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。

基于地形地貌参数确定地貌单位线中的平均流速

无资料地区的汇流计算在山丘区洪水预报中至关重要。现有的地貌单位线虽然提出了解决方法,但对于其中的汇流速度仍缺乏有效的确定方法。选取了155个互不嵌套的源头型流域,利用率定优选的方式求出流域最优表征的平均流速,以此代表流域实际的平均汇流速度。从所有流域中随机挑选出117个流域,利用Spearman相关性分析和随机森林模型分析了地形地貌参数和流域最优表征平均流速之间的相关性。结果表明,最高级河长LΩ和最高级河流的海拔落差DΩ是对流域最优表征平均流速影响程度最高的因子。构建了LΩ和DΩ同流域最优表征平均流速之间的函数关系,并在率定及剩余的验证流域上对计算流速和最优表征流速之间的相关性进行验证,二者相关性良好,确定性系数分别为0.557和0.588。将此方法移用于海南定安河流域的洪水模拟中,模拟效果良好,表明所提方法具有一定的可靠性和通用性。

分布式地貌瞬时单位线在闽江流域的应用探究

无资料或资料匮乏地区的汇流问题是水文科学研究的热点和难点.在这类问题上,地貌瞬时单位线成为了可靠的解决办法.本文基于现有的单元流域划分方法,以汇入最高级河道的河网集水区为基准重新制定单元划分方案.提取每个单元流域内的地形地貌参数,将伽马分布地貌瞬时单位线应用在各单元流域上,从而构建了分布式地貌瞬时单位线.同时,选取了闽江建阳流域作为研究区域,耦合蓄满产流模型模拟历史洪水过程从而进行方法的应用和验证.结果表明:各单元间的地貌瞬时单位线存在明显区别,单元间汇流特性差异显著.由1988~1999年25场洪水的模拟结果显示,径流深相对误差的绝对值小于20%的有23场,峰现时差在2 h以内的有20场,洪峰模拟效果最好,25场洪水均满足许可误差要求,且误差平均值为3.5%,确定性系数的平均值为0.844,最高可以达到0.962.综上表明,本文所提的单元划分方法合理且可行,能够很好地适用在无资料地区的洪水预报问题上.

淮河干流与洪河洪水遭遇规律研究

为研究淮河干流与洪河洪水遭遇规律,本文以Von Mises函数拟合两河年最大日流量发生时间的分布,引入以时间为协变量的GAMLSS模型建立年最大日流量序列的时变边缘分布,应用Copula函数分别构建发生时间及量级的联合分布,固定两河流量组合的叠加值,并以此为条件求出最可能组合.结果表明,淮河干流与洪河易在7～8月份遭遇,遭遇峰值点7月14日的风险率为0.34%;量级遭遇上,两站遭遇概率等值线随时间发生显著变化,以遭遇概率等值线包络线为标准划分风险区较传统的单一等值线标准更为安全;随年份增加,最可能组合中淮滨站流量所占比例由80.2%减少为68.0%,班台站由19.8%增加至32.0%.因此,在两站联合调度中应注重7～8月份的错峰调节,并加大对班台站的流量控制.

未来气候模式下淮河流域极端降水量的时空变化分析

本文以淮河干流小柳巷以上14个气象站1960—2015年逐日降水观测数据为基础,选取HadGEM2-ES气候模式,预测了2016—2075年RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5三种排放情景下日降水量数据,选取年最大日降水量序列(AM)与超门限阈值峰值序列(POT),分析未来气候模式下淮河流域极端降水量的时空变化和重现期。研究发现:在三种排放情景下,淮河流域暴雨中心均未发生明显转移,暴雨中心仍将集中于流域上游,这将给该地区带来潜在的防洪压力;极端降水量随着重现期的增长而增大;同时极端降水量按照RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5的顺序增大;相同重现期,相同排放情景下AM序列略大于POT序列。研究结果对淮河流域未来防洪规划具有重要的的参考意义。