以洪水分期为条件的管运洪水直接推求法

管运洪水是水库工程运用管理时所考虑的一种洪水,事关工程防洪安全和经济效益。当前推求管运洪水的途径分为2类:第1类是以Copula函数为基础的途径,第2类是以全概率原理为基础的途径。作者探讨了第2类途径中的直接法。将洪水资料分为充足、相对充足和不足3种情况,充足情况为主汛期的年最大洪水样本容量为30年以上,而前汛期和后汛期的样本容量分别为20年以上;相对充足情况为主汛期的年最大洪水样本容量为30年以上,而前汛期和后汛期的样本容量之和为20年以上;不足3种情况为主汛期的年最大洪水样本容量为30年以上,而前汛期和后汛期的样本容量之和少于20年。基于3种资料情况,提出了管运洪水计算的全概率直接推求方法。资料充足情况下,根据全概率公式直接采用频率分析推求管运洪水,提出了直接利用数学期望公式计算经验频率的思路;资料相对充足情况下,采用前汛期和后汛期的样本合并手段基于全概率公式采用频率分析推求管运洪水;资料不足情况下,提出了反算手段,建立了基于全概率公式的管运洪水推求方法。以多个流域洪峰流量序列为例对不同资料情况的管运洪水进行了推求,给出了各流域管运洪水计算成果,并与Copula函数法计算成果进行了对比。研究表明,以全概率原理为基础的管运洪水直接推求途径思路清晰,结果合理,因此建议途径是可行的,具有优势。

青藏高原东部地区水文气候变化趋势分析

青藏高原是众多河流的发源地,为了解该地区水文气候变化的情况,对其东部地区雅鲁藏布江(奴下站)、怒江(嘉玉桥站)、澜沧江(昌都站)、通天河(直门达站)、雅砻江(泸宁站)、黄河(唐乃亥站)共6个流域自20世纪80年代以来的年气温、年降雨和年径流的变化趋势进行研究,分析了年径流对气候变化的响应。结果表明:6个流域的年气温和年降雨基本呈较明显的上升趋势;年径流受气温和降雨的共同影响,奴下站、嘉玉桥站和泸宁站呈一定的上升趋势,昌都站、直门达站和唐乃亥站呈一定的下降趋势。区域内径流多年平均变化率与冰雪面积比例大致呈正相关关系:年径流呈现上升趋势的流域,冰雪面积比例较大,受降雨增加和融雪增加的影响偏大;年径流呈下降趋势的流域,冰雪面积比例较小,受气温上升导致蒸散发增大使径流减少的影响偏大。这些研究结果将对青藏高原地区防洪抗旱、水资源的合理配置和开发、区域水资源可持续利用等具有重要的作用和意义。

基于全概率公式直接推求管运洪水

为在保证防洪安全的前提下充分发挥水库的综合效益,提出基于全概率公式推求管运洪水的方法,并详细阐述其基本原理;提出在资料较短或前、后汛期洪水特性大致相同的情况下运用全概率公式推求管运洪水的实际方法;以马边站的洪水资料进行实例研究,结果表明基于全概率公式推算出来的管运洪水既能使水库工程达到防洪标准,又能充分发挥水库的综合效益。

以前期水量为条件的管运洪水推求

水库工程在运行管理期遭遇的洪水,主要由暴雨形成的水量和洪水来临时河流前期水量决定。对小流域而言,后者作用较小可忽略;对于大中流域,后者影响较大应予重视。本文基于全概率公式,提出以前期水量为条件的年最大时段洪量频率分布来定量表征这种影响的方法直接法和间接法。将前期水量分为少水和多水两种状态,直接法以实测洪水资料为基础,采用单变量频率计算分析原理推求前期水量为少水与多水的条件分布,直接法简单实用,缺点在于对资料条件要求较高。间接法首次以Copula函数描述年最大时段洪量和前期水量的2维联合分布;该方法的关键在于Copula函数的选择,通过分析年最大时段洪量和对应前期水量的相关图特性,选取Clayton Copula函数推求条件分布。间接法在资料缺乏情况下方便可行,不足之处是要选择适合的Copula函数,计算较复杂。最后将建议的直接法和间接法应用于杂谷脑河管运洪水计算中,分析结果表明水库综合效益比原固定汛限水位时增加。

