有效不透水面分布对城市雨水径流的影响

城市区域不透水面分布错综复杂,汇流路径多样,不透水面有效性及其产流机制成为城市水文学的热点问题。研究以北京市主城区为对象,构建了基于汇水路径的有效不透水面的识别方法,拟合出总不透水面与有效不透水面的经验公式,定量识别了不透水面有效性对北京市主城区雨水径流的影响。结果表明:考虑不透水面有效性能显著提升模型模拟精度,针对不同城市化阶段,在各种重现期降雨情景下设置不同有效不透水面比例并进行模拟,发现有效不透水面对低重现期降雨产流过程的影响远大于高重现期降雨产流过程,且城市化前期有效不透水面增加会导致较大洪峰增长率,而城市化后期影响减小。研究可为优化城市地面格局,减缓城市洪涝灾害损失提供科学参考。

车田江水库设计洪水分析

水库除险加固过程中,设计洪水复核至关重要,复核方法也因水库所处的地理位置、下垫面条件而异;湖南省对于无实测洪水资料,集雨面积低于500 km^(2)地区推荐采用《湖南省暴雨洪水手册》进行洪水分析。

基于GNSS测流系统的水文应急监测系统的应用

开展流域水文应急监测,实现水利现代化,对于流域水体综合治理是重要保障。针对枫湾河支流杨屋水河道存在的河道淤积、河道防洪治涝标准低等问题,建立基于GNSS测流系统的水文应急监测系统,以流域1、2控制断面的流量测量数据,采用监测统计与综合单位线法对比参照协调计算流域的设计洪峰流量值。进而推算治理前后的河道水面线,该研究成果可为地区水文监测及治理提供有效技术参考。

堰塞坝溃坝洪水影响因素试验

针对影响堰塞坝溃坝洪水的主要因素制定室内水槽试验方案,分析入库流量、坝体物质组成、坝后坡度、坝顶长度及开槽宽度等5种因素对堰塞坝溃坝洪水的影响,采用水位计量测坝前库水位,根据水库水量动态平衡方程计算溃口下泄流量,通过对各种影响因素不同工况下的溃口流量过程线进行比较分析,得出规律如下:堰塞坝的入库流量和坝后坡度与最大洪峰流量正相关,与峰现时间反相关;坝体粗沙含量及坝顶长度与最大洪峰流量反相关,与峰现时间正相关;坝顶开槽宽度与最大洪峰流量及峰现时间反相关。

用暴雨资料推求中小河流洪峰流量的方法研究

中小流域一般属于实测水文资料缺乏地区,河流水文站点不仅稀少,观测方法通常也比较简陋,资料的可靠性也比较差,但是中小流域一般都有较长降雨观测资料。为了解决无(缺)水文资料地区的中小流域设计洪水的问题,从暴雨推求洪水的思路出发,以缺乏实测水文资料的资水河流域为研究对象,探讨了比较常用、且具有一定理论基础的美国推理公式和"中铁法"在中小流域的适用性。通过对资水河邻近流域选取具有较长实测资料的相似中小流域构建了相应的计算公式,并对2种方法的计算精度进行了分析验证,结果表明,"中铁法"较美国推理公式精度更高,更适合利用暴雨推求中国中小河流的设计洪水。

黄河洪水洪峰增值机理及影响因素研究

黄河洪水含沙量高,常出现洪峰流量沿程增加现象,但机理和影响因素尚无共识。本文基于断面积分的浑水连续和运动方程,推导了洪峰流量在特征线上变化的(常微分)相容方程,从而得到影响洪峰流量增加/减少的控制因素(即相容方程的源汇项)。据此,对1973—2012年间18场表现出洪峰流量沿程增加的洪水过程进行分析,计算了各控制因素的量级。结果表明,加剧洪峰增值的首要因素是外力的时间累积效应,其次是压力能沿程变化;削弱洪峰增值的主要因素是对流输运不平衡。进一步分析表明,适当增加上游流量并减少来沙,或增加上游流量并增大局部河段的过流面积,有可能抑制甚至消除洪峰增值现象。

