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。     

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。     

单位线方法在沿渡河流域的应用研

单位线方法在水文计算及洪水预报中得到了广泛的应用，至今仍然是汇流计算的重要工具。以沿渡河流域为研究背景，分别采用分析法及矩法推求了该流域的时段单位线，并分别用这两种单位线模拟了该流域的同次洪水过程，模拟结果表明分析法得到的单位线更加适合该流域的洪水计算。最后，在详细分析两种方法误差来源的基础上，提出了相应的改进措施。     

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DEM的空间流速场构建方法及应用

流域各点流速的计算对流域汇流有着重要的影响,提出考虑雨强的曼宁公式计算方法,构建空间流速场,使汇流计算更加精确。该计算方法充分考虑了地形地貌、水力条件以及降雨强度对流速的影响,对比于曼宁公式计算方法,其计算条件更趋于实际情况。通过流速计算构建出的空间流速场,推导流域汇流时间概率密度分布函数即地貌瞬时单位线,将其应用于万泉河水系内定安河流域,结果表明考虑雨强的曼宁公式计算方法推求出的洪水过程线优于曼宁公式计算方法。     

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。     

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。     

长潭河流域水文模型的建立和应用

结合时变增益非线性产流模型与水箱模型的概念，建立了一个两层结构的水文模型。上层采用时变增益产流模型模拟地表产流，下层采用水箱模型综合模拟壤中流与地下径流，上下两层分别应用Nash单位线和线性水库调蓄方法进行汇流计算。该模型共有6个参数（产流模型与汇流模型分别包含3个参数）。产流模型参数采用SCEUA全局优化算法自动率定，汇流模型参数采用主观优化方法（即实测资料推求及人工调试）确定。以湖南省长潭河流域为对象进行水文模拟应用研究，结果表明尽管模型结构简单，但是能够取得比较好的模拟效果，说明模型比较可靠。     

山区小流域推求设计洪水计算方法研究

目前对于设计洪水的计算通常有由暴雨资料推求和流量资料推求两种途径,分析两种方法对山区小流域推求设计洪水的适用性,以山西省灵石县水峪沟小流域为例,在外调查成果的基础上,选择由暴雨资料推求设计洪水的思路对无资料山区小流域进行设计洪水的推求,并结合当地暴雨洪水手册推求得到了设计洪水成果,为无资料地区小流域设计洪水的推求提供了一个可行的操作思路。     

设计安全值结合水文模型的联合预报法在入库洪水预报中的应用

桂五水库产汇流特性复杂、洪水资料序列较短,常规的基于分布式水文模型的入库洪水预报方法并不适用。提出设计安全值结合水文模型的联合预报法:设计安全值基于初损后损法加单位线汇流,水文模型法基于新安江三水源模型,从防洪安全与兴利角度进行联合预报。在确定两种方法初始参数后,对次洪过程进行模拟,结果表明:两种方法各自模拟精度较高,方法评级分别为乙级、甲级;从防洪安全角度,可选择取两种方法模拟结果的外包线作为入库洪水预报;预报结果偏安全的设计安全值法与预报精度稳定准确的水文模型法联合预报,不仅可应用于桂五水库入库洪水预报,并可为洪水资料序列积累较短的水库入库洪水预报工作提供参考。     

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。     

小流域淤地坝系规划中水文特征基本参数的确定研究

小流域坝系具有拦截泥沙、保持水土、改善生态环境,淤地造田、促进生产的重要作用,是小流域水土流失综合治理的有效措施。淤地坝系规划阶段水文计算的主要任务是计算设计暴雨量、设计洪水量和输沙量等重要特征参数。以某小流域坝系为例,对缺乏水文泥沙资料情况下,坝系规划中所依据的重要水文特征参数的确定作了系统分析和研究,为小流域淤地坝系的合理规划提供了科学依据。     

上游水库兴建后下游水库洪水预报

针对流域梯级开发中上游水库的兴建对下游水库的来水状况等产生改变的问题，提出下游水库的洪水预报模式应相应由全流域的产汇流转变为“区间汇流＋库区产汇流”的模式。结合凤滩水库在上游水库建成后洪水预报出现的问题，对其洪水预报系统进行了改进研究，实际应用情况表明改进取得了显著的效果。     

基于水文水动力模型的浦阳江流域洪水情景模拟

浦阳江流域地形复杂,包括山丘、盆地和平原.中游诸暨盆地是人口主要聚集地,受上游山区洪水和下游钱塘江潮位顶托影响,洪涝灾害形势严峻.为解决上述问题,本文对流域上游山区采用新安江水文模型模拟降雨径流过程,对下游盆地区采用IFMS一、二维水动力模型模拟水流运动,并以水文模型的计算结果作为水动力模型的边界条件进行水文水动力模型...     

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).     

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.     

受上游水库溃坝影响的德泽水库安全风险分析

首先基于水库瞬时全渍的假设,采用简算法对上游水库的渍坝洪水进行计算,并计算出上游水库至德泽水库的区间洪水,然后研究了上述2个分区洪水的组合遭遇,最终得到受上游水库渍坝影响的德泽水库坝址断面的洪水过程。结果表明：上游水库的溃坝,一般情况下不会对德泽水库构成威胁。进行的研究为德泽水库的安全设计提供了重要依据。     

Evaluation of the flood mitigation effect of a Paddy Field Dam project

To mitigate flood damage due to a recent increase in the frequency and magnitude of heavy rainfall events, the Kamihayashi district in Niigata prefecture, Japan, has undertaken flood mitigation measures using paddy fields by installing runoff control devices in drainage boxes of paddy field plots. The purpose of this study is to evaluate the flood mitigation performance of the Paddy Field Dam project in terms of a decrease in discharge volume, drop in channel water level and reduction of inundation damage using combined hydrologic analyses and flood routing. The model constructed for runoff analysis is composed of three modules: a hilly/residential area module in which the overland flow is estimated using the kinematic wave method, a paddy field module in which runoff from paddy fields is calculated using water balance analysis, and a channel network module in which flood routing is performed using a one-dimensional unsteady flow model. The outputs of the first two modules are the input of the third module. The result of the simulation shows the main channel discharge decreased by 26% and the water level dropped by 0.17 m in the case of the largest observed rainfall event. The simulated effect was larger for larger rainfall events. In terms of flood water volume, the runoff control devices have the effect of reducing the flood damage due to the 50-year return period rainfall event to almost that due to the 10-year return period rainfall event.