排水和排涝设计暴雨重现期的异同

针对市政系统和水利系统中设计暴雨重现期不一致的情况,提出基于年多个样法和年最大值法的次风险理念和年风险理念.指出市政系统重现期所表征的风险除特大值外还包括次大值等所引起的风险,而水利系统重现期所表征的风险仅为年最大值主宰的风险.以广州市暴雨资料为例,分析2种重现期的大小关系.研究表明,市政系统重现期小于或等于水利系统重现期的数量关系,2种重现期化异求同的关键在于统一风险理念和选样时采用年最大值法.

论涉水工程防洪安全设计的极限洪水

论述以下几个关键问题:1涉水工程防洪安全设计零风险理念导致极限洪水新概念;2极限洪水的四大特性;3可能极限洪水的新见解;4极限洪水和万年一遇洪水既对立又统一,不能孤立地对待;5在敲定极限洪水采用值时合理性分析至关重要。

特定洪水过程研究

提出特定洪水过程的新概念及其内涵,论述了工程防洪标准的形式意涵和实质意涵,引出特定洪水过程与防洪标准之间的联系——洪水过程形式频率新概念。阐述特定洪水过程的三种蜕变类型及其推求方法。指出当前推求特定洪水过程的同倍比和同频率法优缺点,最后简述了新推求方法的基本思路。

基于概化洪水过程的水库防洪安全计算

工程坝前年最高水位Hm的频率可以表征工程潜在的洪水风险。在洪水过程线概化为三角形基础之上,推导出最高水位Hm和洪峰x,洪量y的定量关系式。借助概化关系式,以随机模拟法推求符合防洪标准的年最高水位(Hm)N。在此基础上分析了符合达标要求下洪峰x和洪量y的匹配情况,并明确指出,当前广泛应用的同频率洪峰x和洪量y为一组特殊匹配,其防洪计算结果超标,研究表明,工程防洪特性的改变对Hm有影响,且以上主要内容均有实例分析论证。

西南地区流域设计洪峰与集水面积关系探讨

由于西南地区地形地貌复杂多变,许多地区缺乏实测洪水资料,给水利工程建设带来诸多不便。为了解决上述问题,为水利工程建设提供参考资料,基于西南地区11个流域66个水文站点的设计洪峰流量(Q_p)和集水面积(F)资料,通过统计分析,分类研究了西南地区Q_p与F之间的关系。结果表明:嘉陵江流域、沱江流域、涪江流域、岷江流域、澜沧江流域Q_p与F之间能较好地满足线性关系;大渡河流域、青衣江流域、雅砻江流域Q_p与F之间指数关系较显著;金沙江流域、怒江流域和雅鲁藏布江流域Q_p与F之间幂函数关系较好。研究成果可为无资料地区建立流域Q_p与F之间的相关关系提供参考。

洪水二维变量重现期的探讨

洪水二维变量(洪峰x和洪量y)重现期涉及工程防洪计算和评价,历来受到高度重视。重现期的推求、洪水事件构成及匹配理念三者紧密相关。本文基于Copula函数论述并推求了四种洪水重现期("一维变量"重现期N_1、"和"事件重现期N_2、"积"事件重现期N_3、匹配重现期N4)的理念及其计算,重点阐明了N_4。以岷江支流马边河马边水文站为例,对比分析各重现期之间关系,结果表明:对于二变量一组取值(x0,y0),当x0和y0均较大或较小时,大小顺序为N_3>N_4>N_1>N_2;当x0较大,y0较小或y0较大,x0较小时,会出现N_3较N_4明显大得多,且N_4可能小于N_1的情况。应用时需注意Copula函数一些特殊性质,应结合工程特性和要求等选定防洪计算所需的匹配值。