基于同频率法的清江上游干流洪水组合分析

清江上游地区干支流水情复杂,且存在已建控制性调蓄工程。为确定清江姚家平水利枢纽防洪库容需求,利用同频率法分析了湖北省恩施市上游清江干流多区间洪水组合。结果表明,清江上游干流共有4种组合洪水工况:①大龙潭坝址与姚家平坝址发生同频率洪水,上区间发生相应洪水;②大龙潭坝址与上区间发生同频率洪水,姚家平坝址发生相应洪水;③大龙潭坝址相应洪水与姚家平坝址发生同频率洪水,上区间发生相应洪水;④大龙潭坝址相应洪水与上区间发生同频率洪水,姚家平坝址发生相应洪水。最后选取了有代表性的1982年7月、1989年7月、1996年7月洪水作为洪水地区组成分析的典型代表,推求了不同情况下姚家平水利枢纽坝址设计洪水。研究成果可为恩施市城区防洪调度提供参考。

基于极值同频率法的非一致性年径流过程设计方法——以跳跃变异为例

由于气候系统变化和高强度人类活动的影响,天然年径流序列失去了一致性。为了适应变化环境对工程水文分析计算的新要求,本文以跳跃变异为例提出了基于极值同频率法的非一致性年径流过程设计方法:首先,采用水文变异诊断系统对不同时间尺度径流序列进行年际和年内分配情势变异分析;其次,根据年际变异和年内分配情势变异的时间点,将径流序列分段;再次,基于径流年际变异诊断结果,采用变化环境下非一致性水文频率计算方法计算不同时间尺度径流量变异前后过去不同保证率下的设计值;最后,基于径流年内分配变异诊断结果,在径流年内分配变异前后利用极值同频率法进行年径流过程设计。以东江岭下站为例,进行了非一致性年径流过程设计,并与未考虑"非一致性"影响的年径流过程设计结果进行了比较,发现岭下站设计年径流过程受"非一致性"影响显著,该结果可为东江流域水利工程的规划设计提供参考和依据。

河道生态基流量的年内同频率展布计算法

为更准确计算季节性强的河流的生态基流量,提出年内同频率展布法。该方法根据天然年径流资料,将一年划分为丰水期、枯水期、平水期,分别求取不同时期的同期均值比,并结合多月最小月均径流量,计算生态需水过程。将该方法应用于汾河干流,取其1965~2013年的天然径流资料,分别采用Tennant法、年内展布法和年内同频率展布法三种方法,计算汾河干流兰村、二坝、义棠三个测站的生态基流量。计算结果表明,年内同频率法相较其他方法更贴近天然状态下流量的年内丰枯变化,对河流生态治理有一定指导意义。

关于水文同频率地区组成法中相应洪量频率的探讨

水文中往往需要研究水文变量在空间上的分配规律,同频率地区组成法是目前解决该问题的一个重要方法,但其中仍有一些理论问题悬而未解。以"上下同频、区间相应"的组成方案为例,区间相应量的频率C与"同频"中设计频率P之间的大小关系,无法判断,目前尚无理论证明。因此,对正态分布和P-Ⅲ分布,分别通过理论推导和统计试验途径,明确了C与P之间关系。对设计洪水问题,根据"上下同频、区间相应"求得的区间相应洪量,其频率C将大于设计频率P;对径流或枯水设计问题而言,区间径流量的频率C将小于设计保证率P。研究结果从理论上进一步明晰了同频率地区组成法中相应量的频率问题。

同频率法设计降雨过程的安全裕度

设计降雨过程是水利工程水文分析的核心内容和重要组成部分,而同频率放大法是我国主要的降雨过程设计方法,这种方法尚缺乏量化的安全性论证。为此,基于概率理论,提出设计降雨过程安全裕度的概念并推导出其计算方法,然后以深圳市实测降雨资料(1969年-2002年)为分析对象,通过安全裕度的分析,获得了其不同重现期下同频率放大法设计降雨过程的安全裕度。结果显示:①同频率放大法设计的降雨过程具有一定的安全裕度;②用安全裕度评估设计降雨过程的安全性具有量化、意义明确等优点,有一定的应用价值。

