基于Copula函数的叶尔羌河流域洪水要素联合分布研究

叶尔羌河流域地处中国新疆南部,发源于喀喇昆仑山脉,洪水灾害频发。基于Copula函数分析了叶尔羌河流域卡群水文站洪峰流量与洪量的联合频率分布特征,绘制两变量组合下的联合概率分布图及联合重现期、同现重现期等值线图,并比较了同重现期条件下,洪峰流量、洪量单变量设计值与联合设计值的区别。结果表明:Gumbel-Hougaard Copula函数可较好地拟合洪峰、洪量的相关关系;对同一频率下联合分布推求的洪水设计值比单变量设计值大,偏于安全。基于Copula函数的组合变量概率分布能较好地描述洪峰流量、洪量特征的联合分布,较为全面地反映组合特征的洪水发生的概率和重现期,进一步反映洪水风险,为该流域水利工程规划设计和风险评估提供依据。     

基于Copula函数的三维非连续序列洪水频率分析

考虑洪峰与洪量之间的相依性和历史洪水资料,建立基于Copula函数的三维非连续序列洪水频率分析模型,探讨洪水三变量的联合概率分布和条件概率分布。以龙滩水库设计洪水为例,用Copula函数构造边缘分布为P?Ⅲ分布的洪水联合分布,分别用适线法和极大似然法估计P?Ⅲ分布和Copula函数的参数,通过K-S法、AIC信息准则、OLS准则和Genest-Rivest方法验证模型的合理性。结果表明模型合理可信,联合设计值均接近并略大于单变量分析方法的成果,且重现期越长越接近;确定条件下的重现期小于超过该条件时的重现期。模型为多变量非连续序列洪水频率分析计算提供了一种新方法。     

基于双参数Gumbel-Hougaard Copula函数的设计洪水地区组成分析

设计洪水地区组成是流域开发方案设计中需要解决的问题。以淮河流域鲁台子断面、中渡断面1951-2010年洪水资料为基础,充分考虑Copula函数的尾部相关性,选用双参数GH Copula函数构造鲁台子断面与鲁中区间年最大30 d洪量的二维联合分布模型。对比分析条件期望组合法、条件最可能组合法、最可能组合法、同频率组成法4种设计洪水地区组成方法在中渡断面设计洪水分配中的合理性,揭示在不同量级情境下以鲁台子断面为界的上游及区间洪水对中渡断面洪水组成的贡献率。对于中渡断面而言,从洪泽湖的安全及设计合理性的角度出发应选择最可能组成分配方案作为设计参考。     

云南省日极端降水概率特征及时空变化研究

不同重现期的暴雨设计值是推求设计洪水的基础。选取云南省29个气象站1960―2014年日降水资料,采用极大值法和超门限峰值法2种选样方法构成研究数据序列,通过K-S检验、L-矩法和日极端降水等值线图等方法分析了云南省日极端降水的概率特征及时空变化。结果表明,Wakeby分布函数较好地拟合了云南日极端降水序列;不同重现期下,云南省日极端降水量高值区位于滇南江城、勐腊一带,低值区位于滇西北德钦、中甸一带,极端降水量从南向西北呈阶梯状递减。分别计算不同重现期下的日降水量,时段极大值法设计值均大于以日极端降水资料95th分位数作为阈值的超门限峰法设计值。多数气象站基于Wakeby分布计算出的日极端降水设计值大于PⅢ分布函数设计值。     

基于Copula函数的高关水库汛期分期设计洪水研究

分期设计洪水的推求是确定水库分期汛限水位的基础,也是水库汛限水位动态控制的重要依据。针对现行分期设计洪水计算方法中存在的缺点,在已有研究成果的基础上,运用Copula函数对湖北省高关水库的分期设计洪水进行了分析和计算。最终的设计成果中,主汛期的设计洪水值采用年最大设计洪水值,前后汛期的设计洪水值采用基于Copula函数的计算结果。既反映了洪水的季节性规律,又兼顾了各分期的防洪设计标准。     

理论公式法确定无资料地区小流域设计洪水

小流域设计洪水计算在工农业生产中具有重要意义.采用推理公式辽宁法计算白塔堡河的设计洪水流量,通过流域汇流历时与河长、比降的经验公式以及洪峰和洪量径流系数的相关关系,推求峰、量,再配以分段概化过程线,得到白塔堡河设计频率P=5%的洪水流量为272.27 m3/s.     

