Flood Risk Pattern Recognition Using Chemometric Technique: A Case Study in Muda River Basin

This study constructs downscaling statistical model in analyzing the hydrological modeling in the study area which faces the risk of flood occurrence as the impact of climate change. The combination of chemometric method and time series analysis in this study show that even during the monsoon season, rainfall and stream flow are not the major contribution towards the changing of water level in the study area. Based on Correlation Test, it shows that suspended solid and water level show high correlation with p-value < 0.05. Factor Analysis being carried out to determine the major contribution to the changes of Water Level and the result show that Suspended Solid shows a strong factor pattern with value 0.829. Based on Control Chat Builder for time series analysis, the Upper Control Limit for water level and suspended solid are 7.529 m and 1947.049 tons/day and the Lower Control Limit are 6.678 m and 178.135 tons/day. This shows that human development in the area gives high impact towards climate change and risk of flood in the study area which commonly faces flood during monsoon season.

考虑历史洪水资料的三峡水库运行期非一致性设计洪水估算

水利水电工程规划设计采用单站的天然年最大洪水系列资料和P-Ⅲ型适线法推求设计洪水,确定水库特征水位。然而上游水库的建成运行,破坏了下游洪水资料系列的一致性假定。本文通过构建非一致性洪水频率分析时变矩模型,计算了长江上游重点水库群的水库系数;并根据连续型随机变量分布函数单调递增的特性,提出了基于Q-Q图的时变P-Ⅲ型适线法;推求出考虑历史洪水资料的三峡水库运行期非一致性设计洪水,并与极大似然法的估算成果进行比较。结果表明:①水库系数作为时变P-Ⅲ型分布的协变量,可以反映洪水系列的非一致性变化规律;②时变P-Ⅲ型适线法侧重考虑历史洪水点据的拟合,拟合效果优于极大似然法;③相较原设计成果,三峡水库运行期1000年一遇设计洪峰Q m、洪量W 3d和W 7d削减18%左右,洪量W 15d和W 30d削减14%左右,长江上游水库群的调蓄作用直接影响三峡水库运行期的防洪库容和特征水位。

三峡水库运行后长江中游洪、枯水位变化特征

流域大型水库蓄水后,坝下游河道调整过程中的洪、枯水位变化,对下游水安全、水生态和水资源利用影响甚大.利用1955-2012年长江中游各水文站水位、流量等资料,采用改进的时间序列分析方法,对三峡水库运行前后长江中游洪、枯水位变化特征进行了研究,结果表明:三峡水库蓄水前长江中游洪、枯水位变化的周期长度分别为9~14、11~15 a,在假设三峡水库运行后水位无趋势性变化的前提下,估算得到的水位变化周期长度基本在20 a以上,蓄水前的自然周期性已被打破,枯水位发生趋势性下降且无复归迹象,而洪水位波动周期虽有所延长,但上升幅度未超过历史波动变幅,仅可确定洪水位没有明显的下降趋势.三峡水库蓄水后坝下游长距离冲刷,枯水河槽冲刷量占平滩河槽的比例逐年增加,累计至2013年已达91.5%,是枯水位下降的主控因素.河槽冲刷导致的床沙粗化增加了河道床面阻力,高程在平滩水位附近的滩体上覆盖的大量植被增加了水流流动阻力,同时大量航道整治、护岸、码头等工程主体部分布设在枯水位以上,综合因素作用使得洪水河槽阻力增加.三峡水库蓄水后,虽然枯水期流量补偿作用显著削弱了枯水位下降的效应,但枯水位下降事实已经形成,不利于航道水深的提高及通江湖泊枯水期的水量存蓄,洪水位未明显下降,同级流量下的江湖槽蓄量不会明显调整.

洪灾社会脆弱性熵权法评价及其时间序列分析——以2001-2012年湖北省荆州市为例

利用荆州市2001-2012年社会经济因子,从社会敏感性与社会应对能力出发构建洪灾社会脆弱性指标体系。利用熵权法确定指标权重,建立社会脆弱性评价模型,得到荆州市洪灾社会敏感性、洪灾社会应对能力、洪灾社会脆弱性的评价结果;并采用多项式模型线性拟合与离散傅里叶变换对洪灾社会脆弱性进行时间序列分析。结果表明:1荆州市洪灾社会敏感性、应对能力、脆弱性呈现极高相关的二次多项式回归增长方式,敏感性、社会应对能力呈现上升态势,洪灾社会脆弱性表现为波动上升。2时间序列周期图可以得到洪灾社会脆弱性存在一个3年的周期。3根据敏感性与脆弱性的指数特征,把洪灾社会脆弱性指数划分为4个类型:2001-2006年为低敏感性、低应对能力;2006年为低敏感性、高应对能力;2007年为高敏感性、低应对能力;2009-2012年为高敏感性,高应对能力。

