变化环境下武江超定量洪水门限值响应规律及影响

世界众多江河洪水超定量(POT)系列门限值已发生变化,门限值选取不当会影响频率分析合理性。结合历史洪水资料,采用洪水POT理论分析变化环境下武江门限值响应规律及影响。结果表明:武江流域下垫面植被和径流系数在1991年明显改变,变化环境下不仅洪水门限值显著增大,且超过特定量级洪水的发生次数也在增加,POT模型能捕捉洪水在量级和发生次数方面的变化信息。分别选用变化环境前后门限值来推算设计洪峰,当重现期大于200年时,坪石站差异度达19.21%,犁市站达8.12%以上。选用变化环境后高门限值可有效提高线型对大洪水的拟合程度和设计洪水计算精度。     

变化环境下武江超定量洪水门限值响应规律及影响

世界众多江河洪水超定量(POT)系列门限值已发生变化,门限值选取不当会影响频率分析合理性.结合历史洪水资料,采用洪水POT理论分析变化环境下武江门限值响应规律及影响.结果表明:武江流域下垫面植被和径流系数在1991年明显改变,变化环境下不仅洪水门限值显著增大,且超过特定量级洪水的发生次数也在增加,POT模型能捕捉洪水在量级和发生次数方面的变化信息.分别选用变化环境前后门限值来推算设计洪峰,当重现期大于200年时,坪石站差异度达19.21％,犁市站达8.12％以上.选用变化环境后高门限值可有效提高线型对大洪水的拟合程度和设计洪水计算精度.     

应用超阈值抽样及Copula函数推求水库设计洪水

按照超阈值理论对洪水资料进行抽样,应用Copula函数分别建立了超阈值洪水洪峰、3d洪量和7d洪量与其发生时间的联合分布,得到了不同量级洪水在发生时间上的概率分布图,对水库汛期防洪调度运用具有一定的指导意义。同时,应用Copula函数建立了年最大超阈值洪水洪峰、3d洪量和7d洪量的联合分布,以此得到设计标准和校核标准的设计洪水,并通过同频率放大法得到了设计洪水过程线,该洪水过程线更符合水文现象的内在规律,展现了超阈值理论和Copula函数在水文洪水频率分析计算领域的良好应用前景。     

基于Copula函数的组合变量联合概率分布研究及应用

基于Copula函数原理,利用武江流域实测水文资料,以广义GDP为洪峰洪量边缘分布,构建了流域组合变量Copula概率分布模型,分析了洪峰与洪量、洪量与洪水历时、洪峰与洪水历时的联合概率分布,绘制各种变量组合下的联合分布图及重现期等值线图,并比较了同重现期条件下,洪水单变量设计值与多维联合设计值的区别。结果表明:广义GDP分布能很好的描述洪峰、洪量边缘分布,而基于广义GDP分布和指数分布构建的两变量Copula联合概率分布模型不限定变量的边缘分布,对各种类型的水文变量联合分布拟合效果较好;能全面反映洪水各特征属性不同等级下的联合发生频率,对同一频率下联合分布推求的洪水设计值比单变量设计值偏于安全。基于Copula函数的组合变量概率分布模型描述洪峰流量、洪量、洪水历时等特征的联合分布,较为全面地反映组合特征的洪水发生的概率和重现期,进一步反映洪水风险。     

考虑不确定度的POT模型在洪水重现期分析中的应用研究

以淮河紫罗山子流域出口日平均流量数据为研究对象,基于超阈值(POT)模型,采用最大似然法估计广义Pareto(GP)分布参数并计算出重现期水平和相应的置信区间范围。拟合优度检验结果显示POT模型在扩大洪水样本提高使用效率的同时,对样本经验点据的适线性也较好。通过对5种时段长度的水文实测流量数据重现期计算发现:实测数据长度对重现期计算结果不确定性有重要影响,在工程水文中推荐选取恰当的置信区间上界作为设计值加以解决。     

基于Halphen分布和最大熵的洪水频率分析

设计洪水估算值对水利水电工程的设计规划至关重要,其关键是选择合适的分布线型和参数估计方法。目前采用单一的频率曲线进行水文分析计算,其设计结果具有较大的不确定性。引入Halphen分布函数进行洪水频率分析,并提出了基于最大熵原理的参数估计方法。利用丹江口水库1929~2014年的年最大日流量资料系列,分析检验Halphen分布的拟合效果,并与传统的分布进行比较。结果表明,Halphen函数具有灵活的形式和较好的尾部特征,适合于水文频率分析,其拟合结果基本优于其他的传统分布。     