基于雨型的小流域雨量预警指标不确定性研究

雨型对设计洪水具有潜在影响,而设计洪峰值的精度直接影响雨量预警指标的准确度,因此有必要探究山丘区小流域雨型对雨量预警指标的不确定性影响。在小流域降雨特性分析的基础上,通过设计暴雨洪水计算、水位流量反推法确定不同雨型的雨量预警指标,分析雨型和雨量预警指标间的响应关系。以河南省裴河小流域夏湾组作为预警对象,实例结果表明:雨型对山洪灾害雨量预警指标影响较大,实际工作中需要考虑其合理性;在同一预警时段内,雨峰偏前时对应的临界雨量是雨峰偏后时的1.67倍,雨峰居中时的临界雨量是雨峰偏后时的1.39倍。雨型的合理性及其对雨量预警指标影响的定量化研究,为小流域山洪灾害预警指标分析计算提供了技术支撑和经验参考价值。     

丹江口水库设计洪水比较研究

洪水频率分析的关键是线型选择和参数估计,选择合适的分布线型和参数估计方法是确定设计洪水的基础。分别采用P-Ⅲ、GEV、LP3三种线型分布和适线(CF)法、线性矩(LM)、常规矩(MM)估计参数,组合建立了P-Ⅲ/CF、P-Ⅲ/LM、GEV/LM和LP3/MM 4个模型。利用丹江口水库1929-2014年的实测洪峰系列和6场历史洪水资料,进行设计洪水分析计算,并比较分析了P-Ⅲ/LM模型、GEV/LM模型、LP3/MM模型与P-Ⅲ/CF模型的偏差。结果表明:P-Ⅲ/CF模型的小概率洪水设计值最大,估计的万年一遇校核洪水分别比P-Ⅲ/LM、GEV/LM和LP3/MM模型偏大14.62%、12.14%和15.12%;在实测资料系列的范围内,不同模型估算的结果差别不是很大。     

基于Copula函数的洪峰流量与洪水历时联合分布研究

基于Copula函数分析了潖江河大庙峡流域洪峰流量与洪水历时的联合频率分布特征,得出GumbelHougaard Copula函数可较好地拟合2者的相关关系,以及反映2变量在"且"和"或"组合情况下的发生频率和重现期。在同频率设计情况下,2变量发生组合受灾风险的概率很低。在同一重现期下的历时与不同重现期下的洪峰组合频率随重现期的减小而增大,5 a一遇洪峰对应的历时在31.7~40.2 h的可能性较大,10 a一遇的洪峰历时在45 h以上的概率较小。另外,当历时重现期低于200 a一遇时,流域遭遇200 a一遇以上洪峰的概率极低。     

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。     

缺资料山丘区的洪水模拟与情景分析

作为缺资料山丘区的典型代表,选择望谟县"2011-06-06"特大山洪进行模拟。地面径流采用Nash地貌单位线,地下径流采用线性水库法。Nash地貌单位线的参数由流域地形地貌特征确定,其中流速由Rodriguez提出的流速公式确定,避免了对水文资料的依赖。模拟结果表明,计算洪峰值比实测值偏小3.0%,可用于缺资料地区的洪水模拟及预报。此外,根据望谟县实测的暴雨资料,在总雨量不变的前提下,假定了3类不同雨型进行情景分析。结果表明,洪水量级和雨型有关;雨型为Ⅰ型(雨峰在前部)、Ⅲ型(雨峰在中部)的洪水量级偏大,故需对短历时和特定雨型强降雨做好预警。     

城镇小汇水面积设计洪水计算方法比较

洪峰流量是确定城镇小汇水面积防洪构筑物断面尺寸的主要依据。城镇小汇水面积一般无实测河川流量资料,设计洪水的推求一般采用暴雨途径。目前,城市防洪工程设计洪水的计算有水利部门与城建部门两套方法,水利部门计算小流域设计洪水主要采用单位线法与推理公式法,城建部门主要采用室外排水设计流量计算公式。由于采用的方法不同,公式中参数的取值对计算结果影响很大,导致两个部门同一设计频率洪水设计值存在较大的差异。本文对小汇水面积设计洪水计算方法进行全面介绍,并对常用方法计算结果进行对比分析。     

基于改进SWAT模型的土地利用变化对流域设计洪水的影响研究

城市化进程会改变城市下垫面条件,影响地区产汇流过程,增加城市面临洪涝灾害的风险。为分析深圳市石岩流域土地利用变化对流域设计洪水的影响,对石岩流域1988、2002、2010和2016年的遥感影像图进行解译,分析该流域的土地利用变化状况;建立石岩流域改进后小时步长的SWAT模型,模拟该流域不同时期的土地利用下的设计洪水过程,并分析其变化趋势。结果表明:该流域28年间林地草地占比减少29%,耕地占比减少11%,城镇用地占比增加37%;随着林地耕地的减少和城镇面积的增加,不同频率设计洪水的洪量及洪峰均有所增加,且峰现时间也有所提前,2002-2010年期间增长幅度最大,其洪峰平均增长205.6 m3/s,洪量平均增加634.2万m3。该流域设计洪水受流域的城市化影响较剧烈,需要复核下游地区的防洪能力,以有效应对可能发生的洪水过程。     

