天津市防洪圈内涝与大清河流域洪潮遭遇分析

天津市防洪圈地处海河流域下游,紧邻渤海湾,其防洪安全受流域上游洪水、区内涝水及下游潮水共同影响。以天津市城市防洪圈与大清河流域河口段为例,选取洪水代表水文站、平原区涝水雨量代表站、入海口潮位代表站同期相关要素,考虑洪水传播时间,分别按洪水为主、涝水相应,洪水为主、潮位相应,涝水为主、洪水相应,潮位为主、洪水相应等方式,进行洪、涝、潮的遭遇分析,得出遭遇组合的规律,为优化防洪排涝工程布局提供基础支撑。

洪潮影响下潭江流域安全行洪阈值研究

为研究洪潮叠加影响下潭江流域下游感潮河段河道洪水演进动态与行洪能力,构建了一维水动力模型,通过多组洪潮组合工况模拟计算,量化了不同潮位、控制水位、持续泄流时间下潭江流域控制性节点安全行洪阈值以及涨落潮情形下的行洪能力,揭示了洪潮影响下潭江流域水文变化规律,并结合随机森林模型,绘制了高精度安全行洪阈值图谱。结果表明:以潮动力为主的潭江流域下游感潮河段,干流水位主要受下游潮位影响,高潮位的洪潮顶托效应更为强烈,安全行洪阈值受潮位和泄流时间影响;落潮时段行洪能力较涨潮时段明显增强,且落潮时段行洪能力与控制断面水位基本呈线性变化。

感潮河段洪潮遭遇组合风险研究

洪潮遭遇分析和洪潮组合的合理选取是感潮河段整治规划设计中的重要内容。构建的洪潮遭遇组合的风险分析模型,首先采用Copu la函数构建感潮河段的年最大洪水流量和相应潮位的联合分布以及年最高潮位和相应洪水流量的联合分布,再基于联合分布提出遭遇组合的风险分析模型。并以漠阳江河口段的洪潮遭遇组合分析为实例来研究。结果表明,①以洪为主,50年一遇的设计洪水与下游多年平均潮位相组合的风险率为6.89%,②以潮为主,50年一遇的设计潮位与其上游多年平均洪水相组合的风险率为4.77%。根据洪潮遭遇组合风险模型来确定遭遇组合,可为感潮河段洪潮遭遇组合的合理选取提供科学依据。

基于GIS技术的珠海市洪潮灾害损失评估

洪潮灾害严重威胁着沿海地区的社会经济发展与人民的生产生活,其损失评估研究是实现洪潮灾害有效防治的重要依据。文章基于遥感影像数据、格网化的自然地理数据和空间化的社会经济数据,利用GIS技术将各项数据进行信息提取与空间分析,并借助经济学统计方法,对珠海市洪潮灾害影响下人员和财产损失进行定量评估。评估结果表明,珠海市以潮为主淹没损失远大于以洪为主及以雨为主的淹没损失,淹没损失数额随着洪水量级增加而增大。各区淹没损失特征与该区域产业分布、用地类型分布等密切相关。研究成果可为洪潮灾害评估提供方法借鉴,并为珠海市超标准洪水防御提供参考。

水闸工程洪水设计及洪潮遭遇分析

在水闸工程的设计中,准确地估计洪水的设计流量对于保证水闸工程的正常运行,有效防洪,具有重要意义。本文以某水闸新建工程为例,分析了暴雨设计方法,采用推理公式法和经验公式法说明了洪水设计流程,结合统计资料对洪潮遭遇进行了分析,研究成果可为相关工程提供参考。

三角洲感潮河段洪潮水位频率分析方法的初步研究

根据珠江三角洲感潮河段年最高洪潮水位存在长期上升趋势的事实 ,提出了河口区感潮河段洪潮水位频率分析一种新的计算方法 ,新方法的分析结果表明 ,未来不同年代同频率的设计洪潮水位各不相同 ,也存在相应的长期变化趋势。以灯笼山站为例 ,新方法计算的 2 0 30年和 2 0 5 0年的百年一遇设计洪潮水位分别为 3 12m和3 2 8m ,比传统频率分析方法计算的结果分别高出 0 2 4m和 0 40m。建议有关部门在制定河口区的防洪标准时 ,根据洪潮水位的长期变化趋势作相应的动态调整 。

我国沿海城市洪潮组合风险分析

针对沿海城市防洪安全和经济可持续发展的问题,从气候变化和人类活动两个方面对沿海城市洪涝事件的成因进行了归纳。以深圳市为例,选取大沙河上游西沥水库站和深圳湾赤湾潮位站为代表站,基于Copula函数,对深圳市洪潮组合进行风险分析。结果表明,虽然降水和高潮位的双阈值组合风险率小于单域值组合风险率,但深圳市同时遭遇暴雨和高潮位时所造成的城市洪涝灾害更为严重,经济损失和人员伤亡更为巨大;在城市防洪防潮排涝规划、设计时需更加关注降水和潮位的双阈值组合风险率大小。

