瞬时单位线法中时段单位线的计算式

瞬时单位线法中时段单位线的计算式陈永昌（山东省水文总站烟台分站）瞬时单位线的净雨历时是瞬时的，在实际应用中需要将其转化为某一指定时段单位线。本文是以ｎ＝１为界划分两个范围，分别用不同近似积分方法，求得了时段单位线的计算式。瞬时单位线数学模式为：式中：...     

模式单位线的推求与应用

单位线与之对应的影响因素，构成了一个模式单位线。模式单位线是由选择的历史洪水经过聚类，然后由同类型洪水推求出来的，因而提高了单位线的代表性。单位线用曲线分段拟合，简化了推求和修改中设试过程，便于计算机实现。文中以柴河水库为背景，对此法进行了详细说明，并用实际洪水过程进行了试报，表明了此法的可行性。     

推求地面径流单位线的Free Search算法

地面径流单位线在水文计算和水文预报工作中应用十分普遍,但当净雨时段较多时,传统的单位线推求方法存在工作量大、效率不高、过分依赖专业经验、计算过程复杂、模拟结果可能出现负值等问题。为此,本文引入源于动物群体迁移行为的自由搜索(Free Search,FS)算法,将FS单个动物每步探查行走的位置向量作为一条初始单位线,在FS算法迭代过程中再将所有的初始单位线转化为符合定义的单位线,从而利用动物群体的迁移行为推求出最优单位线。该方法的优点是概念清晰,操作简便,能够直接给出单位线的各时段流量值。三个典型实例模拟结果表明:利用FS推求单位线时,寻优一次即可得到满意结果,所得单位线不需要修正,并且能够有效克服锯齿现象,对地面径流量的模拟精度也较高。     

考虑降雨时空变化的单位线研究

流域降雨的时空变异性和地形地貌特征，以及不确定性因素对单位线的影响始终是流域汇流计算方法研究的难点问题。本文分析了传统的根据降雨时空分布不均匀性对单位线进行分类的方法及其缺点，推导了考虑暴雨重心位置和降雨强度的影响的S曲线法，给出了新的S曲线方程，建立了S曲线参数与暴雨重心位置和降雨强度的关系，采用该方法可求得任一暴雨重心位置及任一降雨强度下的时段单位线。该方法具有谢尔曼经验单位线简便实用的特点，又具有考虑降雨时空变异性的优点，在沮河流域洪水预报模型中的应用表明该方法是可行的。     

一种时变分布式单位线计算方法

为了解决由降雨强度引起的径流汇流的非线性问题,提出一种基于SCS(United States Department of Agriculture-Soil Conservation Service)流速公式的时变分布式单位线计算方法。引入参考雨强表征SCS公式中流速系数对应的水力条件。由降雨过程的时段雨强与参考雨强的比值构成一个量纲一因子,将该因子加入SCS公式后使其能够考虑降雨对流速的影响。改进后的流速公式用于计算一次降雨过程中不同降雨时段对应的时变分布式单位线,时变分布式单位线与新安江模型的产流模块构成降雨径流模型,将模型用于裴河流域率定参考雨强。率定后的模型用于谭家河流域进行应用检验,结果显示,确定性系数大于等于0.9的洪水场次,由时不变单位线的42%增大为83%。提出的方法能够显著提高流域水文模型的降雨径流模拟能力。     

广义单位线在山洪模拟中的适用性分析

广义单位线把流域对净雨的调蓄作用概化为M个等效线性水库并联,为汇流计算提供了新方法。为检验其在山洪模拟中的适用性,在淮河、长江选取4个小支流共56场典型洪水作为研究对象,与Nash单位线法对比分析暴雨洪水过程。结果表明：两种方法的模拟精度均达到了乙级精度要求标准,但从评价指标来看,广义单位线法的平均纳什效率系数、峰现时间及其合格率（0.79、0.90 h、98.30%）优于Nash单位线法（0.75、1.09 h、94.34%）。广义单位线综合了流域地形地貌特征,可以更好地表征流域汇流特性,适用性较强,为国内山洪灾害预警预报提供了新思路。     

