冲淤河道水位～流量关系单值化探讨——A■~(1/2)～Q法

水位～流量关系单值化的研究,对于减轻测验任务,简化资料工作以及做好站队结合前的技术准备,都具有重要的意义。近年来,作者试用A～Q法,对受冲淤影响测站的水位～流量关系作单值化处理,取得了初步成果,通过资料验证,精度能达到1985年部颁《水文勘测站队结合试行办法》中有关技术指标,现介绍如下。     

落差指数法推来流量及其误差分析

对于稳定河床,受洪水涨落和变动回水综合影响的测站,长办葛维亚同志用单值化处理水位流量关系曲线的方法(本文称为落差指数法)对长江流域的一些测站进行整编。受此启发,我们也用此法对江西省部分受洪水涨落影响及变动回水综合影响的测站进行试整编,结果有些站看起来尚好,有些站误差较大。仔细分析结果尚好的测站,发现有些时段推得的流量误差也较大。为分析用落差指数法推求流量     

BP神经网络模型拟合受回水影响的水位流量关系研究

对受回水影响的水文测站的水位流量关系采用核水文渊站的水位及其与下游形成回水处的水文测站之间的落差作为输入建立BP神经网络模型进行拟合.结果表明,BP神经网络对受回水影响的水位流量关系拟合效果好,可以进行推广应用.     

基于水位流量关系的流量估算不确定性分析

针对现有水位流量关系线型物理机制不强及流量估算不确定性来源考虑不充分问题,以北江流域石角水文站为例,推导该测站水位流量关系,基于BaRatin模型评估流量测量误差及率定样本选取对估算流量不确定性的影响。发现河槽控制宽浅矩形断面水位流量关系为幂函数,其系数可用糙率、河宽、比降表达,指数为定值5/3;考虑流量测量误差后高水估算流量总不确定性减小32%;率定数据增加1倍、3倍,高水估算流量总不确定性减小12%、34%。结果表明:① 水位流量关系模型建立方法可推广至多类型测站;② 高水测量误差对率定精度影响较大,建议提高高水流量测量精度;③ 现有实测水位与流量数据存在信息冗余,主要存在于低水数据中,本方法可减少率定数据使用,降低整编成本。     

基于水位流量关系的流量估算不确定性分析

针对现有水位流量关系线型物理机制不强及流量估算不确定性来源考虑不充分问题,以北江流域石角水文站为例,推导该测站水位流量关系,基于BaRatin模型评估流量测量误差及率定样本选取对估算流量不确定性的影响。发现河槽控制宽浅矩形断面水位流量关系为幂函数,其系数可用糙率、河宽、比降表达,指数为定值5/3;考虑流量测量误差后高水估算流量总不确定性减小32%;率定数据增加1倍、3倍,高水估算流量总不确定性减小12%、34%。结果表明:①水位流量关系模型建立方法可推广至多类型测站;②高水测量误差对率定精度影响较大,建议提高高水流量测量精度;③现有实测水位与流量数据存在信息冗余,主要存在于低水数据中,本方法可减少率定数据使用,降低整编成本。     

H-ADCP流量在线监测方案在高坝洲的应用与改进

高坝洲水文站的水位流量关系,受上游水利工程调蓄、长江回水顶托、测站控制不佳的综合影响,关系点据散乱。经过试验,采用H-ADCP在线流量监测为主,水文缆道测验连时序法作补充,基本解决了该站的流量过程监测。在主洪道上修建H-ADCP监测台,实现了该站的流量在线监测。为水位流量关系复杂的测站,提供了流量在线监测的成功范例。     

新河水文站流量测验方式的分析

在20世纪80年代初,原水利部水文司就提出了“站网优化、分级管理、站队结合,精兵高效、技术先进、优质服务”的水文发展模式,即进行“站队结合”,开展与推广水文巡测,其中最重要的工作内容之一,就是对巡测区所属各测站流量进行技术分析,分析各站是否可以开展巡测。本文以新河水文站为实例,对流量测验方式进行了分析与论证。     

郝家店水文站宽顶堰测流研究

郝家店水文站是实施跨河水工建筑物测流技术研究站之一,根据其测站概况,选取上一年的实测流量成果,建立水位堰流量系数关系曲线,最后确定宽顶堰测流方法,根据分析与计算检验,通过水位流量关系得出定线精度,系统误差为0.0%;不确定度为2.2%,完全符合《水文资料整编规范》。     

组合因子法在水位流量关系单值化中的应用

为了探讨冲淤河道水位～流量关系单值化问题,笔者在分析受冲淤影响较大的测站的水位～流量关系的基础上,提出通过组合因子与水力因素建立相应关系进行单值化处理的方法,并称之为组合因子法。经资料验证,该法简单易行并能保证一定的精度。现简介如下,供参考。     

