长江宜昌年最大洪峰周期分析和长期预报研究

基于小波变换研究了长江宜昌站年最大洪峰流量周期变化和长期预报。研究表明，宜昌站年最大洪峰流量存在多时间尺度特征，其主要周期有4.5a、9a、14a及30a；提出了基于小波变换的最近邻抽样回归组合预报模型并运用于年最大洪峰流量序列预报，效果较好，同时与谐波预报法进行了对比。本文研究成果对长江三峡水库防洪调度有着重要的参考价值。     

水文时间序列多时间尺度分析的小波变换法

以长江宜昌站近100年（1890～1987）年平均流量过程为例，利用Marr小波和Morlet小波变换对水文序列的多时间尺度演变特性进行了分析，研究结果表明，其年际及年代际时间尺度在时间域中分布很不均匀，具有明显的局部化特征，小波变换法分析了水文水资源系统多时间尺度是优越的。     

长江干流沙市水文站汛期流量变化趋势分析

基于线性倾向回归趋势分析方法,对长江干流段沙市站1991~2017年汛期实测流量资料进行趋势分析。结果表明:1991~2017年间,沙市水文站汛期日最小流量呈上升趋势,日平均流量与日最大流量呈下降趋势;2003年三峡工程运行后,沙市水文站汛期的日平均流量比运行前减少了2046 m3/s,减少率为10.77%。     

长江宜昌站沙质推移质输沙规律

现有几家起动公式中的K值不能够准确预测长江宜昌站沙质推移质输沙规律。对宜昌站1956年到1964年和1973年到1974年11年的246组沙质推移质实测水力、泥沙因子资料进行统计分析,将沙质泥沙近似作为均匀沙处理,从均匀沙的起动特点出发,通过分析泥沙颗粒受力和起动模式推导得出宜昌站沙质推移质起动公式,并且公式中的K值随着流量的变化而变化,呈指数分布。在此基础上进而建立了适合宜昌站沙质推移质输沙率公式,并用宜昌站1975年沙质推移质资料对公式进行验证,按公式计算的起动流速和输沙率与实测值比较,获得满意结果。     

淮河干流河南段基本生态流量保证率研究

科学确定基本生态流量对维持河流控制断面生态环境用水需求具有重要意义。以淮河干流河南段为研究对象,选取长台关站、息县站和淮滨站为主要控制断面,采用最小月平均流量法、近10年最枯月平均流量法、流量历时曲线法和蒙大拿法4种水文学方法对淮河干流河南段的基本生态流量进行计算,以月为单位评估了1951—2015年期间月平均、丰水年、平水年、枯水年、汛期和非汛期相应断面的基本生态流量保证率。结果表明:①从长台关站到淮滨站基本生态流量依次增大,长台关站、息县站和淮滨站的基本生态流量分别为3.41、11.43、16.97 m~3/s。②淮河干流河南段丰水年的基本生态流量保证率最高,其次为平水年的,枯水年的最低,且汛期基本生态流量保证率大于非汛期基本生态流量保证率。③淮河干流河南段月平均、丰水年、平水年、枯水年、汛期、非汛期的基本生态流量保证率基本表现为息县站的最高,其次是淮滨站的,长台关站的最低。研究结果可为河流生态调度提供科学支撑。     

三峡工程蓄水前后进出库水沙特性及径流量时间序列变化周期分析

选取长江上游干、支流主要水文站为代表站,根据水文泥沙观测资料,对三峡水库进出库水沙特性进行了较为系统的分析,对比分析各站三峡工程蓄水前后年径流量、年输沙量、年均含沙量等水沙特征值的变化特性.另外,运用小波分析的多分辨率功能,对朱沱、寸滩和宜昌站1950～2008年年径流量时间序列资料进行了多时间尺度分析.分析结果表明:...     

三峡水库蓄水后下游近坝段水位流量关系

首先对三峡蓄水后近坝段内3个水文站实测水位流量资料进行了整理和分析,分析表明3站中枯水水位流量关系变化不同,蓄水后宜昌和枝城枯水水位流量关系变化基本不变,中水水位流量关系有所下降,而沙市枯水水位流量关系有所下降,中水水位流量关系基本不变.然后从河床冲淤、河道侵蚀基准点条件和河道阻力变化3个方面分析了3站水位流量关系变化产生差异的原因,并指出河道侵蚀基点条件是影响3站水位流量关系的主要因素,最后对近坝段水位流量关系的变化趋势进行了预测.     

淮河干流鲁台子至吴家渡河段输沙平衡分析

利用1951-2007年长系列的水文资料,对淮河干流鲁台子至吴家渡河段进行输沙平衡分析.结果显示,1951-2007年本段淮干累计呈淤积状态,但自50年代起1O年平均淤积量逐年代递减,至80年代已由淤转冲.进一步分析了鲁台子站流量、含沙量、汛期和非汛期、行洪区启用状况等因素对泥沙输移的影响,得出了河段冲淤变化与各相关因子的关系.     

甘河加格达奇站年最大洪峰变化规律及预报

基于小波变换研究了甘河加格达奇站年最大洪峰流量周期变化和长期预报。研究表明,加格达奇站年最大洪峰流量存在多时间尺度特征,其主要周期有4a、6a、27a;提出了基于小波变换的谐波预报方法。     

参考作物腾发量多时间尺度分析的小波变换

采用Penman-Monteith方法对国内4个不同气候带气象站点的长系列逐日参考作物腾发量ET0值进行了计算,以昌平站ET0年日均值和月日均值时间序列为例,对比采用不同母小波进行小波变换的结果,确定Morlet小波为ET0多时间尺度分析的最优母小波.以Morlet小波为基础,对4个站点ET0多时间尺度特征进行分析,结果表明:4个站点ET0多年来均存在多个时间尺度上的周期变化,其中以5、10 a最为普遍和显著.小波分析的结果,对于中长期不同时间尺度ET0的预测和灌溉用水预测具有指导意义.     