利用旱涝县次建立历史时期旱涝指数序列的试验

本文利用27万条自然灾害史料记载,整理出我国东部及南部85个地区的受灾县次记录,分析了这些记录的可靠性,建立了这些地区1471—1950年的旱涝指数序列,并以北京地区为例,详细说明了利用旱涝县次建立旱涝指数序列的过程,分析了这种方法的可靠性。

基于启发式分割算法的水文变异分析研究

通过构建理想样本探讨了启发式分割算法在水文变异诊断中的可行性,比较了其与传统变异检验方法在检验性能上的差异,同时结合珠江三角洲河网三水站1900-2004年年最大洪峰流量序列检验其实际应用效果。研究表明该方法能较好排除虚假变异点干扰,较准确识别变异点数目及其发生时间,检验性能优于传统方法,适用于水文变异分析,特别是对复杂非线性非平稳水文序列,实际应用效果较好。通过变异分析发现三水站年最大洪峰流量序列在1993年发生跳跃变异,且为均值向上跳跃,表明区域防洪形势将更加趋于严峻。

考虑历史洪水的防洪计算时历法效果分析

针对现行的防洪计算方法大多存在局限性的问题,提出了考虑历史洪水的时历法,推求了历史洪水流量过程线与历史库容重现期,分析了防洪库容序列的分布特性及防洪库容序列连续部分的线型选择,给出了适当的解决方案,并与传统防洪计算方法的统计试验进行比较。结果表明,当历史洪水流量过程线采用按峰值挑选法和按峰量值挑选法推求时,考虑历史洪水的时历法具有较好的估计精度,对防洪库容设计值的估计效果与洪水随机模拟法相当,优于设计洪水过程线法,可用于解决水库防洪计算问题。而样本容量的增长、合理考虑历史洪水信息对提高设计防洪库容估计精度均具有积极意义。

中国洪涝灾害农业致灾性时空分布规律

利用1950—2018年历史洪涝灾情数据,选取农业受灾、成灾面积2个指标结合九点二次平滑法、时间序列分析法及空间聚类技术分析了对中国洪涝灾害农业致灾性时空分布规律。结果表明:在时间尺度上,1950—2018年中国洪涝灾害对农业的影响整体有增加趋势,但是不同区域差异明显,洪涝灾害对农业发展影响较大且未来几年这种情况可能会持续下去;在空间尺度上,华南地区、东北部分地区和临海城市农业受灾情况较其他地区更为严重。

淮河城西湖蓄洪区洪水资源利用分析

研究引汛末淮河水入蓄城西湖蓄洪区,抬高城西湖蓄洪区蓄水位,对缓解淮河中游地区的干旱缺水问题具有重要意义。利用淮河润河集水文站多年的流量、水位资料和城西湖区天然来水流量资料,分析蓄水的可行性,并在拟建进水闸条件下,根据现状需水和预测需水,采用时历列表法进行径流调节计算,得到历年蓄水位和引淮水量,采用适线法计算出水位经验频率,在蓄水位为20.5 m时供水保证率可达到98.7%。对不同引水方案进行计算,推荐闸底板高程为19.0 m和过闸流量为100 m3/s的方案,最后利用Arc GIS进行蓄水模拟淹没影响,表明水位抬高至20.5 m的淹没区域变化小,蓄水方案可行。

历史洪水在洪水序列隐含周期分析中的应用

历史洪水调查是洪水序列的重要组成部分,对揭示洪水序列的周期,论证周期的稳定性和可靠性具有重要的作用。本文提出具有历史洪水调查的不连序序列三种周期分析模型,理论分析和实例计算结果表明,文中提出的模型是合理和可行的。

洪水过程对水土保持工程响应程度的分析

为了估算水土保持措施对洪水过程的影响程度,采用系列对比分析法和水土保持蓄水容量法估算滦河流域下游冷口以上流域水土保持对选择的4组洪水的影响程度。结果表明,基于系列对比分析法,受降雨特征的影响,洪量和洪峰分别减小了11.3%～68.1%和-2.5%～64.4%;基于水土保持蓄水容量法,洪量和洪峰分别减小5.1%～16.6%和0%～57.3%。