空间变尺度流域洪水预报修正研究

针对考虑流域内水库运行规律但缺少小型水库、塘坝运行资料的洪水预报,提出了一种以朴素贝叶斯分类为基础、利用小尺度流域水库信息推求大尺度全流域水库信息的空间变尺度水库运行规律分析方法,并将其分析结果应用于流域洪水预报修正中。最后,以丰满五道沟控制站以上流域为例,采用该方法对2场洪水预报进行了修正。结果表明,修正后的预报精度较原预报方案预报精度明显提高,预报结果可以对水库调度起指导作用。     

基于K均值聚类分析的流域洪水实时分类修正

针对传统的流域实时洪水预报通过率定一组水文模型参数来寻求一个流域径流形成的一般性或平均化规律的方法在特殊情况下误差较大,以及在实时洪水预报误差修正中历史信息未得到充分利用的问题,利用洪水的相似性扩大实时修正信息量,结合K均值聚类分析方法,提出了洪水实时分类误差修正方法。并在沿渡河流域用30场洪水进行分类参数率定,采用分类修正的方法对4场洪水进行实时修正,分析结果表明:实时分类修正方法能大幅提高预报精度尤其是洪峰流量的预报精度。     

微分响应在降雨误差修正中的应用

误差修正是实时洪水预报研究和应用中的重要内容,从修正模型降雨输入角度出发,提出了一种基于微分响应的降雨误差修正方法,并通过实例论证了该方法修正降雨量的适用性。该方法通过计算降雨所对应模型的微分响应来修正降雨,从而修正出口断面流量过程。将该修正方法结合新安江模型,对闽江建阳流域的19场历史洪水进行了有效性检验,结果表明:此方法对洪量、洪峰的修正效果明显,且能够显著提高洪水预报的合格率,修正后合格率由63.2%提高到94.7%。     

白龟山水库入库洪水预报分布式模型研究

白龟山水库流域下垫面条件复杂,人类活动剧烈,洪水受上游昭平台水库影响,洪水预报难度大,采用常规的洪水预报模型无法满足水库防洪调度对洪水预报的精度要求。为了充分发挥水库在淮河流域防洪中的作用,实现水库洪水资源的最大化利用,需要高精度的水库入库洪水预报作支撑。采用国内外新一代流域洪水预报模型——流溪河模型开展了白龟山水库入库洪水预报研究。以高分辨率的DEM为依据,构建了白龟山水库入库洪水预报流溪河模型结构,并确定了初始模型参数,采用PSO优化算法,对模型参数进行了自动优选。对白龟山水库实测入库洪水过程进行了模拟,效果明显优于集总式NAM模型,可应用于白龟山水库入库洪水预报。     

高关水库汛限水位动态控制方法应用研究

水库汛限水位动态控制是汛期提高洪水资源利用率的重要途径,本文结合高关水库实际情况,对其开展汛限水位动态控制方法的分析与运用,引入了降雨及洪水预报支撑下的预蓄预泄法、预泄回充法和洪水预报调度法,并对其进行了风险分析。选取了2007年的一场洪水为例进行调度,且与原常规调度方式比较。结果表明:预蓄预泄法、预泄回充法和洪水预报调度法均能较好地运用于高关水库的实际调度过程中,在满足设计防洪标准要求的前提下,合理将这3种方法结合,不仅能适当提高汛限水位增加效益,而且能更有效地拦蓄洪水尾部,将汛限水位保持在理想位置。     

三台子水库设计洪量计算方法探讨

三台子水库位于辽河一级支流李家河上游,该河流没有设立水文测站,在邻近流域即辽河支流拉马河上游尚屯水库设有水文测站,集雨面积238km2,水文条件相似,有参证价值.计算设计洪水时,采用尚屯水库资料,可按辽宁省中小河流(无资料地区)设计洪水计算方法进行计算.本文详述了水库设计洪量计算方法.     

第二松花江流域暴雨洪水演变规律分析

随着社会经济的发展,人类活动频繁,使下垫面条件发生改变,暴雨洪水演变关系也发生着改变。根据第二松花江丰满以上流域的相关水文资料,应用Mann-Kendall趋势检验法,分析了1956-2010年历史暴雨、1953-2010年历史洪水的变化规律和趋势,研究了暴雨年际变化和洪水次降雨量和次洪量趋势,探讨了暴雨洪水相关关系,结果表明:在55年中,历史暴雨量有先减小后增大之后回落的趋势;洪水多出现在7、8月份,且洪量分布中以白山~丰满区间为主的洪水居多;次洪变化和暴雨变化呈同步上升趋势;五道沟以上流域次洪上升趋势比次降雨量变化幅度小,是由于水利工程较多、人类活动影响剧烈所致。研究结果可为防洪减灾和流域水库调度提供一定理论依据。     

水库洪水预报调度风险的应用研究

综合考虑洪峰预报误差、峰现预报时间误差、水力因子和泄洪方案组合的随机性,建立了水库风险分析模型,并运用到LW水利枢纽中。通过选取的两场洪水运算,结果表明：在上影响因子共同作用下,按照模型推出的两场洪水泄洪方案优选的原则进行调度,LW水库即使没有预泄,起调水位取369.8m时,校核洪水的漫坝风险为0;频率为5%的洪水对应的漫坝风险及下游防护对象的防洪风险均为0。该模型为进一步挖掘已建水库的兴利效益或降低待建水库的工程造价,提供了保证。     

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。     

青山水库枢纽工程水资源供需平衡分析

本文针对六股河流域的青山水库枢纽工程历年洪水洪量等实际情况,对2020年水资源供需平衡进行预测,通过采用典型年法对地区洪水进行调节,分析了不同频率下的洪水洪量调节效果,并对青山水库的水位、洪量、洪峰情况提出了合理性分析,指导六股河流域地区及其洪水多发区防洪枢纽工程设计和施工.     