同频率地区组成法在设计洪水中的运用

文中从同频率地区组成法基本原理出发,根据控制断面所处水文站网布设情况,选取恰当的控制测站,很大程度上简化了洪水地区分区,较好的解决了区间组成比较复杂的情况,降低了多分区对资料和计算条件等要求较高的限制,同时提高了计算精度,简化了计算程序。

同频率地区组成法在洪水计算中的应用

随着人类治水力度的不断加大,河道上的水库工程越来越多,水库建成后,会对下游工程的设计洪水产生较大影响,文中采用同频率地区组成法计算了受郭堡水库影响的象峪河桥设计断面洪峰流量,为象峪河桥拆除重建工程设计提供了依据,对同类型工程洪水的计算有一定的借鉴意义。

基于同频率插补法的少资料河沟年径流量计算

为了更加准确地计算少资料河沟的年径流量,并对河道外生活用水、生产用水和生态用水进行重新分配,对同步期均值插补、同频率长短系列插补法的计算成果进行了比较分析,重新计算哈拉吐鲁克河的年径流量,并对其生态基流状况作出评价。结果显示:对于少资料的河沟,采用同频率长短系列插补法计算所得年径流量更合理,与水管部门的数据一致性更高。相关成果可为该类型的河流生态基流确定提供参考。

计算修匀设计洪水过程线方法探讨

计算修匀法可消除徒手修匀法的主观任意性,能一次性实现设计洪水过程线的放大和修匀。本方法改进了同频率放大法,具有较好的应用意义。

武都水库下游地区洪水组成计算方法选择

本文采用同倍比法和同频率法对武都水库下游绵阳城区的设计洪水组成进行了分析计算, 洪水演算采用ISIS软件。对演算成果进行比较分析, 同频率法较同倍比法计算成果稳定、可靠, 选择同频率法作为设计洪水组成计算的方法。

基于多目标均衡优化的设计洪水推求方法

设计洪水是确定水利工程等别及水利工程运行管理策略的重要依据。为了准确推求设计洪水过程线,解决现有设计洪水推求方法修匀繁琐、不确定性大等问题,基于均衡优化思想提出多目标均衡优化方法。考虑洪峰流量、时段洪量和过程线形状等设计洪水要素误差,该方法构建了设计洪水误差向量,并建立起相应的均衡优化目标函数,采用改进布谷鸟算法求解设计洪水过程线。通过实例研究表明:采用多目标均衡优化法所推求的设计洪水过程线不仅满足洪水洪峰和时段洪量的约束,而且有效保持了典型洪水过程线的形状;多目标均衡优化法无需手动修匀计算或设置惩罚因子,不仅操作简便,还有效减少了设计洪水推求的复杂性和不确定性。因此,多目标均衡优化法可为设计洪水过程线推求提供一条新途径。

设计暴雨雨型推求方法研究

以推求南方某市暴雨雨型为例,研究了3种暴雨雨型推求方法,并综合分析了各方法的优缺点和适用范围:当降雨资料充足时,应优先选用同频率放大法推求出长历时暴雨雨型;当降雨资料较少时,建议选用Pilgrim&Cordery法推求出短历时暴雨雨型;当无降雨资料时,只能选用模式雨型法推求出短历时单峰暴雨雨型。该研究结果可为同行选择设计暴雨雨型推求方法提供一定的参考。

放大设计洪水过程线分解组合法

由典型洪水过程线放大成符合设计要求的洪水过程线,常规的同频率放大法反复修正使人感到繁销不便,而根据设计洪水过程线纵横座标进行分解,然后再加以组合,一次性求得设计洪水过程线,即分解组合法解决了上述问题.

