National “948” project (Grant Nos. 200317 and 200758) and National Key Technology R&D Program (Grant No. 2006BAC05B02)     

暴雨山洪灾害预警指标计算方法比较研究

山区河流受地形地貌及降雨过程影响，洪水具有显著的陡涨陡落过程，这种短历时陡涨过程极大缩短了沿河居民的有效安全转移时间，给山洪灾害防治带来了极大困难。山洪预警预报是山洪灾害防治非工程措施的重要组成部分，一般分为水位预警和雨量预警。由于山区洪水历时短且监测站不足，水位预警在国内应用较少，传统流量反推法常以雨洪同频计算预警雨量，预警结果多出现漏警，不能满足防御山洪灾害的实际需求。为提高暴雨山洪的预警精度及预警时长，提出了基于洪水上涨率判定法和实时累积雨量法两种计算预警指标的新方法。以四川省金沙江支流中都河流域“8.16”山洪灾害为例，根据预警准确性及预警时长对三种预警方法的效果，探讨了与传统水位流量反推法的差异。结果表明：传统水位流量反推法的预警精度较低，难以达到预期的预警效果；洪水上涨率判定法的预警精度较高，但该方法的预警时长受洪水涨退特性影响，对延长预警时长有一定影响；采用基于小流域场次洪水与降雨过程变化关系的实时累积雨量法其结果均未出现漏警，且有效延长了预警时长，若以山洪灾害技术要求的30分钟为准，提出的新方法延长预警时长基本超过30%，满足预警要求。因此，建议在设定累积雨量阈值的基础上结合洪水上涨率进行灾害预警，以便更为有效地提高山洪灾害的预警准确率。     

中都河流域“8·16”山洪致灾机理分析

我国西南地区地形地貌条件复杂，极端暴雨山洪灾害频发，显著制约地区社会经济发展。为科学认识暴雨山洪形成过程，揭示受灾地区致灾机制，构建符合区域特征的山洪灾害预警体系，以四川省屏山县中都河流域“8.16”山洪灾害为例，结合实地调查及基础资料，从地区降雨特性、洪水陡涨过程及人类活动三方面入手，系统分析了此次暴雨山洪的灾变响应过程，以及采用水位流量反推法和洪水上涨率判定法计算山洪灾害预警指标阈值。结果表明：此次山洪灾害成因主要在于上游马边县地区短时强降雨导致下游屏山县中都镇河水陡涨，极大缩短了沿河居民转移时间；当地居民围滩造地侵占河道，减少了行洪面积，属于典型的地区强降雨与人类活动综合影响下的突发性暴雨山洪灾害；对比上述两种预警方法的结果，发现水位流量反推法预警精度稍差且多次出现漏警，洪水上涨率法预警期显著延长，预警效果更为可靠。因此，建议中都河流域山洪灾害防御采用洪水上涨率法和传统预警相结合，以流域划分模式构建马边屏山两县行政联合的山洪预警体系，可为该区域乃至其他类似山洪灾害频发地区的防治提供科学依据。     

基于Copula函数的洪水过程随机模拟

对实测截口序列进行等量变换,使变换后的截口具有较好的统计规律.应用Copula函数构造洪峰与历时的联合分布,以及相邻截口的联合分布,采用联合随机抽样方法进行大样本的洪水过程随机模拟,为洪水过程设计提出了一种新的随机模拟方法.结果表明,该方法能较好地描述洪峰、历时的统计特性及相关关系,克服了传统模拟方法对历时描述较差的缺点,且能反映出洪水过程的变化特性,截口具有随机波动性、锯齿现象较少.     

广东省综合单位线法的改进

为了减小广东省综合单位线法实际运用中的误差,将计算流域进行地貌分类,引入径流系数,对鱼塘以外地块的毛雨量进行折减得出设计净雨量,对鱼塘通过累加的毛雨值扣除一定的蓄水深度得出设计净雨值,再由广东省综合单位线法提供的设计雨型计算得出流量过程线.此方法改进了初损的计算,较容易操作而又切合实际,可提高广东省综合单位线法的计算精度.     

山区小流域暴雨山洪灾害分区预警研究

受水沙耦合致灾作用,暴雨山洪灾害一般表现为山洪洪水灾害、山洪水沙灾害及山洪泥石流灾害3种模式,不同灾害模式的成灾特点、灾害规模、致灾指标及阈值常存在显著差异.传统暴雨山洪灾害防治预警技术的研究思路主要以"雨量–径流–成灾水位"雨水情分析为主,缺乏"雨–水–沙"变化系统研究,未充分考虑洪水泥沙耦合作用下山洪灾害易发区的成...     

一个基于DEM的半分布式水文模型

以自然分水线划分子流域,利用克利金插值法由雨量站雨量插值各子流域中心点的雨量代替面雨量.模型中分别利用初损后损法、分布式单位线和指数消退模型计算产流、直接径流过程和基流过程.为了考虑洪水特性对河道汇流模型参数的影响,采用动态参数马斯京根模型演算各段河道洪水.在河南省干江河流域的应用结果表明:29场洪水中,洪峰流量相对误差小于20%的为93%,洪量相对误差小于20%的为97%,峰现时间误差小于2 h的为100%,确定性系数大于0.7的为90%.     

温州泽雅水库洪水预报单位线的推求

洪水预报是确保水库防洪功能有效发挥的关键,根据泽雅实测水文资料,采用原型单位线进行洪水预报进行推求.在历史资料不全与上游没有流量实测站的前提下,确保温州城区正常的供水及减少水库下游水患灾害,有计划地开展水库调度工作.为今后的防洪调度做好预报提供依据,充分发挥水库应有的效益.