Analysis of Flood Risks Upstream from the Imboulou Hydroelectric Dam on the Léfini River, a Tributary of the Right Bank of the Congo River

The analysis of the risk of flooding upstream from the Imboulou hydroelectric dam on the Léfini River in the Republic of Congo-Brazzaville, focused on the evolution of annual rainfall and flow in the study area during the period from 1970 to 2020 before and after the building of the dam in 2005, by applying statistical methods. These methods were used to analyse the spatial and temporal evolution of rainfall and flow at the unique hydrometric station located at the RN2 (National Road N°2) bridge in the village of Mbouambé in the Pool region. This work has shown that rainfall is not the cause of flooding in the Léfini catchment area. The monthly flow coefficient (MFC) showed exceptional flooding from November and December onwards after the dam was built, resulting in a variability of flows, with periods of high and low water. In addition, the annual average flow (AAF) and the maximum average flow (MAF) increased after the dam was built. Maximum average flows (MAF) were higher than annual average flows (AAF) throughout the period of study (1970-2020). The annual and monthly rainfall-runoff relationship showed changes after the dam was built, particularly from 2009 and during the months of November and December. .

年最大洪水两变量联合分布研究

采用Von Mises分布拟合年最大洪水发生时间的概率分布,采用皮尔逊III型分布拟合年最大洪水量级的概率分布,选用能够较好反映年最大洪水发生时间和量级之间相关结构的Gumbel Archimedean Copula函数,建立两变量联合分布,并定义和分析条件频率、联合频率和两变量重现期。实例分析表明年最大洪水的两变量分布拟合较好,可挖掘更多信息,为洪水设计分析提供了一条新的途径。

Copula联结函数在多变量水文频率分析中的应用

介绍了Copula联结函数的定义、属性和构造方法.在应用实例中,针对位于同一河流上下游的两个水文站点采用Copula联结函数建立起两个站点的年最大洪水联合分布函数.结果表明,Copula联结函数能够比较好的模拟这两个站点的年最大洪水联合分布概率.由于Copula联结函数可以采用各种各样的边际函数来推求联合分布函数,具有灵活性和应用范围广等特点,因此在多变量水文频率分析中具有广泛的应用前景.

嘉陵江流域洪水区域分析

嘉陵江流域位于长江上游 ,是长江流域面积最大的支流 ,也是长江洪水的主要来源之一。用一种新的洪水区域分析方法———标度分析法对年最大洪峰流量区域变化的性质进行了研究。标度分析法的基本思想是认为在具有相似的地理、地质和气候条件的区域内洪水的空间变化满足标度不变性 ,将不同的地区划分成不同的区域 ,在同一子区域内用标度变换来对洪水资料进行处理 ,这种思想具有现实的普遍意义。对嘉陵江流域洪水资料研究的结果表明标度不变性在一定程度上确实存在 ,且表现出多标度性 ,也就是说不同频率 p下的标度指数θ(p)有不同的值。因此用标度分析法进行洪水区域分析是可行的。为了实际应用 ,最后还计算了嘉陵江流域不同频率p的标度指数θ(p)值 。

滩地淹水胁迫对杨树生长与木材显微结构的影响

对5种不同淹水时间类型滩地1～10年生杨树单株材积生长动态进行了分析.结果表明:不同类型之间单株材积生长量均存在显著差异,且随着林龄增长,其差异逐步减小;不同淹水胁迫下,当年年轮宽度、纤维细胞数量、木材基本密度均存在显著差异,纤维长度和宽度差异不显著;杨树年轮宽度与径向纤维细胞数、导管数、径向纤维比量呈正相关;随淹水胁迫程度加深,当年形成层细胞分裂受到了显著抑制,纤维细胞以及导管数量减少,林木径向生长量下降,径向导管比量提高,纤维比量下降,细胞壁腔比减小,木材密度明显降低.对5种淹水类型滩地的林木生长进行了系统聚类,合并划分为4种生长类型,对其中3种常规造林宜林类型杨树生长潜力进行了预测.

