分布式坦化单位线的流域汇流研究

单位线是中小流域汇流计算的常用方法，现有综合单位线法存在无法考虑降雨时空分布不均性和下垫面异质性的问题，导致预报精度欠佳；此外，传统分布式单位线计算过程复杂，且需要大量数据，限制了其在中小流域的应用。为此，本文引入分布式单位线概念，综合考虑洪水传播时间和洪峰滞时，提出了基于流域初始单位线的分布式坦化流域汇流模型，该模型通过推求一系列坦化单位线，为各雨量站适配不同的分布式单位线，进而计算流域出口断面的洪水过程。研究以梅州流域尖山水文站点以上流域为例，基于21个雨量站点实测降雨数据，构建了分布式坦化单位线汇流模型，采用洪峰相对误差、峰现时间误差、确定性系数等指标进行模型适用性评价，并与现有综合单位线法进行了比较分析，实例研究表明所提方法的洪峰相对误差、峰现时间误差小于综合单位线法，确定性系数明显提升，整体上分布式坦化单位线法预报结果优于现有综合单位线法。所提方法简化了现有分布式单位线推求步骤，提高了洪水预报精度，易于在中小流域进行推广。     

基于SCS水文模型的城市河涌设计洪水计算研究

城市河涌受下垫面硬化影响,暴雨产汇流过程复杂,传统设计洪水计算方法(综合单位线和推理公式法)难以精确模拟。本文以惠州望江沥河涌为例,基于SCS水文模型计算了城市河涌设计洪水,并与传统设计方法进行对比分析,研究结果表明:随着城市用地面积增加,望江沥河涌洪峰流量相应增加,呈现明显正相关;SCS模型计算设计洪水成果相对传统方法(综合单位线法及推理公式法)大20%,这主要是由于SCS模型充分考虑了下垫面变化,汇流较快,洪峰流量较大,传统设计洪水计算方法在推求城市下垫面流域设计洪水存在流量偏小现象。SCS模型充分考虑流域下垫面变化的因素,产汇流计算更加合理。本研究可供类似无径流观测资料城市河涌设计洪水计算参考。     

基于约束非线性最小化法的时段单

时段单位线被广泛应用于模拟流域中的地面径流过程。用传统方法（如最小二乘法）推求时段单位线，容易产生锯齿状振荡，并且所得单位线径流深不等于10mm。为克服此现象，应用数学规划中的约束非线性最小化法来优化单位线的推求过程。为比较该方法的应用效果，最小二乘法也被应用于本研究中。采用两个案例进行分析，结果显示采用约束非线性最小化法能够有效抑制时段单位线锯齿状现象的产生，单位线总量亦等于单位净雨量10mm，用两种方法得到的地面径流计算值与观测值之间的吻合度是近似的。     

基于HEC-HMS模型的四川省无资料地区设计洪水计算

针对分布式水文模型在无资料地区推求设计洪水时存在参数难以率定的问题,提出了采用现有四川省综合单位线成果的HMS分布式水文模型,并运用到琼江上游某工程断面设计洪水计算中。该方法的计算结果与推理公式法、综合单位线法计算成果相差不大,计算结果基本合理。实例应用结果表明,结合综合单位线法的HMS分布式水文模型的计算方法可以应用于四川无资料地区的设计洪水计算。由于分布式水文模型能够较好的反映流域的物理特征,因此该法的计算结果对于设计洪水成果的选取具有一定的参考价值。     

城市化背景下广东省综合单位线法的评估与修正

广东省综合单位线法作为一种在工程实践中得到广泛应用的单位线,由1983年前的雨洪资料分析综合得到,它反映了广东省城镇化之前的产汇流关系,但是目前针对其在城市化地区适用性评价与修正的研究较少。以广东省深圳市景田流域为例,基于景田水文站2011-2019年间的暴雨洪水记录资料,采用纳什效率系数、认同指数、相关系数等评价指标,对广东省综合单位线的适用性进行评价,通过Spearman秩相关系数法对重要参数进行敏感性分析,并基于拉丁超立方抽样法、约束最小二乘法等方法对广东省综合单位线法进行了修正。研究结果表明：景田流域自20世纪80年代后经历了快速的城市扩张,不透水下垫面所占比例已超过90%,广东省综合单位线法对该流域雨洪过程的刻画能力存在明显不足,提出的通过对重要参数进行率定以及对单位线进行修正两种方案都提高了模型的模拟效果。其中,针对小样本提出的基于网格搜索的交叉验证参数优化方法与约束最小二乘法的单位线修正方法,表现出良好的模拟性能,纳什效率系数、认同指数、相关系数等指标都有明显提高,较好地反映了景田流域的产汇流特性;相较于广东省综合单位线法的推荐单位线,经过修正的单位线表现出洪峰流量变大、...     