基于新安江模型和BP神经网络的中小河流洪水模拟研究

为探讨更加符合中小河流域防洪要求的预报方法,并提高洪水预报精度,以屯溪流域为例,结合中小河流实际洪水预报要求,采用以洪峰合格率和峰现时间合格率为主要约束的非等权重的参数率定方法(即目标函数中径流深、洪峰流量、峰现时间合格率和确定性系数的权重分别为(1:2:2:1)对新安江模型进行参数率定,并采用算术平均法耦合新安江模型...     

历史洪水调查方法

作为防洪措施及江河规划的重要基础资料,历史洪水调查结果直接关系工程建设的经济与安全.通过阐述历史洪水洪峰、洪量、重现期的调查方法及合理性检查的过程,获得科学合理的历史洪水资料,并进行洪水峰量频率分析计算,为确定工程规模及防洪提供参考.     

南平市"06·6"特大暴雨洪水分析

分析了福建省南平市"06·6"特大暴雨的降雨和洪水过程及特点.暴雨洪水特点:暴雨强度大,持续时间长,过程雨量大,分布范围广;洪水主要以建溪和富屯溪来水为主,峰高量大,复式峰形,涨率大,破坏性强.分析认为:十里庵大洪水对于预报和分析闽江大洪水、水口水库洪水调度均具有重要作用,建议有条件时恢复十里庵大洪水流量测验.     

基于响应面法的复合酶辅助提取金针菇多糖的工艺优化

为优化金针菇多糖的提取工艺,采用木瓜蛋白酶与纤维素酶复合处理,通过单因素试验研究了液料比、复合酶添加量、木瓜蛋白酶与纤维素酶质量比、酶解温度、pH值和提取时间对金针菇多糖得率的影响,在单因素试验的基础上,采用Box-Benhnken中心组合试验设计获得了复合酶法提取金针菇多糖的最佳工艺,即木瓜蛋白酶与纤维素酶质量比1.1、酶解温度49.2℃和酶解pH值4.4,在此条件下金针菇多糖得率可达2.56%。     

纤维素酶协同超声波辅助提取苦瓜多糖工艺优化

为了得到纤维素酶协同超声波法提取苦瓜多糖的最佳工艺条件,利用Box-Behnken的中心组合设计及响应面法（RSM）探讨了超声波功率、酶量、料液比、时间、pH值和温度等因素的优化组合,通过建立二次回归模型,确定其最佳提取工艺条件为: 超声波功率390W、纤维素酶量3500U/ g（酶活200U/mg以上）、料液比1∶38、时间40min、pH值5、温度56℃。在此工艺条件下,苦瓜多糖的提取率为211%,比热水浸提法、超声波法、纤维素酶法分别提高了7.8%、13.5%、7.7%。结果表明纤维素酶协同超声波法是提高苦瓜多糖得率的有效途径之一。     

南平市“06·6”特大暴雨洪水分析

分析了福建省南平市“06·6”特大暴雨的降雨和洪水过程及特点。暴雨洪水特点：暴雨强度大，持续时间长，过程雨量大，分布范围广；洪水主要以建溪和富屯溪来水为主，峰高量大，复式峰形，涨率大，破坏性强。分析认为：十里庵大洪水对于预报和分析闽江大洪水、水口水库洪水调度均具有重要作用，建议有条件时恢复十里庵大洪水流量测验。     

纤维素酶协同超声波辅助提取苦瓜多糖工艺优化

为了得到纤维素酶协同超声波法提取苦瓜多糖的最佳工艺条件,利用Box-Behnken的中心组合设计及响应面法(RSM)探讨了超声波功率、酶量、料液比、时间、pH值和温度等因素的优化组合,通过建立二次回归模型,确定其最佳提取工艺条件为:超声波功率390 W、纤维素酶量3 500 U/g(酶活200 U/mg以上)、料液比1:38、时间40 min、pH值5、温度56℃.在此工艺条件下,苦瓜多糖的提取率为21.1%,比热水浸提法、超声波法、纤维素酶法分别提高了7.8%、13.5%、7.7%.结果表明纤维素酶协同超声波法是提高苦瓜多糖得率的有效途径之一.