西藏地区小流域泥石流洪峰流量计算方法与改进

在西藏地区泥石流野外调查中发现,泥石流形成区下限下延至流域中游、流通区沟道形态复杂、沟道交汇等现象明显。因此,基于全流域特征参数的雨洪法计算难以得到准确的泥石流设计参数。针对此类泥石流沟道,采用了子流域叠加雨洪法计算的方法。以西藏山南地区某泥石流沟为例,针对支沟面积>25%的沟道进行了计算和讨论。利用三角形概化泥石流流量过程线,计算了交汇后主沟泥石流的洪峰流量。比较了全流域雨洪法和划分子流域雨洪法的计算结果,认为子流域法能更准确地反映支沟泥石流在整个流域内的影响和作用,可为防治工程设计提供参考。

论设计洪水计算

论述了作为随机现象的洪水的致灾率和风险率,以及防洪工程措施减小洪水致灾率或风险率的功能。认为防洪计算的任务是:基于洪水的统计规律,建立调洪库容-调节流量-频率(重现期)的关系,而不是直接推求洪水的多维联合分布。证明了基于概率论和数理统计的防洪计算途径理论上的正确性和实用上的不可能性,分析了同倍比法和同频率法产生的背景,通过与数理统计途径的对比,揭示了借助于"设计洪水过程线"概念建立起来的这两个方法的理论基础。指出峰量频率计算在同倍比法和同频率法中的关键作用,以及对旨在依据小样本推估无限总体统计特性的峰量频率计算,提高其成果稳定性的重要性和可能性。

设计流量推求中特大值判断方法的改进

设计洪峰流量的推求过程中,特大值判断的正确与否对洪水频率分析的精度有着较大的影响.而在特大值判断的过程中,Ex+kσ常作为水文频率分析中特大值判断的准则,其中k为经验常数,其取值的不同常会给设计流量的计算带来较大的误差.采用数值模拟方法,生成符合PⅢ型曲线分布的样本,再通过适线拟合,探讨了k值与样本总量、变差系数及偏态系数之间的相互关系,并在此基础上建立了k值估计公式.最后,通过将该k值的估计公式应用于天然河道设计流量的推求过程中,取得了良好的效果.

临江河高桥——烽火庙河段洪水分析

在对洪水特性及计算方法分析的基础上,分析了临江河高桥—烽火庙河段的洪水特性,并分别应用水文比拟法和推理公式法计算出了该河段相应频率(p=1%,2%,5%)的设计洪峰流量及设计洪水位;并结合当地实际情况,对不同计算方法的计算结果进行了合理性的分析.结果表明,在该河段,洪峰流量采用推理公式法更符合实际情况,而洪水位采用水力学公式比较合理.该结果可以为该河段管理范围的确定、河道两岸的整治等提供设计依据.

澜沧江与怒江流域洪峰流量公式推求

对暴雨洪水资料匮乏的流域,推求设计洪水困难。流域暴雨洪峰流量公式对小流域规划治理和水利水电工程设计具有重要意义,然而现有推理公式不能很好地用于澜沧江和怒江流域内雨洪资料匮乏的小流域。基于量纲分析导出了暴雨洪峰流量与流域参数的无量纲关系,依据推理分析并利用澜沧江及怒江流域水文站暴雨洪水资料率定了关系式的系数和指数,得到可用于无资料或资料匮乏小流域的暴雨洪峰流量公式,并提出依据下游洪峰流量推算上游洪峰流量的公式和适合小流域洪峰流量推算的简化公式。暴雨洪峰流量公式表明洪峰流量与流域面积的3/4次幂、河道坡降的1/2次幂和暴雨强度的1/10次幂成正比。计算值与实测资料对比显示:该公式具有较高精度,可用于无资料或资料匮乏的小流域推求设计洪水。

基于GIS的小流域设计洪水计算

山区洪水是农村自然灾害之一,以流经浙江省衢州寺坞村段的庙源溪为研究对象,针对小流域缺乏实测洪水资料的特点,基于地理信息系统(GIS)实现高精度和高效率的流域特征提取,利用不规则三角形网格和空间分析功能生成水文统计参数等值线,实现所需研究区的等值线的内插。根据GIS获取的水文模型参数,通过频率计算得到不同历时下不同频率的设计雨量,进而采用推理公式法计算得到设计洪峰,为山洪灾害预警提供依据。