设计洪水过程线放大方法比较

在水文分析计算中,设计洪水过程线是水利工程防护安全的重要依据,在因采用的方法不同,所涉及的洪水过程线的方法也有较大的差异,也影响到防洪工程的设计指标,本文通过实例就水文设计规范中常用的同倍比放大法和同频率放大法[1]两种放大方法进行比较,分析其优、缺点和适用性,以便在实际中具体应用。

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。

南京主城区设计暴雨计算研究

科学合理地推求城市设计暴雨过程直接关系到城市防洪安全。论文以南京市为研究对象,基于由年最大值法选取得到的1982-2015年1h南京市面平均雨量样本,从P-Ⅲ型分布函数、耿贝尔分布函数、指数分布函数中优选拟合最佳的分布函数,并结合南京站1h雨量样本计算主城区设计面雨量;在对比分析同倍比法与同频率法推求不同历时典型暴雨时程分配的优缺点的基础上,选择同频率法由设计面雨量推求得到南京市主城区历时12h的不同重现期设计暴雨过程。结果表明:P-Ⅲ型曲线拟合最优,同频率法求得的暴雨时程分配更符合防洪排涝工程的要求。研究成果可为确定城镇防洪排涝工程的设计标准提供科学依据。

小凌河流域设计洪水地区组成分析

本文以小凌河锦凌水库工程设计中小凌河设计洪水地区组成情况的分析为例,提出了在同频率法设计洪水地区组成中应该注意的问题,完善了同频率法设计洪水地区组成的计算方法,使之更为合理更加适合和满足工程设计的要求,对实际的工程设计有一定的参考和借鉴价值。

乌鲁木齐河流域洪水地区组成分析

对乌鲁木齐河乌拉泊水库断面以上流域洪水地区组成进行分析计算。统计乌鲁木齐河流域洪水遭遇情况,可知乌拉泊水库坝址断面洪水主要来自上游大西游水库区间,乌拉泊水库与大西沟水库两个断面同时发生洪水的频率最高。分别采用典型年法和同频率发推求出大西沟水库分区、乌拉泊水库分区、大~乌分区的设计洪水过程线,为大西沟水库、乌拉泊水库调洪演算提供基础资料。

基于Copula函数的设计暴雨雨型研究

城市原有排水防涝系统设计标准偏低会导致洪涝灾害频率升高。设计暴雨雨型是制定排水防涝系统设计标准的重要依据和前提,对城市建设和洪涝治理至关重要。采用同频率法、SCS法、暴雨衰减指数法和概率密度函数(PDF)法对宿迁市设计暴雨雨型进行研究,基于Copula函数的风险联合概率模型对4种雨型结果进行对比分析。研究结果表明:同频率法和暴雨衰减指数法的设计雨型相似,风险率相近;SCS法的雨峰偏大,风险率较小,但其最大6 h时段的降雨不集中;PDF法的雨峰与同频率法一样,但其最大3和6 h雨量较为集中,风险率最小。本次的研究方法和结果可以对设计雨型的方法和对比提供新思路和参考。

镇江市中长历时设计暴雨计算

基于丹徒站1981—2016年长系列实测降雨资料,采用Mann-Kendall检验分析了3 h、6 h、12 h、24 h共4种中长历时的年最大降水量的变化趋势,采用模糊识别法识别了4种历时暴雨的雨型特征,并基于优选得到的分布函数计算不同历时、不同重现期的设计面雨量;依据5场典型场次暴雨,分别应用同频率法和P&C(Pilgrim&Cordery)法推求相应的设计暴雨过程并进行了对比分析。结果表明:4种历时的年最大降水量虽均呈现不同程度的增加趋势,但仅6 h和12 h的年最大降水量通过了90%的显著性检验;4种历时暴雨的雨型均以雨峰偏前的单峰型为主;P-Ⅲ型分布函数在降雨频率分析中拟合最优;与P&C法相比,同频率法推求得到的设计暴雨过程峰值更大,有利于保障防洪安全。