基于LQ-moments的洪水频率分布参数计算方法研究

为改善频率曲线高尾部对实测洪水大值段的拟合效果,提高大重现期洪水设计值精度,研究LQmoments(LQM)法在洪水频率分布参数估计中的应用。LQM法是L-moments(LM)法的扩展方法,具有较好的不偏性和稳健性。以6个年最大洪峰流量系列为例,进行P-Ⅲ分布和GEV分布LQM法的参数估计,以累积相对偏差平方和（δ）、RMSE和平均绝对误差（MAE）为标准,评价和比较LQM法和LM法对P-Ⅲ和GEV分布参数的估计精度和拟合效果。结果表明,P-Ⅲ分布LQM法取得了很好的拟合效果,6个洪峰流量系列中,5个系列的最优参数估计方法为LQM法,其中3个系列的最优分布为P-Ⅲ分布;与LM法相比,LQM法能更好地拟合洪水序列大值部分,提高大重现期设计值估计精度,是洪水频率分布参数估计的有效方法。     

基于广义第二类beta分布的洪水频率分析

精确计算设计洪水值对水利水电工程规划设计至关重要,其关键问题之一是选择合适的分布函数。目前多数研究仅选取单一的频率分布线型进行洪水频率分析,其设计洪水结果具有较大的不确定性。研究引入一种新的广义分布函数,即第二类beta分布(Generalized beta distribution of the second kind,GB2),进行洪水频率分析。该四参数分布具有较好的灵活性,基本可拟合任何偏度和峰度的曲线。采用最大熵原理推求分布函数的参数。研究利用科罗拉多河流域数据检验广义第二类beta分布函数的拟合效果,并将所提分布与水文中的其它传统分布进行比较分析。结果表明:四参数的广义第二类beta分布非常适于水文频率分析,其拟合效果基本优于水文中的其它传统分布。     

洪水频率分析中PDS模型研究进展

为了从实测洪水资料中获取更多的信息,提出PDS(Partial duration series)洪水频率分析模型并得到发展。介绍了PDS模型及其导出的AMS(Annual Maximal Series)模型的基本理论,综述了两种模型之间的比较研究。总结了PDS模型应用的关键技术,包括独立性判别、阈值的选取、超定量次数概率分布的选择。描述了PDS模型在区域洪水频率分析、PDS模型与贝叶斯理论结合研究的新进展,展望了PDS模型进一步研究的前景。     

基于Copula函数的入库洪水与坝址洪水关系研究

采用频率分析法计算入库设计洪水时,需要通过相关分析将坝址洪水系列插补得到对应的入库洪水系列。常用的线性回归法假设两者满足线性关系且入库洪水系列服从正态分布,可能与实际情况并不相符。引入Copula函数构建坝址洪水与入库洪水的联合概率分布和条件概率分布,计算给定坝址洪水时入库洪水的条件最可能值和置信区间,提出了一种基于Copula函数的入库洪水插补新方法。三峡水库的应用实例表明:线性回归法得到的入库洪水值在坝址洪水量级较大时明显偏小,甚至稀遇洪水时不在90%置信区间内。所提方法能较好地反映坝址洪水与入库洪水的内在关系,不仅可以计算入库洪水的各种点估计值,而且能够定量评价估计的不确定性。     

面向地学过程的源发型洪水演进仿真技术

洪水演进仿真环境的绘制包括三维地形建模和地形地貌实时绘制,源发型洪水演进动态仿真技术的关键是流域河道边界自搜索模型的建立。采用广度优先搜索和河道自适应控制为主体算法,以Visu-al C 6.0为开发平台、OpenGL为图形编程接口,并以湖域水位上涨过程为例,开发了基于三维地形景观的源发型洪水演进仿真系统。动态过程仿真实验逼真地模拟了湖水水位抬升过程中湖盆内水位上涨和湖盆出口处湖水溢出的过程及湖水溢出湖盆出口后沿河道由高向低的流向。     

分期设计洪水频率与防洪标准关系研究

现行分期设计洪水模式估算的分期设计洪水值均小于或等于年最大设计值,达不到规定的防洪标准。采用Gumbel-Hougaard Copula函数描述两个分期的分期最大洪水之间的相关性结构,并构造边缘分布为P-Ⅲ分布的分期最大洪水联合分布,建立分期最大洪水与年最大洪水的关系式,讨论分期设计洪水频率与防洪标准应满足的关系,探讨能够满足防洪标准的新的分期设计洪水模式。应用示例表明,新模式主汛期设计值相对年最大设计值小幅度增加,而非主汛期设计值则小于年最大设计值,既满足不降低防洪标准的要求又能够起到优化设计洪水的作用,为分期设计洪水研究提供了一条新的思路。     

