基于GIS技术的洪水预报系统设计与实现

概要介绍了洪水预报系统和地理信息系统的概念；提出了将GIS应用到流域洪水预报系统，实现地理信息系统与洪水预报系统的结合。重点以中小流域洪水预报系统为研究对象，研究和设计了此类系统的开发环境、体系结构和功能组成，并探讨了系统开发过程中的主要技术。     

上游有调洪水库的小流域洪水过程计算

为了研究上游有调洪水库的小流域洪水过程，在确定下游河道洪水流量应包括区间洪水流量和水库泄洪流量的基础上，通过将流域洪水的主峰过程概化为且角形变化过程的方法，得出了错峰时间的计算公式，从而，提出了小流域洪水计算的简化方法。     

湖北省小流域洪峰流量计算诺模图探讨

湖北省小流域洪峰流量经验公式是复杂的多因素关系式 ,计算时要试算 ,费时较多。根据公式各函数间的关系 ,设计绘制出一幅能表示各函数之间关系的诺模图 ,用此图查算洪峰流量时非常迅速。特别是在制定水库抗雨曲线需重复多次计算不同雨量的洪峰流量时 ,查算更为简捷。     

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.     

黄土丘陵沟壑区典型小流域不同洪水类型侵蚀输沙效应

不同降雨-径流格局下的土壤侵蚀响应是土壤侵蚀规律研究中的基本关系之一,以黄土丘陵沟壑区典型小流域岔巴沟的一级支沟蛇家沟为例,分析了不同洪水类型驱动下的小流域侵蚀输沙过程。以蛇家沟水文站1961—1969年记录的45次洪水事件为数据基础,选取洪水历时、次洪水径流深和洪峰流量作为洪水径流过程的特征指标,运用K均值聚类和判别分析相结合的方法,将全部洪水事件划分为3种类型。其中,A型洪水具有短历时、小径流、低变率和中洪峰的特点,是最为普遍的类型。B型洪水具有中历时、中径流、中变率和小洪峰的特点,发生频率居中。C型洪水具有长历时、大径流、高变率、大洪峰的特点,发生频率最低。洪水历时是决定洪水类型的主要因素。不同洪水类型下的输沙模数、平均含沙量及最大含沙量由大到小依次分别为:C、B、A;C、A、B;C、A、B;但其差异并不显著(P0.1)。蛇家沟小流域的水沙关系趋于稳定,径流含沙量的变化可用流量的对数函数进行描述。在径流量保持一致的情况下,不同洪水类型驱动下的输沙模数相对大小(A∶B∶C)为1∶0.93∶1.22。当洪水历时延长1.7倍时,其增沙作用达到极大值,输沙模数最大增幅为22%。研究结果可为流域洪水类型划分、全面科学评估径流调控及利用的水土保持效益提供有益参考。     

阳山县岩溶区曹田坑水库设计洪水计算

通过曹田坑水库设计洪水计算的实例，介绍了水库承雨面积中有部分径流系由溶洞汇入时，水库设计洪水的两种计算方法，并阐明了岩溶区水库管理中应进一步注意的问题。     

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。     

无资料地区渠系建设的设计洪水计算探讨

新疆农业是灌溉农业,渠系建设在农业发展中占有重要的地位。由于新疆地域广大,水文站网测站稀疏,特别是小河流和洪沟一般均无水文测站;因此,当渠系建设必须穿越无资料的小河流和洪沟时,经常会遇到设计洪水计算无资料的问题,如何在无资料情况下进行设计洪水计算成为急需解决的问题。以阿克苏河流域库玛拉干河为例,采用了洪峰模数法、推理公式法、地区综合经验公式法,探讨了渠道穿越无资料的7个大的洪沟时的设计洪水计算。通过比较,结果表明地区综合经验公式法具有资料的可靠性、地区实用性、可操作性,适合于无资料地区洪沟设计洪水计算。     

湖北省小型水库设计洪水与防洪复核方法探讨

设计洪水和防洪复核成果是水库除险加固与设计的基本依据,对水库除险加固与设计有着重要影响。针对湖北省小型水库设计洪水与防洪复核的方法,从水库基本资料复核、防洪标准确定、设计洪水推求、设计暴雨推求、设计净雨过程推求、设计洪水推求、水库防洪能力复核、需要注意的几个关键问题等方面进行了探讨,为水库除险加固与设计等类似的工程提供了参考。     

以平均设计流量为指标的汛期分期方法研究

定义了汛期平均设计流量,以其最小为优化准则,开展汛期分期计算研究。步骤为：采用3维非对称型Gumbel-Hougaard或Frank Copula函数构建分期洪水联合分布;给定联合分布重现期,求出以P-Ⅲ型为边缘分布的分期设计流量;根据汛期平均设计流量最小准则,选择最终的分期方式。以三峡水库为研究实例,根据1882-2007年实测坝址流量系列,研究结果表明：汛期分期方式有两种情形：当重现期较小时,偏于兴利考虑,主汛期可定为6月23日-8月17日;当重现期较大时,偏于安全考虑,主汛期可定为6月21日-9月16日。按照汛期平均设计流量这一评价准则,两种分期方式差异不大。由于三峡水库主要是防稀遇（重现期较大）洪水,最终采用主汛期为6月21日-9月16日的分期方式。本文提出的汛期分期方法从优化设计分期洪水的角度出发,为汛期分期提供了新途径。     

基于遗传算法和GS的给水管网水

介绍了管网水力计算的重要性，建立了管网水力计算模型。结合遗传算法(GA)和地理信息系统(GIS)特点、优点，并将二者结合起来，以MATLAB为工具语言编写了通用性较强的水力计算程序。在此基础上，以实例进行验证，并同传统的水力计算结果想比较，说明了基于GA和GIS上的管网水力计算具有重要意义。     

基于HEC-HMS的小流域山洪雨量预警

山洪灾害频发严重威胁着人民生命财产安全,山洪灾害预警指标分析对山洪灾害的防治意义重大。基于HEC-HMS模型,该研究选用雨量预警指标,综合考虑土壤含水量、汇流时间等,由曼宁公式建立水位流量关系,由模型试算法反推临界雨量,进而确定不同土壤干湿(较干,一般,较湿)情况下的雨量预警指标阈值,并检验复核,分析误差来源。结果表明:从偏离度分析,部分临界雨量偏离度小于10%,预警指标的部分合理;从频率区间分析,特征雨量与临界雨量大多位于同一频率区间,预警指标基本合理。为缺乏水文资料的山丘区有效防治山洪灾害提供了参考,在无更精确方法时,可用此方法获取雨量预警指标。     

基于GIS的水资源管理决策系统的设计

应用面向对象技术、数据库、决策支持系统和地理信息系统(GIS)理论和水质模型,在GIS平台提供的强大空间功能基础上集成开发了水资源管理决策系统.针对长江镇江段采用河流数字网络模型、水质模型与GIS的耦合,对时空实时处理提出了解决方法.同时,利用该系统可以对水资源进行监控和管理;对空间特性和属性信息进行查询、分类、汇总、统计分析,可以分析水质变化和未来趋势,实时监控水质情况和污染源,防止污染,并进行辅助决策分析.     

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。