昭通地区小流域设计洪水计算方法探讨——以威信县为例

为做好山洪灾害治理中设计洪水计算工作,结合水利规划设计实践,选取威信县2个典型小流域设计洪水为研究对象,分别采用经验公式法和瞬时单位线法进行了计算。通过对相应计算成果进行对比分析,发现两种方法计算结果都较为合理,但考虑到计算精度,及实际扣损,推荐云南昭通地区山洪灾害治理中小流域设计洪水采用瞬时单位线法进行计算效果最好。     

基于ArcGis的四川省中小流域设计洪水计算

综合瞬时单位线的汇流参数是依据单站水文资料以分区综合的方式计算得到。在无资料地区,使用该法推求设计洪水时,可能出现汇流参数地区局部异常的情况,造成设计成果有偏差较大,引起工程不必要的浪费。针对上述情况,提出了以ArcGis为平台,借助工程区域DEM数据,建立地貌瞬时单位线的方法来推求设计洪水,用以减小水文模型对于水文资料的依赖。最后,运用该方法推求琼江上游拦江流域设计洪水。设计成果与水科院推理公式法结果进行对比。对比结果表明,该法的计算结果基本合理。同时,参数敏感性分析结果表明设计人员使用该法推求设计洪水时,需要对于设计流域的物理特征有一定的了解。此次实践结果显示,该方法简单易行,容易被设计人员掌握,可以应用于生产实践之中。     

紫荆关流域分布式HEC-HMS水文模型构建及洪水模拟

国内外学者利用HEC-HMS水文模型模拟流域降雨径流过程,发现该模型有良好的适用性。【目的】提高紫荆关流域洪水模拟精度。【方法】采用紫荆关流域水文气象及下垫面资料,将流域划分为11个子流域,通过选择产流和汇流计算方法,构建了该流域分布式HEC-HMS水文模型,并从历史实测暴雨洪水事件中选择14场洪水对构建的HEC-HMS水文模型进行了参数率定和模型验证。【结果】率定的各子流域产流参数基本相同,由于各子流域面积不同导致汇流参数也不同。模拟的洪峰流量和洪量相对误差均在20%以内,纳什效率系数为0.51～0.95,模拟与实测的洪水过程线吻合较好,模型模拟精度较高。【结论】构建的水文模型能反映紫荆关流域实际的产汇流过程,可用于该流域洪水过程模拟和洪水预报。     

HE-HMS及其在篓子沟流域的应用

HEC-HMS系统集大量降雨径流计算模型于一体，包括净雨计算模型、直接径流过程计算模型、基流计算模型和河道洪水演算模型。将其用于篓子沟流域进行了实例应用，根据自然分水线将流域划分成43个子流域，所用产汇流计算模型为：初损后损法模型、单位线、指数消退模型和Muskingum 河道演算模型。根据对12场降雨径流过程的模拟可以看出，结果是比较理想的。     

基于约束非线性最小化法的时段单位线优化估计

时段单位线被广泛应用于模拟流域中的地面径流过程.用传统方法(如最小二乘法)推求时段单位线,容易产生锯齿状振荡,并且所得单位线径流深不等于10 mm.为克服此现象,应用数学规划中的约束非线性最小化法来优化单位线的推求过程.为比较该方法的应用效果,最小二乘法也被应用于本研究中.采用两个案例进行分析,结果显示采用约束非线性最小化法能够有效抑制时段单位线锯齿状现象的产生,单位线总量亦等于单位净雨量10 mm,用两种方法得到的地面径流计算值与观测值之间的吻合度是近似的.     

HEC-HMS模型在四川省清溪河流域山洪预报中的应用

山洪灾害往往给山区人民生命财产、自然环境等造成了极大的损害,降低山洪灾害的有效途径之一是实现基于降雨径流模型的实时预报预警系统。选取四川省山洪易发流域-清溪河流域为研究区,通过GIS技术,结合流域DEM、土壤及土地利用数据提取流域信息,构建HEC-HMS降雨-径流模型进行流域山洪预报。根据降雨径流形成过程,分别采用SCS-CN曲线法、SCS单位线法、指数退水法和马斯京根法进行计算产流、坡面汇流、基流和河道汇流四个部分。选取6场洪水进行模型参数的率定,4场洪水进行模型验证。模拟结果表明:Nash效率系数均值为0.792,相关系数均值为0.84,峰现时差均在3 h以内,合格率为90%,该模型对清溪河山洪预报具有较好适应性,可为四川省中小河流域山洪预报提供借鉴和参考。     