Copula-MCP洪水概率预报方法研究与应用

常用的洪水概率预报方法一般都采用了正态化变换与线性假设,可能会导致信息的丢失,也影响了其对洪水过程的适用性。鉴于此,将Copula函数与模型条件处理器MCP相结合,不需要正态-线性条件约束,直接推求以预报值为条件的流量分布函数,构建Copula-MCP的洪水概率预报模型。以淮河王家坝断面为例,在经验降雨径流模型API的确定性预报结果的基础上,采用Copula-MCP模型实现洪水概率预报。对1990-2010年共25场洪水的研究结果表明:Copula-MCP模型优于MCP模型的概率预报结果,Copula-MCP模型的期望值预报亦优于API模型结果。     

深圳市金湖上、下水库联合防洪实

通过对深圳市金湖上、下水库的实际情况及现行调度中存在问题分析，提出了基于天气预报和水文信息及下游河道反馈的实时水位信息的深圳市金湖上、下水库防洪调度新的运行规则和联合调度补偿决策规则，并基于这些规则给出了深圳市金湖上、下水库防洪实时调度方案     

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。     

考虑资料缺失的小型水库影响的洪水预报方法研究

流域中修建的大量小型水库会改变洪水的自然特性,而小型水库资料往往缺失或信息不全,使得在洪水预报中难以考虑其调蓄作用,给洪水预报带来困难。利用遥感RS、地理信息系统GIS和支持向量回归机SVR算法,构建地形地貌参数-水库库容关系模型,推算水库资料缺失地区的小型水库库容信息;在定量概化小型水库对洪水拦蓄影响的基础上,建立了新安江-水库模型。以淮河上游北庙集流域为对象进行应用研究,结果表明:(1)小型水库总库容与地形地貌特征有较强的相关关系,建立的地形地貌参数-水库库容模型具有较高精度,可用于资料缺失的小型水库的库容推算;(2)加入水库拦蓄模块后,新安江模型的洪水预报精度得到一定提高。研究成果可供受小型水利工程影响地区的实时洪水预报参考。     

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。     

降雨径流相关模型在丹江口水库洪水预报中的应用研究

针对丹江口流域已有水文资料及流域气象特点,将该流域划分为12个单元区,建立降雨径流经验相关模型,应用于丹江口水库的短期洪水预报系统,并采用基于可变遗忘因子递推最小二乘算法的校正技术对预报流量过程进行实时校正。计算结果表明,基于降雨径流经验相关模型预报的洪水过程与实测过程基本一致,洪峰数值及峰现时间指标合格率较高。实践证明,模型具有较高的预报精度,可为防汛部门提供较为准确的降雨径流预报方法。     

多特征变量洪水频率分析

应用Copula函数构建二变量概率分布模型,研究了洪峰与洪量、洪量与洪水历时的联合概率分布和重现期,得到了各种变量组合下的联合概率和联合重现期。结果表明,基于Copula函数构建的二变量联合概率分布模型不限定变量的边际分布,对各种类型的水文变量都具有较好适应性;洪水的危害不仅在于洪峰、洪量和洪水历时等单一特征属性的量级,当洪水的特征属性共同超过某一量级时,洪水危害最大。利用多变量概率分布模型研究洪峰流量、洪量、洪水历时等特征的联合分布,能够较为全面地描述洪水的风险概率。     

关于非防洪建设项目洪水影响评价——以华能克拉玛依热电联产工程为例

以新疆华能克拉玛依热电联产工程为研究对象,通过历史实测资料及近期实地调查资料,进行洪水影响评价分析计算,结合小流域设计洪水及蓄洪区洪水位分析计算结果综合评价非防洪建设项目时防洪可能产生的影响和洪水对非防洪建设项目可能产生的影响,并提出评价意见和防御措施.     

受人类活动影响的牛栏江洪水计算对策

牛栏江流域内水利工程众多,人类活动频繁,致使干流上各水文站的实测洪水资料缺乏一致性。由于不具备采用水量平衡法、上下游站洪水相关法和暴雨径流等常用方法的条件,因此亟需从另一个角度来寻求解决该问题的办法。就试图通过综合考虑上游水库群对洪水的削减作用,对水文站实测洪水资料计算的结果进行修正,使最终成果接近天然状况,更合理可靠。     

沭西片防洪保护区洪水淹没风险特征

沂沭泗流域沭西片防洪保护区外河洪水有山区性洪水特征,其特点是洪峰水位高、历时短、总洪量小,溃堤洪水过程的精确计算是保护区洪水分析的关键和难点。为了精确模拟溃堤洪水过程及其在保护区演进规律,构建了一二维实时动态耦合水动力学模型。河网一维水动力数学模型采用1993年、2003年和2012年的实测洪水资料进行了率定与验证;防洪保护区和骆马湖二维水动力数学模型采用区域调研和查勘测量等方式对模型进行了校正和优化;河道与保护区采用溃口进行耦合计算,实现河道与保护区水量实时交互过程的模拟,模型可以作为洪水淹没要素的计算平台。以沂河50年一遇洪水马头溃口为例,溃口进洪历时13.2 h,洪峰流量537 m³/s,进洪量833万m³;保护区内洪水演进速度快,淹没区总面积107.7 km²。结果表明,沂河马头上、下游河段发生溃决,洪水将沿着白马河向下游演进,可以结合淹没水深、洪水路径和到达时间对人员和财产转移进行转移和安置。