黄河洪水演进洪峰增值现象及其机理

2004～2006年小浪底水库异重流排沙期间,在小浪底～花园口区间出现了下断面的洪峰流量明显大于上断面洪峰流量的洪峰增值现象。本文详细描述了洪峰增值现象发生过程和主要特征。通过对黄河小浪底水库及其下游河道实测资料的研究和水力学理论分析认为,洪水发生洪峰增值的主要原因是河道糙率的大幅度减小。河道糙率与水流含沙量、悬沙级配、床沙级配、床沙床面形态、河道断面形态及河岸周界情况等因素有关。在小浪底水库异重流排沙之前有清水下泄过程,使河道床沙粗化,糙率大幅度增大,当异重流出库后,高浓度细颗粒泥沙使水流黏性增加、紊动削弱,河床被极细沙填附,河道糙率大幅度减小,导致后续水流流速加大,并赶上前方水流,发生洪峰叠加。

黄河下游堤防排水沟设计方法

根据黄河下游堤防堤顶区域的产汇流特性,将堤顶产汇流区概化为平行四边形区域,运用坡面水流运动波描述方法,计算了产汇流时间,提出了堤防排水沟设计洪峰流量计算公式、排水沟断面设计及间距的优化方法;并给出了实际例证。优化结果表明,黄河下游堤防排水沟间距为100m左右;排水沟断面为矩形时,宽取0.5m、深取0.4m;断面为梯形且边坡系数为2时,宽取0.4m、深取0.4m是比较合适的。

城镇小流域设计洪峰流量计算方法研究

城镇小流域地处城市化发展快速地区,设计洪峰流量是确定城镇防洪安全的重要依据。阐述了广泛应用于城镇小流域设计洪水计算的综合单位线、推理公式、城市水文学和室外排水公式等方法的基本原理,分别利用这4种方法计算深圳市民治河流域设计洪峰流量。结果表明:尽管不同方法所得结果有一定差异,但综合单位线法与其他方法所得结果的相对误差均在允许范围内,采用综合单位线法所得结果作为设计成果能够满足城市防洪安全。

315国道勘察设计中的洪水研究

315国道依吞布拉克—若羌段水毁灾害问题十分突出,为配合公路改建工程的勘察计,通过对水毁路段野外勘测,在获取沿线主要河流的历史洪水信息基础上,分3种方案分析计算了既定控制节点历史洪水洪峰流量,并确定了历史洪水重现期。在此基础上,采用多种方法计算了控制节点设计洪峰流量和设计洪水位,经分析论证后推荐选用其合理的计算成果作为公路设计的基础依据。本次研究所提出的小汇水区设计洪水计算技术路线和方法为公路、铁路、水利等部门开展类似流域设计洪水分析计算提供了有益的借鉴。

弯滩河流域梯级开发中水文分析

在流域开发规划中，水文分析至关重要。本文对重庆市巫溪县弯滩河流域及其流域上拟建的五座电站的坝址处进行了径流分析和计算，并对盐渠水文站洪水分析和频率计算，得出了各梯级电站的设计洪峰流量及洪水过程线，为弯滩河流域梯级开发提供了水文依据。

河流交汇处设计洪峰流量的分析研究

河流交汇处设计洪峰流量的计算方法无规范可循 ,工程上常采用一些简单的经验处理方法。为了搞好防洪工程 ,寻求一种好的计算方法 ,着重介绍了频率组合法的理论与应用 ,并以实例将其与传统习惯采用方法进行比较。结果表明 ,频率组合法理论性强 ,意义普遍 ,合理可行。

洪峰流量与水位不同遭遇条件下的防洪设计

采用Archimedean Gumbel-Hougaard copula函数和Kendall分布函数分析洪峰流量和洪峰水位联合分布的重现水平。以西江高要水文站1951-2010年的年最大洪峰流量和相应洪峰水位为例,计算了二者联合分布下的"或"重现期、"且"重现期和Kendall重现期及其最可能的设计值。主要结论如下:(1)洪峰流量和洪峰水位的遭遇条件概率显示存在着多种防洪设计标准;(2)对比"或"联合重现期和"且"重现期,Kendall重现期更准确地反映了Q-H组合的风险率;(3)以出现最大概率原理推算的不同洪峰流量和水位遭遇概率组合的Kendall重现期设计值为多种防洪标准选择与风险管理提供了更多的参考依据。

提高洪峰流量预测精度的方法

文章介绍了预测洪峰流量的两种概率统计方法，指出了它们的不足之处，进而提出了综合使用两种方法可以相互取长补短，从而提高预测的精确度。应用实例表明：其方法是可行的。