水利水保措施对流域洪水的影响

随着大规模的水利建设和水土保持工作的实施,流域下垫面条件发生了明显的改变,其暴雨产生的洪水也相应发生了变化。如何评估水利水保措施对洪水的影响及其程度是一个重要的研究工作。以黄河流域窟野河为例,构建暴雨洪水相关统计模型———最近邻抽样回归模型,在此基础上探讨了水利水保措施对洪水的影响。研究结果表明：水利水保措施影响后洪峰...     

分形理论在紫坪铺水库汛期洪水分期中的应用

洪峰散点序列在一定尺度范围内表现出了自相似性和分形特征,可用分形理论划分洪水分期。介绍了分形理论及容量维的计算方法,并以紫坪铺站历年汛期日最大流量为系列样本进行研究,将紫坪铺水库汛期洪水划分成3个分期。结果表明,利用分形理论划分的紫坪铺水库洪水分期与成因分析法和数理统计法划分的洪水分期基本一致,但与其它两种方法相比,分形方法具有客观、受经验和人为影响较小、划分的洪水分期时间更加精确等优点,有利于在生产实际中推广应用。     

古田溪一级水电站设计洪水复核的研究

根据1959年建库以来积累的新的水文气象资料和水电站运行记录,对古田溪一级水库入库洪水计算、特大洪水处理、资料代表性分析、频率计算和成果的合理性论证作了比较系统的探讨,保证了一级水电站设计洪水复核成果的准确、可靠,为进一步研究提高汛限水位的可行性打下了扎实的基础.     

淮河中游董峰湖行洪区运用效果分析

以淮河中游董峰湖行洪区为例,采用水动力数学模型,通过对2003年型洪水的演算,根据水动力特性和蓄行洪功能的转变,将行洪区从开启到关闭的运用全过程划分为5个典型阶段,详细分析了各阶段行洪区内水动力特性和洪水传播规律,分析了行洪区运用前后上下游河段洪峰水位和流量过程的变化。研究结果表明：在行洪区运用的初始阶段,行洪区蓄洪功能强,削峰作用明显,能有效降低上下游洪峰水位;而进入行洪阶段后,行洪区主要起辅助河道行洪作用,只对上游洪峰水位有明显影响。     

西江归槽洪水研究展望

西江流域由于大量兴建堤防工程导致洪水归槽,改变了原天然河道的洪水槽蓄关系,使得用于防洪规划和洪水灾害风险评估的洪水序列失去了一致性。目前洪水归槽问题研究主要集中在出槽洪水的归槽还原计算方面,对于干支流洪水与区间洪水的遭遇考虑不足,对洪水发生变异的成因及非一致性洪水的频率计算方法也缺乏系统性的研究。建议采用水文变异诊断系统对西江流域的水文要素进行变异分析,以识别其时空变异规律;研制西江中下游干支流洪水及区间暴雨洪水的多输入单输出概念性水文模型,以模拟其洪水形成过程;提出基于MISOCHM模型的非一致性洪水频率计算方法、基于HHT变换的非一致性洪水频率计算方法,以推求变化环境下河道断面的洪水频率分布,并结合西江流域防洪规划评价西江堤防现状和未来的防洪能力。其研究成果不仅对变化环境下的水循环和水安全研究具有重要的理论意义,而且对于流域防洪规划和洪水灾害风险评估具有重要的实际应用价值。     

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。     

洪水泥沙运动特性的一维数值模拟计算和分析

采用一维非恒定水流泥水流泥沙数学模型对黄河的“96．8”洪水泥沙输移特性进行了数值计算模拟，通过对洪水运动过程的水沙要素如断面的水位、数量、含沙量变化、洪水传播时间及河床冲淤等特性的分析表明，本一维非恒定泥沙数学模型在分析模拟洪水泥运动规律可靠性，为江河洪水预报提供一种重要的预测手段。     

海塘渗透变形影响因素分析

为了明确各种条件对海塘塘身渗透变形的影响,以制订合理有效的防渗加固方案,结合钱塘江海塘塘身防渗加固中遇到的问题,应用能够考虑渗透变形后土体渗透性变化的饱和-非饱和/非稳定渗流分析程序进行了塘身初始浸润线、塘身土体初始含水量、降雨及洪水特性等因素的影响分析.结果表明：初始浸润线对塘身是否发生渗透变形起一定的制约作用;土体初始饱和度的增加可缩短洪水渗透至背坡所需时间;伴随降雨的洪水,浸润线上升较快,塘身背坡可产生较大的出逸坡降,离洪水越近的降雨,所发生的影响越大;洪水水位和洪水波形对塘身渗透过程也有较大的影响.该研究为海塘工程建设、防渗加固和运行管理等提供了科学依据.     

漳河水库实时防洪调度研究

针对漳河水库的特点,提出了洪水水量调节计算方法;根据水库洪水调度实际,提出了临界调洪方案概念;建立了考虑下游错峰要求的临界调洪方案非线性数学模型及解算方法;以常规调度方案、临界调洪方案及调度方案拟定系统为框架,开发了漳河水库实时防洪调度方案生成系统．