喀什地区水文测站流量测验垂线精简分析研究

流量测验一般分为常规测验和精简测验方法,而垂线精简方案是降低水文测站人员工作强度,缩短测流时间的有效方式。以新疆喀什地区某水文测站为研究对象,对流量测验垂线进行精简分析,在满足测验精度要求的前提下,对精简后的流量测定精度进行评定,分析精简方案的可行性。结果可知:垂线精简下的水位～流量关系检验的系统误差、标准差以及随机不确定度也均可满足《河流流量测验规范》GB50179-2015的允许误差要求,精简方案切实可行。     

Regional rating curve models of suspended sediment transport for Turkey

Estimations of annual suspended sediment loads are required for various types of water resources studies. Often estimation of the sediment load is needed for ungauged watersheds. Regionalization methods provide a practical solution to solve such problems. The purpose of this study is to classify suspended sediment yields in watersheds into homogeneous regions in order to identify their regional sediment rating curves. This study has been carried out for suspended sediment stations on 26 main basins of Turkey. Long term-scale suspended sediment rating curves of 115 gauging stations in Turkey were classified using cluster analysis on the basis of hydrological homogeneity. An agglomerative hierarchical clustering algorithm is used so that stations from different geographical locations are considered in the same cluster independently of their geographical location. 115 gauging stations were clustered into 4 different homogenous regions and the regional suspended sediment rating curve was developed for each region. The performance efficiencies of the developed regional rating curves were evaluated for 8 test stations and compared to the performances of rating curves in test sites. A regionalization model is developed for estimating suspended sediment rating curves for ungauged sites in Turkey. The developed regional rating curve models result in very close performances to those of their corresponding site rating curves.     

基于分布式水文模型的雅鲁藏布江径流水源组成解析

为开展河川径流的水源解析,构建过程描述和本构参数两方面均有较强物理性的分布式水文模型。以雅鲁藏布江为对象,利用水文分区曲线对降雨、融雪和融冰等不同水源主导的流量过程进行划分,以划分的流量过程线子集对相应水文过程参数进行分步率定,提高了水文模型参数的物理性,以此构建了雅鲁藏布江流域分布式水文模型及参数集,内部多个水文站点和流域雪水当量的验证表明模型具有良好的性能。基于模型解析了2001-2015年间雅鲁藏布江的径流水源组成,降雨、融雪、融冰水源对总径流量贡献的比例分别为66%、20%和14%。本文方法对高山寒区径流的水源解析有普遍意义,结果对理解气候变化下雅鲁藏布江径流变化趋势有参考价值。     

数据驱动模型在渭河流域来水预报中的开发和应用研究

现有的水文预报方法分为过程驱动模型方法和数据驱动模型方法两大类,近年来随着水文数据获取能力和计算能力的发展,数据驱动模型在水文预报中受到了广泛的关注,回归模型、神经网络模型均属此类.本文首先采用距离平方反比与泰森多边形相结合的方法,由雨量站观测到的降水量求得渭河流域各四级区的降水量,然后采用自回归模型结合年～月～旬逐级修正的方法对渭河流域10个四级区进行降水预报,采用降水～气温～径流多元线性回归模型对渭河流域28个水库进行径流预报,取得了较好的效果.     

基于分布式水文模型的雅鲁藏布江径流水源组成解析

为开展河川径流的水源解析，构建过程描述和本构参数两方面均有较强物理性的分布式水文模型。以雅鲁藏布江为对象，利用水文分区曲线对降雨、融雪和融冰等不同水源主导的流量过程进行划分，以划分的流量过程线子集对相应水文过程参数进行分步率定，提高了水文模型参数的物理性，以此构建了雅鲁藏布江流域分布式水文模型及参数集，内部多个水文站点和流域雪水当量的验证表明模型具有良好的性能。基于模型解析了2001—2015年间雅鲁藏布江的径流水源组成，降雨、融雪、融冰水源对总径流量贡献的比例分别为66%、20%和14%。本文方法对高山寒区径流的水源解析有普遍意义，结果对理解气候变化下雅鲁藏布江径流变化趋势有参考价值。     

长江入海水沙变化的回归分析

根据大通站1951－1999年的流量和输沙率的资料，对流量－输沙率之间做了回归分析，指出多年平均月均流量－输沙率之间的相关性、各年月均流量－输沙量之间的相关性、各月月均流量－输沙率之间年际变化相关性和年均流量－输沙率之间的相关性。最后还分析了大通站的水沙变化趋势，得出两者变化趋势的规律。     