感潮河段洪潮遭遇概率研究

以位于珠江三角洲感潮河网地区的洪潮遭遇概率问题为实例,对当前应用较多的各种二变量联合概率模型进行了比较研究,包括混合Gumbel分布、Gumbel-Logistic分布、以及阿基米德族Copula函数中的Gumbel-Hougard Copula模型、Clayton Copula模型、Genest-Ghoudi Copula模型等。结果表明,不同的二变量概率分布模型对于变量之间的相关性都有不同程度的限制,实际应用时需要首先根据水文变量的相关性特点选择适宜的模型。Copula函数模型则不限定边际分布型式,比混合Gumbel模型和Gumbel-Logistic模型具有更强的灵活性。多种拟合优度检验方法对各模型的检验结果表明,虽然各模型都能通过K-S检验,但其拟合优度有显著不同,实际应用时需进行拟合优度检验以择优。

珠江口最高洪潮水位预估

最高洪潮水位对经济发达的珠江口地区构成极大的威胁,给人民生活和经济建设带来不同程度的破坏和损失。通过对珠江口代表站灯笼山站和横门站最高洪潮水位系列进行回归模型分析,得出海平面上升速度为6.3 mm/a和5.8 mm/a。在对珠江口地区海平面上升进行预测的基础上,预估了在2050年50 a一遇的最高洪潮水位,在海平面上升20,30 cm和60 cm的情况下,灯笼山站和横门站最高洪潮水位的预估值分别为3.04,3.14,3.44 m和3.19,3.29,3.59 m。

沿海地区洪潮遭遇分析

沿海地区直接入海的河流,潮汐河口段水位由上游来水和入海口的天文潮水位共同影响,文章介绍了上游洪水与入海口处潮水位遭遇分析方法,通过这种分析方法可以得到合理的洪潮遭遇组合情况,并以此为依据推求河道水面线。

珠江口最高洪潮水位的变化规律研究

经济发达的珠江口地区,最高洪潮水位会给生活和建设带来严重破坏和重大损失。通过对代表站灯笼山站和横门站的最高洪潮水位系列进行综合分析,结果表明:1) 20世纪50年代以来珠江口代表站最高洪潮水位系列具有显著上升趋势;2) 珠江口代表站最高洪潮水位序列在20世纪90年代初期以来的上升属于突变现象,灯笼山站和横门站开始发生突变的开始时间分别约为1981年和1983年;3) 海平面上升对珠江口代表站最高洪潮水位变化趋势的影响大于最大流量的影响。

西北江三角洲网河区洪潮水位与口门延伸的响应关系

以1999年珠三角口门现状情况为基础,针对鸡啼门、磨刀门和横门三大口门部分区域的自然延伸情况,采用网河一维——河口二维水流整体数学模型,选取"98. 6"、"99. 7"、"01. 2"三种典型水文组合,研究西、北江三角洲网河区洪潮水位与口门延伸之间的响应关系。结果表明:一方面,口门延伸有明显阻滞洪水自三角洲网河区域下泄口门的作用;另一方面,口门延伸可使潮汐通道更为顺畅,有助于枯水期外海潮水上溯三角洲网河区域,入侵网河区河道。

Copula函数在洪潮遭遇分析中的应用研究

通过对洪潮组合边缘分布的分析、Copula函数的优选,利用Copula函数构建感潮河段2变量洪潮遭遇分析模型,给出较为明确的洪潮遭遇组合风险率概念,并应用于海南省五源河河道整治工程的洪潮遭遇分析中。研究结果表明:Copula函数的优选可更好反映模型的结构,通过Copula函数构建的洪潮遭遇分析模型进行风险分析,可给出各种组合风险率,便于工程设计、决策,可为工程设计提供科学的依据。

海平面上升对珠江三角洲洪潮水位影响的研究

建立珠江三角洲及河口湾一、二维不稳定流连接数学模型 ,假定珠江河口治理规划已全面实施并完成 ,然后针对典型洪潮年的水文条件 ,分析计算海平面上升 10～ 3 0cm后珠江三角洲地区洪潮水位的变化。经过“94·6”洪水过程模拟计算 ,得出海平面上升后 ,珠江三角洲中下游地区洪水位将上升 5～ 2 9cm ,以河口附近地区上升值最大 ,向上游逐渐减小 ,同时潮流河口上升值大于径流河口。经过“93·9”、“74·7”台风暴潮模拟计算 ,得出海平面上升后 ,珠江三角洲中下游地区风暴潮水位将上升 11～ 3 4cm ,口门附近上升值最大。经过 3种洪潮年型最高水位组合模拟计算 ,得出海平面上升 3 0cm后 ,珠江河口八大口门除崖门和虎跳门外 ,其它 6个口门潮水位将高出 5 0年一遇潮水位 12～ 4 3cm。

