利用HEC模型分析下垫面变化对洪水的影响——以伊河东湾流域为例

近些年,由于气候变化和人类活动的双重作用改变了流域下垫面的水文特性,探讨研究下垫面变化的水文响应过程具有重要的理论和现实意义.河南伊河洪水虽然量级不大,但发生几率较高,对水库运用和河道冲淤的影响较大.如果洪水变小,伊河下游的造床流量也相应减小,水库控制中常洪水的流量及所需的防洪库容可做相应调整,反之亦然.因此,为了科学治理和管理伊河,开展伊河中下游洪水变化研究也是非常必要的.通过HEC模型对伊河上游东湾流域采用历史反演法的模拟结果表明,东湾流域在1964-2000年近40年来,下垫面的调蓄作用有所增大,次洪径流相对于往年来说偏小了约35.11%,次洪洪峰偏小了约12.30%.1990 s前后下垫面条件下在较大洪水上差别不大,在较小洪水上的差别稍大.

东湾流域BTOPMC模型和新安江模型的应用比较

对BTOPMC模型的原理、结构以及参数进行了详细介绍,利用东湾流域DEM资料、土地覆盖资料、土壤组成资料、NDVI数据、月平均气候资料及1982—2000年的实测水文资料,对BTOPMC模型与新安江模型的模拟性能进行了比较研究。结果表明,新安江模型整体的模拟精度较BTOPMC模型的模拟精度要高。

东湾背斜构造特征与勘探目标选择

东湾背斜位于准噶尔盆地南缘,采用多种地球物理及地质方法,通过多次论证,证明构造是落实的,且其烃源岩、储集层以及盖层条件都较好,但2003年完钻的东湾1井钻探结果却无任何油气显示。在深入了解准噶尔盆地南缘区域构造背景的基础上,探讨了东湾背斜的构造特征、构造演化过程及油气成藏条件,总结出东湾背斜的油气聚集规律,指出在东湾地区可能存在的两种油气藏模式,最后提出下步有利勘探目标区。

准南东湾背斜构造解析与变形时间厘定

准噶尔盆地南缘油气勘探获得重要发现,深层隐伏褶皱备受关注,构造变形时间和期次对勘探至关重要。本文利用高精度三维地震反射剖面,精细刻画东湾隐伏背斜几何形态,确定东湾背斜为滑脱褶皱。通过面积-深度方法计算确认,东湾背斜形成于古近纪安集海河期,构造缩短量约475~1239 m,滑脱层深度约9 km。东湾背斜被晚期霍玛吐断层削顶,断层位移量约8.4~11 km。霍玛吐断层始于晚中新世,为一条地震活动断层。研究表明东湾背斜经历两期构造,背斜形成于古近纪,与准南侏罗系烃源岩生排烃时间匹配,有利于油气充注,成藏条件极为有利。霍玛吐断层是晚期活动断层,不利于油气保存。东湾背斜位于霍玛吐断层下盘,未受到霍玛吐断层破坏,油气保存条件良好。构造定量分析得到东湾背斜精确的变形数据,对准南油气勘探尤为重要,同时丰富了准南山前构造研究认识。

结合土壤地形指数的流域下垫面水文分区方法

以湿润的屯溪流域、半湿润的东湾流域为研究区,对比分析了经验方法、数值平均法、频率平均法三种方法,先修正得到两流域的CN值查找表,再结合下垫面分类信息和土壤地形指数建立水文分区表,用屯溪流域18次和东湾流域16次降水的水文数据进行了模拟验证。结果表明:采用频率平均法水文分区得到的合格率为屯溪94.44%、东湾87.50%,数值平均法水文分区得到的合格率为屯溪88.89%、东湾81.25%,经验方法水文分区得到的合格率为屯溪88.89%、东湾75.00%;就流域而言,土壤地形指数累计频率高的流域模拟效果更好。

主成分等变换及组合分类在半湿润流域的应用

以东湾流域为研究区,首先对TM影像进行主成分分析(PCA),缨帽变换,色调、亮度、饱和度彩色变换(HIS),并求得归一化植被指数、归一化建筑指数、归一化水体指数、归一化裸土指数、归一化阴影指数和第四波段灰度共生矩阵纹理特征,构造了新的特征影像;然后对其分别进行PCA、独立主成分分析(ICA)、最小噪声分离(MNF)3种变换;再对变换后的结果分别进行最大似然法、神经网络以及支持向量机(SVM)分类,以研究不同变换、不同分类方法的差异。提出了一种新的降低特征相关性的方法,并确定了最有效的一种分类—变换组合。结果表明,新特征降维方法的分类精度达到了93.457%,而单一特征降维方法最高分类精度为91.955%,证明该方法能更有效地提取影像特征。

河南省东湾流域下垫面变化对设计洪水的影响

以河南省东湾流域为研究对象,研究东湾流域下垫面变化对设计洪水的影响,通过对1970—2011年的径流资料进行一致性分析,确定1990年为径流系列变化的分界点,并用新安江模型分别率定1990年前、后两个系列模型参数。结果表明,东湾流域下垫面在1990年后发生了明显变化,下垫面的变化导致径流量减少。采用新安江模型修订方法,对1990年前洪峰流量进行了修订,相应的设计洪水频率较修订前平均偏小5%左右。