棉花滩水库分期设计洪水研究及地

结合汀江流域雨洪变化规律，主要用均值变点分析方法对棉花滩水库进行分期确定了分期时段，并用多种方法对比研究。根据流域资料用流域面积内差计算出坝址分期设计洪水，并与全年最大值设计洪水进行对比分析，引进组合频率概念推导两者之间的量化关系。为了考虑水库建成后调洪对下游设计断面工程防洪后果的影响，拟定不同的地区组成方案进行分析，计算相应的分期设计洪水。     

布吉河流域防洪调度的潮水补偿研

潮汐是影响沿海城市防洪调度的一个重要因素。沿海城市的河流大多属于感潮河段，受潮水顶托影响，感潮河段的水位变化是潮水和洪水共同作用的结果，水位流量关系复杂。以深圳市布吉河流域的防洪调度为背景，在各种水文资料严重不足的情况下，研究了感潮河段的潮汐一般规律，通过对布吉河口的水位进行潮水和洪水的分离，用一种分段线性拟合的方法，对洪水波产生的增水进行了定量的分析，并且提出了根据潮水预报和增水关系进行潮水补偿调度的具体计算方法和过程。     

基于多元统计分析的尼洋河水质评价

为研究尼洋河流域水体污染特征,基于2018年汛期(7-9月)和枯水期(1-3月)水体的监测数据,采用主成分分析和相关性分析法对尼洋河汛期与枯水期水体指标污染特征进行了综合评价。结果表明,2018年尼洋河水体主要以有机污染为主,同时存在水体富营养化污染的风险。总体上,研究区汛期水体水质优于枯水期,汛期和枯水期提取的主成分及各监测断面的综合得分排序存在差异,说明汛期降雨及支流对尼洋河干流水质产生一定的影响,且水体指标浓度值在空间上的分布与流域内农业面源污染源的分布有着密切的关系。尼洋河水体质量在时空分布上总体呈现为下游水体水质最优,中游水体污染严重,上游水体水质优于中游劣于下游。     

辽河流域防洪系统综合评价指标体系研究

随着我国许多流域防洪体系建设的逐渐完善和水利部门防洪思路的逐渐改变，对流域防洪系统进行综合评价显得很有必要，而要进行防洪系统综合评价首先要建立评价指标体系。阐述了社会系统、经济系统和防洪系统之间的既相互制约又相互促进的关系，说明三者处于一种动态的协调平衡中；结合三者之间的关系，从辽河流域实际情况出发，考虑资料收集的可行性，以全面而精练为准则，分别建立了社会系统、经济系统和防洪系统指标体系，以期对辽河流域防洪系统进行全面、客观的科学评价。该指标体系结合实际作适当修改可以应用于其他流域的防洪系统评价中。     

设计洪水不确定性对水库极限风险的影响研究

以漳河流域岳城水库为例,选取30场实测洪水过程作为典型洪水,分别从放大方法不确定性和典型洪水不确定性角度,分析设计洪水不确定性时水库极限风险的影响.以水库校核洪水位为极限风险控制指标,在给定调度规则下对不同汛限水位方案进行调洪,得到水库调洪最高水位和防洪极限风险率.通过综合分析,认为保守情况下可将主汛期汛限水位抬升至132.50 m(提高0.50 m),冒险情况下可将汛限水位抬升至134.00 m(提高2.00 m).     

闽江下游最高洪水位的长期振动及其预测

采用改进的谐波回归算法，对闽江竹岐站年最高洪水位序列进行周期识别和分析论证。结果表明：闽江下游洪水县有１５年和７年的长期振动，这种振动可以认为是大范围物理背影造成的响应，其中７年的周期振动很可能与地极移植移动有关。同时，还对相应的模拟方程进行评定，并检验了谐波分析的预测结果。最后给晃江竹岐站来未来３年内，各年最高洪水位的估计。     

“数字清江”实时水情调度联合计

为了快速、准确的分析水情实况、预测未来的发展趋势，结合清江流域防洪减灾工作实际情况，设计了实时水情调度联合计算方案。根据清江流域地理位置的特点，将其分为7个子流域，依次进行降雨径流预报、洪水演算，为防洪减灾提供真实有效的决策依据。通过对该方案的分析，探讨了设计思路，并给出了其实现机理。该方案已在“数字清江”项目中得到成功应用。