大辽河入海口地区洪潮遭遇分析

采用大辽河入海口地区三岔河站与营口站1954—2010实测潮位资料,分析了以洪水为主和以潮水为主的洪潮遭遇组合情况,确定了推求大辽河河道水面线所需的起始水位和起始流量,为大辽河河道防洪整治提供了重要的设计依据。

沿海地区洪潮遭遇分析

沿海地区直接入海的河流,河道水位由上游洪水和入海口的天文潮水位共同影响,如何考虑洪水与潮水的遭遇情况,对推求河道水面线起着至关重要的作用。文章以台山市东滘河为例介绍了河道洪水与外海潮水位遭遇的分析方法,由此确定了东滘河与外海的洪潮遭遇组合情况,为推求河道水面线及相关工程设计提供了依据。

基于Copula函数的感潮河段洪潮遭遇组合风险分析研究

感潮河段的水位受上游河道洪水与下游河口潮位共同影响,故其河段整治规划中洪潮遭遇分析尤为重要。以瓯江感潮河段为研究区,提出从实测洪潮遭遇数据的频率结构特性出发,选取对上尾部更敏感的Gumbel Copula函数建立洪水和潮位的联合分布,推求各种洪潮组合的重现期,进而建立风险模型。从治涝风险、同现风险和组合风险多角度评估设计组合值的合理性。结果表明:基于Gumbel Copula函数构建的联合分布能够较好的反映瓯江感潮河段的洪潮组合特性。瓯江感潮河段部分现役工程所采用的20a一遇的设计洪水与较不利潮位(5.8m)这一设计组合型的同现重现期为29a,同现风险率为3.46%、组合风险率为11.52%、治涝风险率为15.94%,其防洪涝能力稍显不足。同时基于Copula函数所建立的风险模型集能够较好地对感潮河段防洪设计标准进行风险评估,为感潮河段整治规划提供决策支持。

南渡江河口段洪潮遭遇分析

沿海地区河流常常直接入海,其河口段水位多受上游洪水、河口潮水共同影响,这在一定程度上增加了河口段堤防整治工程设计的工作难度。以沿海地区——南渡江河口为例,基于考虑上游松涛、迈湾2座大型水库调蓄影响后的龙塘站设计洪水、海口站设计高潮位,分别分析了以洪水为主、以潮水为主时的河口洪潮遭遇情况,可为南渡江河口段河道防洪整治工作提供一定的设计参考依据。

江苏省长江干流沿程洪潮设计水位数值模拟研究

长江干流江苏段地处长江下游河口地区,全线位于感潮河段,沿程水位既受上游长江径流、外海潮位、台风的影响,也受到工情变化、支流入汇等影响。长江江苏段现行洪潮设计水位是按《长江流域综合利用规划简要报告》(1990年)中确定的无台风影响水位实施。近年来,由于上游水、沙、工情条件变化,开展上游大通径流、风暴潮、区间入汇等对沿程洪潮水位的影响研究十分必要。建立大通至长江口二维水沙数学模型与外海风暴潮模型,研究不同影响因素作用下长江干流江苏段沿程洪潮设计水位变化。研究成果表明:南京河段水位主要受上游径流影响;江阴以下主要受外海潮汐及风暴潮的影响;南京至江阴段则受上游径流、外海潮汐、风暴潮三者的共同作用影响。外海天文大潮、风暴潮“两碰头”和上游大径流、外海天文大潮与风暴潮“三碰头”引起的沿程增水值呈驼峰分布,最大值分别发生在江阴和天生港附近,最大增幅1.65 m。研究结果已为长江江苏段堤防防洪能力提升工程建设提供技术支撑。

长江感潮河段洪潮遭遇组合概率分析

由于感潮河段的水情既受上游河川径流的影响,又受河口潮流的影响,因此对感潮河段的涉水工程来说,在进行感潮河段的涉水工程的水流数学模型计算或物理模型试验时,首先必须确定上边界的洪水过程和下边界的潮位过程及其组合概率。以长江感潮河段为例,基于"以洪为主"和"以潮为主"两种情况,利用Clayton Copula函数构建了其上边界洪水流量与下边界潮位的联合分布,将超过某一量级的洪水(潮位)遭遇一定潮位(洪水)区间的概率作为洪潮遭遇组合概率,基于联合分布计算得到了各种洪潮遭遇组合的概率。结果表明,Clayton Copula函数能够合理地构建长江感潮河段的洪潮联合分布;在"以洪为主"的情况下,百年一遇、五十年一遇、二十年一遇、十年一遇设计洪水基本上都是遭遇落在(7.62,7.82)区间的潮位的组合概率最大,其组合概率分别为0.19%、0.37%、0.93%、1.83%;在"以潮为主"的情况下,百年一遇、五十年一遇、二十年一遇、十年一遇设计潮位均是遭遇落在(59 364,64 364)区间的洪水的组合概率最大,其组合概率分别为0.21%、0.42%、1.06%、2.15%。