基于动态临界雨量的山洪预警方法研究与应用

以新安江模型为基础,提出了考虑土壤含水量饱和度的动态临界雨量山洪预警方法。该方法采用新安江模型计算流域的土壤含水量饱和度,根据土壤含水量饱和度以及山洪发生前6、12和24 h等3个时间尺度的最大降雨量,应用基于最小均方差准则的W-H(Widrow-Hoff)算法分别建立3个时间尺度的山洪预警动态临界雨量判别函数。利用该方法,结合淠河流域2003—2009年地面雨量站降雨资料以及17次典型洪水过程资料,率定了新安江模型参数,并用10次历史个例对所建立的3个时间尺度的山洪预警动态临界雨量判别函数进行了应用检验,山洪预警合格率超过了70%,表明该方法用于山洪预警是可行的。

山洪灾害气象风险预警指标确定方法研究

气象风险预警指标的确定是山洪灾害气象风险预报预警业务中的关键技术问题。采用前期影响雨量表征流域前期土壤含水量饱和度,并用四分位数法划分为4个等级;采用P-Ⅲ型频率分析法求得4个重现期(<5、≥5、≥20、≥50a)的洪峰流量以及山洪发生前5个时间尺度(1、3、6、12、24 h)降雨量;以洪峰流量的4个重现期分别表征山洪灾害气象风险预警4个等级(Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ级),基于信息扩散技术建立气象风险等级与流域前期土壤含水量饱和度、不同时间尺度降雨量的信息矩阵,即气象风险预警组合指标。利用淠河流域历史降水与流量极值资料,以及2003—2012年17次典型洪水过程气象水文资料,建立5个时间尺度的山洪灾害气象风险4个等级预警组合指标,并利用40组独立洪水样本,对不同时间尺度气象风险预警组合指标进行应用检验,总体预警合格率达到70%,表明该方法应用于山洪灾害气象风险预警是可行的。

信息矩阵方法在山洪灾害风险预警中的应用

山洪灾害风险预警指标的确定是防洪减灾工作中的关键技术问题,但由于山洪实测资料序列较短且山洪灾害样本量较小,难以采用传统的统计模型建立山洪灾害风险预警指标。任何统计模型其本质是建立输入-输出关系,在数学上可以用函数关系表达,信息矩阵方法能够从小样本获得信息并建立这种函数关系。利用淠河流域历史降水与流量极值资料,将2003—2012年17次典型洪水过程作为学习样本,构建流域前期土壤含水量饱和度、5个时间尺度(1,3,6,12,24 h)降雨量以及4个重现期(<5、≥5、≥20、≥50 a)洪峰流量的模糊关系矩阵,进而建立山洪灾害风险预警不同等级组合指标。从2003—2012年洪水资料中选取未参与统计的40组独立样本,对不同时间尺度山洪灾害风险预警组合指标进行应用检验,总体预警合格率达到70%,表明该方法应用于山洪灾害风险预警是可行的。

考虑橡胶坝影响的水动力学模型

为提高含堰坝河段水动力模拟精度,建立考虑橡胶坝复杂调度条件的水动力学模型。基于Preissmann四点隐式差分格式离散方法,构建橡胶坝数值模拟计算流程并进行逻辑判断,采用替代法思想处理含有橡胶坝的河道,求解一维河道水动力学离散方程组。用淠河流域下游六安城区河道橡胶坝的实际洪水过程对模型进行验证,针对近年来淠河流域发生的典型洪水过程,分别对橡胶坝塌坝与不塌坝两种不同工况进行数值模拟。结果表明:考虑橡胶坝塌坝模拟的计算结果可以较好地拟合淠河流域的实测数据,模型可以有效模拟橡胶坝调度影响下的洪水演进过程,提高洪水期间的模拟精度。

淠河流域河源溪流鱼类空间分布格局及主要影响因素

淠河是安徽省内淮河右岸最大的支流,也是淮河中游重要的水源地.为了解淠河流域河源溪流鱼类的空间分布格局及其主要影响因素,本研究于2015年4—5月对6条河源溪流鱼类及其环境因子进行了调查.研究结果表明,6条溪流共采集鱼类19种,其中杂食性种类占57.9%,肉食性和植食性种类分别占26.3%和15.8%.所有种类中,宽鳍鱲(Zacco platypus)是主要优势种,绿太阳鱼(Lepomis cyanellus)为研究区域首次报道的外来入侵种.就6条溪流各样点的平均值而言,淠河西部3条溪流鱼类种类数及个体数均明显高于东部3条溪流,但重量却并没有类似趋势.Sorensen相似性分析表明,6条溪流鱼类组成具有较高相似性,且相对较小值主要位于高、低海拔溪流之间.除趋势对应分析二维空间排序与相似性分析结果一致.Pearson相关分析表明,影响鱼类种类数的主要是局域栖息地参数(包括海拔、流速、底质、水深、河宽和电导率)和溪流的空间位置参数(溪流级别、流量量级和下游量级);影响鱼类个体数和重量的均仅有局域栖息地参数中的底质因素.本研究结果可为淠河流域鱼类的保护和管理提供重要的基础资料.