年最大洪峰区域变化的标度特性

应用标度理论 ,阐述了流域年最大洪峰区域变化的尺度问题和相似性进行 ,用嘉陵江流域中的 30个水文站的实测资料研究了年最大洪峰流量区域变化的标度性质。研究的结果表明 ,标度性质确实存在。最后计算了嘉陵江流域不同频率p的标度指数θ(p)值以利于实际应用。

杭嘉湖地区城市发展对降水影响的分析

利用杭嘉湖地区长系列逐日降水资料,采用统计分析、线性回归、R/S分析、集中度和集中期等方法,探讨城市化发展条件下的降水变化规律。结果表明:随着城市化的快速发展,在年雨量、汛期雨量、大雨和暴雨日数上,杭嘉湖地区城区降水的增多趋势较郊区明显,城郊降水差距在增大,城市"增雨效应"显著;城郊年雨量的集中度均具有减少的趋势,但郊区递减速度稍大于城区;而冬季雨量则呈现出区域性特征,且城市化对小雨和中雨日数的影响仍具有一定的不确定性,反映出城市化对降雨影响的复杂性。

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。

灰色马尔可夫链模型的改进及其应用

将灰色模型与马尔可夫链方法相结合,建立了灰色马尔可夫链预测模型,并对该模型进行了改进.采用滑动转移概率矩阵,并依据广西合面狮水库10 a的年最大洪水流量预测以后2 a的年最大洪水流量范围.结果表明,采用改进的灰色马尔可夫链模型,可比较准确地预测随机波动性较大的水文数据序列的范围.

建库前后流域变化特征分析

采用小波分析和有序聚类分析法分别对柘林水库的年最大洪峰、年降雨量、年径流量进行分析。研究结果表明,水库建成后流域年最大洪峰值和年径流量呈增大趋势,年降雨量基本无变化。

一种动态数据的新建模法及其预报应用

文章提出了一种新的动态数据建模法 ,利用观测的数据序列 ,先用双向差分原理反导出一个非线性常微分方程。以此作为微分动力核 ,然后运用自忆性原理建立预报模式 ,我们称之为数据机理自记忆模式 (Data basedMechanismSelf memoryModel) ,简称为数忆模式 ,缩写为DAMSM。多个实例计算表明 ,数忆模式的预报准确率是比较令人满意的 。

近50a来新疆区域与天山典型流域极端洪水变化特征及其对气候变化的响应

以年极端洪水超标率来反映区域极端洪水,分析了新疆区域极端洪水变化;以年最大洪峰记录分析了天山山区主要河流极端洪水变化规律,并用14站资料分析了天山山区气候变化特征,讨论了天山主要河流极端洪水变化对区域气候变化的响应.结果表明:受气候变暖影响,1957—2006年全疆极端洪水呈区域性加重趋势,尤其南疆区域极端洪水明显加剧,北疆区域也有加重趋势,但相对较缓.全疆及北疆、南疆在20世纪90年代中期以来都处于洪水高发阶段.近50a来,在新疆区域洪水呈加重趋势的变化背景下,发源于天山南坡的托什干河和库玛拉克河年最大洪峰流量呈显著增加趋势,发源于天山北坡的玛纳斯河与乌鲁木齐河年最大洪峰流量虽有增加,但是变化趋势较缓.以年最大洪峰流量发生转折年为界,天山典型流域托什干河、库玛拉克河、玛纳斯河和乌鲁木齐河在20世纪90年代(或80年代)以来与前期相比,呈现出相似的变化特征:年最大洪峰流量明显增大,年际间变化更加剧烈,洪水年更频繁.以年最大洪峰流量发生转折年份为界,玛纳斯河、托什干河和乌鲁木齐河后期的年最大洪峰集中日期较前期推迟2～9d,库玛拉克河却提前5d.玛纳斯河、乌鲁木齐河和库玛拉克河后期的集中度较前期增加0.8%～8.3%,托什干河减小1.1%.1961—2010年,新疆天山山区气温明显上升,升温率为0.34℃.(10a)-1,1997年以后明显增暖;天山山区降水显著增加,增加速率15.6mm.(10a)-1,同时极端降水强度增大、频数增多.近50a来天山主要河流极端洪水变化与区域增温以及天山山区极端降水事件增多等有密切关系.

