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。

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60年渭河流域极端降水和洪水演变特征

渭河流域地处中国西北地区东部,是气候敏感区和生态环境脆弱区,极端降水事件往往引发洪水、泥石流等灾害。现有研究主要集中在降水引发的流域径流变化,而极端降水和洪水变化规律有待挖掘。本文基于1961—2021年气象水文资料,选用8个极端降水指数、4个代表水文站年最大洪峰流量,采用百分位阈值法、Kriging空间插值法、线性回归法、滑动平均法、小波分析法,分析了渭河流域极端降水和洪水时空演变特征、周期特征以及2021年极端降水和洪水特性。结果表明:(1)近60年渭河流域极端降水总量和暴雨频次显著增加的同时,极端降水强度亦有所增强,而弱降水事件减少。极端洪水整体呈不显著减少趋势。极端降水和洪水均在2000年以后显著增加,特别是极端降水总量和暴雨频次较多年均值偏多12%~22%,并且各极端降水指数极大值均出现在2000年以后。(2)极端降水和洪水年内分布不均,前者主要集中在7月和8月,后者除“七下八上”期外,9月也是多发期。(3)各极端降水指数均呈现由上游向下游递增的分布,中游南部极端降水普遍强于北部。流域内大部分站点极端降水指数呈增加趋势,显著增加地区位于中游周至—临潼区间以及长武—宁县。(4)极端降水和洪水存在多个周期变化特征,且极端洪水周期年代际特征显著。(5)2021年渭河流域极端降水强度、大雨以上降雨日数均为近61年来之最,华县站出现2012年以来最大洪水过程,咸阳站出现1935年有实测资料以来9月份同期最大洪水。研究结果可为渭河流域水旱灾害防御以及治理规划提供参考依据。

基于Copula函数的1977—2014年广东省年最大洪峰特征分析

基于广东省51个水文站的1977—2014年的年最大洪峰流量数据,分析了年最大洪峰流量序列的特征和趋势,综合运用MK和Pettitt等数理统计方法研究年最大洪峰流量的变化趋势,同时基于单变量和多变量Copula函数进一步分析洪水重现期及洪水联合分布,揭示土地利用对广东年最大洪峰流量频率的影响机制。研究结果表明:(1)广东省29(22)个站点年最大洪峰流量有增加(减小)的趋势,且北江的三水、石角、高道和西江的小罗年最大洪峰流量呈显著增加趋势,站点大多数集中于北江流域和西江流域;(2)Inverse Gaussian和Log-logistic是年最大洪峰流量拟合最优的单变量分布函数,Clayton Copula是年最大洪峰流量拟合最优的Copula函数;(3)在1977—2014年间,51个站点中有10个站点(其中六个集中在鉴江和漠阳江水系,其余集中在北江和西江水系)发生了百年一遇的洪水,有的甚至远远超过百年一遇,剩余的站点洪水的重现期多集中在20~30 a一遇;(4)选取考虑两站点(高道站与石角站、连平站与顺天站、马口站与三水站、潮安站与东桥园站、合江站和高州站)间年最大洪峰流量的联合分布情况,超过20 a一遇的洪水发生的概率很低,同时5种年联合分布情况下联合重现期和同现重现期随着流量增大而增大,同现重现期总体大于联合重现期。广东省51个站点中,无论是年最大洪峰流量的空间分布还是发生年份的时间分布上都受到了城市化进程下土地利用类型变化的影响,二者在空间和时间上存在一致性。

广东省主要干流年最大洪峰流量变化特征分析

为了解广东省主要水文站的年最大洪峰流量变化特征,减少因洪水带来的生产生活及生态环境问题,选取广东省三水站、马口站、高要站、石角站、博罗站、化州城站、潮安站7个水文站的1977—2014年的年最大洪峰流量序列为研究对象,采用MK检验、Pettitt检验方法,分析、小波分析等广东省干流典型站点的年最大洪峰的趋势、变异性及周期变化特征。结果表明:(1)博罗站、潮安站2个站点的年最大洪峰流量呈现不显著下降趋势,而其余的三水站、马口站、高要站、石角站、化州城站5个站点的年最大洪峰流量呈现上升趋势,且石角站和三水站呈现显著上升趋势;(2)7个站点中的4个站点存在变异的情况,分别是高要(1991、1992年),石角(1992、2011、2012年),马口(1993年),三水(1993年),且高要站和石角站存在不止一个变异点,4个存在变异性的站点在时空分布上大多处于20世纪八九十年代和21世纪的西江和北江水系;(3)三水站主要有2~10、20~30 a这2种周期,马口站主要有2~9、9~27 a这2种周期,高要站主要有4~10、10~24 a这2种周期,石角站主要有2~12、12~20 a这2种周期,博罗站主要有5~12、12~24 a这2种周期,化州城站主要有3~7、7~18、18~26 a这3种周期,潮安站主要有3~10、10~14、14~23 a这3种周期。

黄河流域上游干旱区河流水文情势变化研究——以祖厉河为例

祖厉河是黄河上游干旱半干旱区重要一级支流,其年最大洪峰流量能够反馈黄河上游环境变化,是防洪安全和雨洪资源利用中的关键因子。依据祖厉河干流3个水文站1957—2020年共64年的实测水文资料,基于水文统计、t检验、Mann-Kendall非参数检验和Morlet小波理论等数学分析方法,分析了流域年最大洪峰流量的时空差异、变化程度、突变性和周期性时域特征。结果表明:祖厉河流域年最大洪峰流量总体呈减小趋势,进入21世纪后出现显著(P>0.1)至极显著(P>0.05)变化,上、中、下游年变化倾向率分别为-5.0 m3/s、-6.4 m3/s和-10.5 m3/s。其变差系数CV值、年最大洪峰流量模数随洪水发生的累积频率增大和流域面积增加而逐渐减小,变幅在80%~88%之间。祖厉河流域年最大洪峰流量变化可划分为Ⅰ—振荡期(1957—2000年)、Ⅱ—显著期(2001—2020年),流域上、中、下游突变点均出现在21世纪初期的10年。流域年最大洪峰流量在20世纪曾存在10~12年主周期,之后没有明显且稳定的主周期,但存在4~8年较规整的小周期变化。流域气温升高、汛期降水量减少,以及土地利用类型演变等条件变化,改变了洪水发生的频次和量级。