约束最小二乘法优选单位线

在总结目前推求单位线方法的基础上,提出了一种改进的优化方法－－约束最小二乘法。它通过Ｗｉｎｄｏｗｓ平台上的可视化编程,不震拟定初始单位线和试错,就能快速准确达到单位线的最优适配,并能够在计算机上实现推求和修匀单位线。     

地貌瞬时单位线研究进展

自从Rodriguez-Iturbe等人开创了地貌瞬时单位线的研究以来,从理论上探讨用流域地形地貌参数定量流域水文响应,已成为近20年来水文学中最富有吸引力的研究课题之一。总结了基于Horton-Strahler河流分级和水系随机模型推导流域地貌瞬时单位线获得的主要研究成果,对地貌气候瞬时单位线作了综述。     

江苏省无资料山丘区洛阳河流域径流模拟方法探讨

近年来,无资料或资料缺乏地区汇流计算成为水文研究热点。基于地形参数的地貌瞬时单位线(GIUH)方法凭借其对历史降雨径流实测资料的不依赖性,已然成为径流模拟研究中被普遍采用且效果较好的方法之一。为探讨江苏省无资料山丘区的径流模拟方法,选取具有典型地形地貌特征的镇江通胜洛阳河小流域展开研究。根据地貌特征值等数据提取出该流域的地貌单位线,采用地貌单位线计算径流过程,利用2016、2017年汛期实测的4场洪水进行方法验证,将计算径流与实测数据进行对比分析,结果表明:基于地貌特征的地貌单位线法在该流域洪水模拟中具有较高精度,又因该流域于江苏省乃代表性区域,初步判定可将该方法推广至其他无资料山丘区流域。     

由DEM确定R-V地貌瞬时单位线的研究

介绍了地貌瞬时单位线（R－V GIUH）的基本理论与理论基础。由于以往确定流域单位线需要大量的降雨径流实测资料，试图应用地理信息系统（GIS）技术建立流域数字高程模型（DEM），从而可以仅依据地形资料来确定R－V地貌瞬时单位线，解决无资料地区的洪水预报问题。以长江三峡区间沿渡河流域为例，取得了较好的成果。     

异参K的瞬时单位线研究

纳希在假设入流过程经过n个具有相同调蓄参数k的线性水库的调蓄的情况下,推导出著名的纳希瞬时单位线.显然相同k值的假设是欠妥的,且求得的水库个数n一般不为整数.作者在各水库调蓄参数k各不相同的情况下,推导出瞬时单位线,并将各水库的后值与相应的河段比降建立了有机的联系,从而扩展了纳希瞬时单位线.     

《时段单位线用表》简介

在用瞬时单位线方法推求洪水时段流量时,为了避免从S曲线内插,全国雨洪办委托水利水电科学研究院水资源所编制了可以直接查读数值的《时段单位线用表》,现该表已交厂付印,计划于今年12月上旬出版,年底将由本所直接寄送订购单位。本表可供各省、市、自治区编制的瞬时单位线法《暴雨径流查算图表》配套,并可供采用瞬时单位线进行洪水计算和预报使用。《时段单位线用表》包括以下三部分内容:1.各种时段单位线,计有10分钟、15分钟、30分钟、1小时、3小时等五种计算时段用表。     

概念性元素的比较研究

概念性元素的选择及其排列组合方式是建立概念性流域汇流模型的关键性问题,因此比较概念性元素之间的差异具有十分重要的意义。本文以“扩散模拟河段”为标准,在时段单位线方面对概念性元素进行了比较,结果表明“加里宁—米留柯夫河段”、“线性动力波河段”以及“逆高斯分布河段”与“扩散模拟河段”比较相似,这些概念性元素具有很强的实用性：而“马斯京根河段”和“滞时演进河段”与“扩散模拟河段”差异较大,但在实际应用中多个“马斯京根河段”串联以及对于某些滞时特性比较明显的流域,它们也能取得较好的效果。     