岳城水库控制流域暴雨洪水的时程分布规律及分期划分研究

从两个方面全面分析了岳城水库控制流域的暴雨洪水时程分布及分期规律:一是根据实测水文资料,通过统计暴雨日数,典型历时年最大降水量、年最大洪峰流量和5日洪量在各旬出现的频率,对流域暴雨洪水时程分布特性进行了多方面的综合分析;二是通过对流域所处地区暴雨形成的天气成因分析,为前述的统计分析结果提供必要的成因基础.还利用旬平均降雨量的相对系数来确定汛期的起止时间.分析结果表明,岳城水库控制流域的暴雨洪水时程分布具有比较明显的变化规律,其中有一个时期暴雨洪水出现的次数多、量级大,主汛期特征显著,汛期可以划分为3个分期,即前汛期、主汛期和后汛期.     

国内外PMP/PMF的发展和实践

对20世纪80年代以来PMP／PMF在国内外的发展和实践情况作了简要的介绍和评论。内容包括PMP／PMF定义、估算方法、成果合理性检查和概率。PMP估算方法包括概化估算法、当地暴雨放大、暴雨移置、暴雨组合、推理模式和统计估算法。PMF估算着重介绍了由PMP转化为PMF的产流和汇流特点，以及目前在南非和法语非洲国家广泛应用的经验公式。     

大陆溢流玄武岩的地球化学特征及起源

快速上涌的大陆溢流玄武岩（CFB），与大陆裂开存在密切的成因关系。CBF总体岩石及地球化学成分均一，富集同位素及不相容元素，但一些样品含有明显的亏损成分，反映出普遍的地幔不均一性，来自上下地幔边界及软流圈的地幔柱提供了CFB所需的主要物质和能量来源，地壳混染作用对CBF的成分影响不大，而受俯冲带脱水流体以及热地幔柱自身与围岩发生的交代作用影响。交代岩石圈地幔对CBF产生重要影响，很好地解释了CFB所具备的微量元素和同位素特征。     

南京市防洪减灾信息系统研究

南京市防不共减灾信息系统是应用ＧＩＳ技术,将南京市的河流水系、防洪工程、交通网络、城镇、圩区与水情、雨情、预报调度诸方面集成为一个系统。为洪水形势分析,制定防洪减灾方案,进行灾情评估以及工程管理、提供迅速、全面、准确的信息支持。系统由６个子组成,规模大,内容丰富,覆盖面广,适应性强。     

Glacial Lake Vitim, a 3000-km outburst flood from Siberia to the Arctic Ocean

A prominent lake formed when glaciers descending from the Kodar Range blocked the River Vitim in central Transbaikalia, Siberia. Glacial Lake Vitim, evidenced by palaeoshorelines and deltas, covered 23,500 km² and held a volume of ~ 3000 km³. We infer that a large canyon in the area of the postulated ice dam served as a spillway during an outburst flood that drained through the rivers Vitim and Lena into the Arctic Ocean. The inferred outburst flood, of a magnitude comparable to the largest known floods on Earth, possibly explains a freshwater spike at ~ 13 cal ka BP inferred from Arctic Ocean sediments.     

长江防洪决策支持系统——决策方案管理系统

在分析防洪决策特点的基础上,以长江防洪决策支持系统为例,设计开发了具有生成新方案、删除旧方案、选择方案、选择模型、设置模型参数、运行模型、查询显示运行结果、给出方案描述、比较多种方案等功能的防洪决策方案管理系统(DCMS,Decision Case Management System),并对实现这一系统的技术途径作了描述.     

作物根系-土壤系统中滴滴涕类化合物动态及影响因素

针对植物-土壤系统中滴滴涕及其代谢产物的动态情况及影响因素,开展了野外与室内相结合的研究工作。研究结果表明,相对于其他环境介质,农田土壤对以油菜和玉米为代表的作物中滴滴涕类化合物(DDTs)的富集起主要作用;油菜和玉米农作物根系和根际土中滴滴涕的浓度分别呈现增加和降低的动态。提高根表面积可以增加作物根系对DDTs的富集,并且在相同暴露条件下,根表面积的作用要大于土壤有机碳含量的作用。