“五江一河”的洪水特征及其对跨流域调水量的制约——三评“红旗河工程”构想

在上文阐明"五江一河"径流量的年际变化及各节点具体径流量要比"红旗河工程"构想少得多的基础上,本文依据前人资料和成果,进一步阐述这些河流的径流量,在年内分配的不均匀性与洪水特征,及其对跨流域调水量的制约作用。研究表明:"五江一河"在11月到翌年4月,径流量只占全年总径流量的12.09%~21.84%,月均只有2.01%~3.64%,为冬、春季枯水期。其径流量只比拟调水比例20%或21%的月均值1.67%或1.75%略多。如此之少的水量,只能维系流域内的生态、生产及生活用水,而不能跨流域调水。何况"红旗河"中、下游在冬季结冰期也难以进行调水。每年6月份到9月份的4个月,"五江一河"径流量占全年径流量的53.3%~88.3%,甚至8月份的月径流量可达全年总径流量的17.8%~29.6%,属于汛期。根据径流量的实际数据,一年当中可供调水时间段只有丰水与平水期的6个月或汛期的3~4个月,要比"红旗河工程"构想的全年调水的时间大大缩短。在可资跨流域调水的每年5—10月份的时间窗口中,如果按原构想的月均调水流量占年径流量的比例1.67%(按20%计)或1.75%(按21%计)进行调水,则"五江一河"的年调水总量仅为153.25×10^8m^3(按20%计)或161.50×10^8m^3(按21%计)。仅为原构想调水量600亿m^3的1/4,充其量不足27%。在丰水与平水期的6个月中实现年径流量20%或21%的年调水比例,就意味将月调水比例从占年径流量的1.67%或1.75%增加为3.33%或3.50%。这样,"五江一河"的年调水总量可达到306.50×10^8m^3或323.00×10^8 m^3。此调水方案,导致调水河道截面积或工程规模增加一倍,但调水量也只有原构想的大约一半或至多54%。如果将调水目标强行设定为600亿m^3,那么"五江一河"的调水比例将提高到占年径流量的27.1%(南水北调西线工程开展前),或除金沙江和雅砻江之外的其它调水河流的39.0%(南水北调西线工程完成后),"红旗河"的建设规模势必大大增加,这也意味着工程难度大大增加,意味着工程建设与运行成本大大增加,意味着洪水、地震与地质灾害的危险性大大增加。"五江一河"实际可调水量比"红旗河"构想严重减少,使人不禁会对"红旗河"工程立论的科学基础和科学依据提出质疑。

关于大流域洪量历时关系的探讨

根据在水文现象中广泛存在的自相似性，将标度不变性引入洪量历时关系，对大流域洪量随历时变化的性质进行了研究． 用全国不同流域、不同地理气候条件地区的 17 个水文站的洪水资料，对洪量随历时的变化性质进行了研究． 结果表明：在一定的历时范围内，大流域洪量随历时变化具有单标度性质． 由洪量随历时变化的标度性质，建立了洪水强度历时公式．

年最大洪峰流量群居蜘蛛优化投影寻踪预测模型

年最大洪峰流量预测,受较多的复杂因素的影响,不确定性较强,用常规统计方法做出准确预报具有较大困难。从水文序列本身出发,提出将投影回归模型应用于年最大洪峰流量预测,为了更好获得投影寻踪模型参数和预测精度,提出了运用延迟相关系数法确定回归预测因子、群居蜘蛛算法优化投影寻踪模型最佳投影方向参数a、利用最小二乘法确定多项式的权系数c、岭函数个数M的群居蜘蛛优化投影寻踪年最大洪峰流量预测模型,结合长江宜昌站(1882年-2004年)的年最大洪峰流量资料进行实例预测,训练阶段平均绝对相对误差为8.61%,预测阶段平均绝对相对误差为10.51%,该模型预测效果较好,模型结果稳定,可有效应用于年最大洪峰流量预测。