调蓄经验单位线法推求设计洪水的自动化计算

调蓄经验单位线法是计算干旱、半干旱区无水文资料的中小流域设计洪水的一种较适用的方法。该方法要通过图表查算、产流试算、汇流计算来完成，计算较为繁杂，且存在图表查算缺乏唯一性的缺憾。利用Excel软件丰富的图表计算、函数与宏运算以及控件工具等功能，编制了调蓄经验单位线法推求设计洪水的自动化计算模板程序，旨在运用该方法推求设计洪水中减少试算、查图等工作量，避免图表查算存在的人为性。     

基于地貌扩散和水动力扩散的流域瞬时单位线研究

流域汇流是地貌扩散和水动力扩散共同作用的结果。用宽度函数描述地貌扩散,用河道响应函数描述水动力扩散,从而导出了流域地貌瞬时单位线的表达式。建立了长江三峡区间沿渡河流域的数字高程模型(DEM),由此自动生成了该流域水系,并提取了流域地貌瞬时单位线公式所需的地貌信息。23场洪水的检验结果表明:所建议的流域地貌瞬时单位线公式用于流域汇流计算具有较高的精度。     

面雨量不均对GIUH非线性改正探讨

地貌单位线(GIUH)基于流域地貌特征和概率方法，在我国许多地区得到广泛应用。针对面雨量分布不均问题，通过分析初始概率的变化，考虑GIUH的非线性改正，并用实际资料进行了验证。     

流域单位线的推求方法—分析试错法

关于流域单位线的推求方法,目前常用的有分析法和试错法两种。分析法,它应用下列公式推求流域单位线。即q_T=Q_T-sum from i-2 tom h_iq_(T-i+1)式中 T:单位线及流量过程线时段序;m:净雨时段数;其他符号意义见表所列。由于流域汇流的复杂性和测验资料的误差,故其成果往往会出现锯齿状和负值现象,甚至无法进行分析计算,所以很少有人应用它。试错法,该法应用比较广泛,有的用 Co-llin 法试错,也有的凭经验试错。但主要缺点是单位线过程的初始假定比较困难,试错过程有时也会出现不合理现象,并对其过程进行修正也不易做得完好。鉴于上述,并根据分析法和试错法的特     

最大信息熵理论在地貌瞬时单位线中的应用

引入最大信息熵原理对地貌瞬时单位线中的等待时间概率密度函数进行研究,导出了等待时间概率密度函数等价于皮尔逊Ⅲ型分布.经分析表明,指数分布和伽玛分布作为等待时间概率密度函数,都是本文提出的分布的特殊情形.     

线性扩散波洪水演算模型研究

扩散波概念的提出至今已有近半个世纪。在前人研究的基础上,着重讨论如何把扩散波解析解用到天然河道的洪水演算中去,即通过把入流过程离散成带常系数的单位矩形入流之和,将单位线概念引入具有自由下边界的线性扩散波洪水演算模型,并给出了确定天然河道Ｃｋ和μ的实用方法。用于黄河下游６个河段的洪水演算获得了令人满意的成果。扩散波洪水演算模型,继承了水力学方法的长处,又具有水文学方法的优点,可能有罗好的开发应用前景     

淮河澧河何口水文站特大洪水洪峰流量的分析计算探讨

何口水文站是淮河三级河流--澧河的重要控制站.该站自建站以来,断面以上曾发生"19750806"、"19750808"、"20000715"、"20040717"四次大范围堤防漫溢及多处决口的特大洪水.在水文年鉴中,这些洪水的洪峰流量均为断面处的实测流量,不包括断面以上漫溢决口的流量,因此设计单位进行水文频率计算时不能直接应用.如何确定这些洪水的洪峰流量是设计单位多次向我们提出的要求.笔者应用单位线法、径流深与洪峰流量相关法、上下游洪峰流量相关法等三种方法对上述洪水的洪峰流量进行了分析计算,并对成果进行比较论证,供有关部门应用时参考.