基于CMIP5和VIC模型的长江上游主要水文过程变化趋势预测

基于长江上游流域82个气象站点的实测数据和国际耦合模式比较计划第5阶段(Coupled Model Intercomparison Project phase 5,CMIP5)的2种排放情景下的8个气候模式1961～2099年的降水、气温数据,通过等距离累积分布函数法(Equidistance Cumulative Distribution Function Method,EDCDFm)进行气候模式的统计降尺度。在此基础上,构建0.5°×0.5°网格空间分辨率的可变下渗容量水文模型(Variable Infiltration Capacity,VIC),对历史流量进行模拟,并进一步模拟分析长江上游流域2006～2099年径流量、蒸散发的时空演变趋势。结果表明:VIC水文模型能够较好地模拟研究区的水文过程,从长江上游流域未来时期(2006～2099)主要水文过程变化趋势的预测来看,径流量变化趋势不明显、蒸散发呈增加趋势。此研究对于合理规划配置长江流域水资源及为气候影响评价和决策系统提供科技支撑具有重要意义。     

岩溶水系统结构和水文响应机制的定量识别方法——以三峡鱼迷岩溶水系统为例

岩溶水系统结构复杂难以刻画,介质结构对地下水文特征的控制机制不清.以三峡鱼迷岩溶水系统为研究对象,利用人工示踪试验和地下水动态监测技术,建立了对流-弥散模型和扩散模型,求取了标准衰减曲线,构建了电导率和流量的高斯混合分布模型.结果表明:该系统中存在“单源单汇”、“单源多汇”和“多源单汇”3种地下水循环模式;水文事件的响应阶段地下水运动以对流为主,管道流占优势,衰减阶段则以扩散为主,裂隙流和孔隙流占优势;鱼泉洞在丰、枯水期分别识别出5种和6种地下水径流组分,以电导率180 μS/cm和流量0.6 m3/s为界,低电导率和大流量组分为快速流,其平均时间贡献占比为3.5%,径流量占比为19%.岩溶水系统中,管道和溶洞是快速流的储蓄和运移空间,空间尺寸大、开放性强、易受降雨影响;裂隙和孔隙是慢速流的储蓄和运移空间,空间尺寸小、开放性弱、对降雨有一定调蓄作用.研究可为岩溶水系统结构识别和水文机制研究提供参考,为岩溶流域水文地质调查提供理论依据.      

试论大中河流流量站网规划的经济原则

本文论述大中河流流量站网规划的经济原则。从内插年径流的精度及其经济效益这一目标入手，通过布站密度与影响年径流量精度之间的关系，运用经济学的基本原理，建立了精度－经济函数之间的关系。并以黄河上游干流水文站和泾河流域代表站为例，验证精度－经济函数结构的合理性。为以经济原则约束下，确定布站密度及其精度指标，提供一种思路与方法。     

水沙变化对黄河三角洲湿地景观格局演变的影响

基于1950-2005年的水文和气象数据及1986、1996和2001年黄河三角洲遥感影像解译数据,运用回归分析和主成分分析方法探究主要湿地景观格局演变与水文气象要素之间的定量关系,建立了湿地景观面积与水文、气候要素之间的回归模型,结果表明,进入黄河三角洲的河流径流量200亿~300亿m3、输沙量5亿~8亿t是维持湿地景观格局稳定最适宜的径流和泥沙过程;河流径流量和输沙量是影响黄河三角洲湿地格局演变的主要分异因素,并与湿地景观面积呈显著正相关关系。这些认识将有利于掌握黄河三角洲湿地的变化特性,对建立湿地退化预警机制和生态环境保护具有重要意义。     

变化环境下东江流域水文干旱特征及缺水响应

在干旱事件不确定性和枯期径流变异性的双重影响下,水文干旱特征时序非一致性问题为其联合分布模拟带来困难。基于东江干流测站日径流过程数据,采用游程理论提取水文干旱事件,并结合干旱特征均值变化、时序一致性分析及边缘分布模拟,以确定干旱事件融合及剔除评判标准的合理取值。基于Rosenblatt变换Cramer-von Mises检验统计量拟合方法,构建水文干旱特征两变量联合分布Copula模型,并根据同频法设计两变量组合值。通过对比枯期径流变点分隔子序列干旱特征,分析变化环境下东江流域水文干旱特征及缺水响应。结果表明:水文干旱事件融合和剔除的评判标准值分别取0.1和0.3比较合理。干旱特征两变量之间具有较高的正相关性,但不同时间系列不同变量之间的联合分布及边缘分布最优模型并不一致。流域水库尤其是新丰江水库的径流调节作用,对于缓解东江中下游水文干旱效果明显,超阈联合重现期为2年的设计干旱持续时间、总缺水量和最大日缺水量分别减少了63%~71%、71%~84%和30%~47%,但如果要满足东江河道内最小管理流量目标,其依然分别达到了12~18 d、6 114万~9 030万m3和715.0万~929.0万m3。