汛限水位动态控制方法在三峡水库的应用

以三峡水库为例,针对汛期水库在单一汛限水位下运行导致洪水资源浪费问题,基于1882~2005年的汛期实测日流量资料,应用成因分析和统计分析法将汛期分为3期,分别推求分期的设计洪水,采用规范调洪演算方法和考虑年内洪水统计特性变化规律,确定了汛限水位动态控制变幅,提高了水库水资源的利用率。

广西后汛期不同等级降水变化及突变机理探讨

利用1961—2010年广西后汛期(7—9月)逐日降水资料进行降水分级统计,采用线性倾向估计、经验正交函数(EOF)等方法,对各等级降水日数及降水量进行了趋势变化和型态分布研究。结果表明,桂东小雨日数的比例高于桂西,中雨和大雨日数的比例则低于桂西,而暴雨以上日数的比例则是沿海高于内地。从各级降水对总降水的贡献来看,只占降水日数15%的大雨等级以上降水量的贡献接近60%。近50年来小雨至大雨等级降水呈现下降趋势,而暴雨以上等级降水则呈上升趋势,但这种特征具有明显的区域差异。EOF分析表明后汛期降水型态分布基本可以归结为大雨以上等级降水的分型。在此基础上,对广西后汛期各级降水在1990年代初出现由少到多的突变进行机理分析,研究表明,南半球澳大利亚高压和马斯克林高压的增强及西太平洋副高的合理配置是这次突变的重要原因,突变后来自印度洋及南海的水汽增强,西太平洋副高明显加强且位置偏南、偏西,大量的水汽在广西区域辐合上升,造成了降水的增加。通过对澳大利亚高压指数与前期海温的相关分析得知,印度洋暖位相由南向北传播及赤道太平洋与副热带南太平洋海温的反相变化将会导致后期澳大利亚高压强度的变化,这对降水预测有一定的参考意义。

应用模糊聚类方法制作韩江洪水预测

应用与暴雨洪水具有一定相关关系的前期大气环流指数、气象要素等因子,通过模糊聚粪模型计算方法,对韩江下一年年最大洪水规模做出预测分析,取得了一定效果。此方法为长期洪水预测提供了一种新的思路。

近50年东北地区旱涝时空特征分析

针对水旱灾害对东北地区的影响,基于东北地区1746~1950年的水旱灾害资料和95个水文气象站1961~2010年逐月降水资料,分析了东北地区历史时期旱涝情况、基于标准化降水指数的近50年旱涝时空变化特征及四季旱涝演变特征。结果表明,东北地区1961~2010年旱涝变化特征与历史分析结果基本吻合,旱涝发生频次有增加趋势,且西北部发生干旱较东南部频繁,洪涝则是南部发生频数高于北部;东北地区近50年降水呈显著下降趋势,气候区域干旱化,其中东北部属于干旱多发区,西南部与中部为洪涝多发区;东北部春季干旱覆盖面积最大,受灾最严重,冬季次之,以黑龙江省为最;夏、秋季洪涝较为频繁,以西南部为最。

广义Pareto分布在超定量洪水序列频率分析中的应用

【目的】针对指数分布在超定量洪水序列计算时存在适线灵活性不足的缺点,应用改进线性矩法和广义Pareto分布研究超定量洪水序列频率的计算问题。【方法】以陕西省延河流域无定河赵石窑站超定量洪水序列为例,采用Poisson分布拟合超定量洪水发生次数,用常规线性矩法和改进线性矩法估计广义Pareto分布参数,并分别进行超定量序列频率分析。根据复合极值理论,结合Poisson分布和广义Pareto分布获得年最大超定量洪水分布。采用Pearson-Ⅲ分布,对赵石窑站年最大洪水序列频率进行分析。选用离(残)差平方和最小值(OLS)准则对上述3种方法计算的洪水频率进行对比分析。【结果】改进线性矩法估计的OLS值小于常规线性矩法;广义Pareto分布的OLS值小于Pearson-Ⅲ分布。【结论】改进线性矩法估计参数的精度高于常规线性矩法;建议在水利工程规划中采用广义Pareto分布进行超定量洪水频率分析计算。