华东地区特小流域洪水参数分析研究技术鉴定会在无锡召开

水电部电力规划设计院于1987年12月8～11日在无锡召开了“华东地区特小流域洪水参数分析研究”技术鉴定会,有20个单位的30名代表参加了会议。由生产、科研和有关高校等13个单位的专家、教授组成的技术鉴定委员会,对该项科研成果作出了技术鉴定。鉴定委员会认为:该项研究选题合适,密切结合电力工程设计的需要,是电力工程水文分析计算中亟待解决的生产课题;在华东6省95个站(点)845场次雨洪对应资料中,小于10公里~2的测站及其雨洪对应资料均占60％以上,选用资料年限近、洪水模数高,各类下垫面、气候条件比较齐全,这为本研究提供了坚实的分析基础。     

特小流域洪水计算概论

根据特小流域的雨洪特性，分别概论了特小流域设计洪峰流量计算、设计洪水过程线确定、方法（公式）选用与成果合理性分析等。特别提出了不管采用哪种方法（公式）计算设计洪峰流量，均需对特小流域进行水文查勘，并尽量利用实测资料，对各项参数进行分析和检验，使计算成果更符合实际情况。     

山区小流域洪水分布模式模拟与危险性评估

流域暴雨山洪过程时空异质性强,准确评估雨洪变化特性和洪水危险性对山洪灾害防治具有重要意义。以7个降雨特征指标和6个洪水特征指标刻画流域场次雨洪特性,采用中国山洪水文模型和洪水频率指标相结合,模拟和评估口前流域洪水过程及其危险性。结果表明：场次洪水洪峰模数、洪峰时间偏度、高脉冲历时占比、涨落洪速率与降雨总量、平均雨量、最大雨强、雨峰位置系数、基尼系数等降雨特征指标显著相关,三场致灾洪水过程的降雨均呈现量级大、强度大、历时短、暴雨中心偏中下游的特点;率定期和验证期的平均径流深相对误差均在9%以内,平均洪峰流量相对误差均在11%以内,平均峰现时间误差均在1.7 h以内,平均Nash-Sutcliffe系数为0.80和0.76;各场次洪水有0.0%～93.3%的河段流量达到一般危险及以上等级,三场致灾洪水过程的危险性等级最高,分别有80.0%、35.0%和1.7%的小流域河段流量达到高危险及以上等级。研究可为山区小流域暴雨洪水危险性评估、灾害响应和复盘等提供技术支撑。     

2013年7月延河流域连续性洪水特性分析

2013年7月延河流域气候极端异常,强降雨持续不断,全流域普遍降雨的天数高达20d,甘谷驿水文站出现多场连续性洪水。依靠水文站初步整编资料,划分了洪水场次,计算了次洪径流系数、前期影响雨量,对比了"7·12"和"7·25"两场洪水的产流差异。通过计算分析和实地查勘,认为降雨强度和前期影响雨量是这两场洪水差异的主要和次要影响因素。     

SWMMH模型在甘南、临夏州小流域河流洪水中的模拟应用

以甘南、临夏州13个县小流域河流为研究对象,选取1949~2015年的761场次历年洪水调查资料,加入了2014~2015年甘肃省甘南、临夏州小流域河流山洪灾害历史洪水调查资料,筛选出符合标准的421场次洪水,模拟构建SWMMH模型,模拟率定出参数M和θ值。并选取13条有流域代表性的典型沟道进行洪峰流量的模拟验证,模拟结果表明本模型可以为研究区工程建设、设计洪水计算提供理论依据。     

甘肃省境内典型小流域暴雨特性及洪水过程模拟研究

选取甘肃省境内11个典型小流域的水文站实测资料,在分析资料可靠性、一致性、代表性及暴雨洪水特性的基础上,综合利用水文学、数理统计学等理论和方法,建立了小流域最大暴雨量-暴雨历时关系模型、最大洪峰流量-流域特征关系模型。结果表明:各时段最大暴雨量较大值主要分布在泾河流域和嘉陵江流域东南部,较小值主要分布在渭河流域、洮河流域、嘉陵江流域的北峪河;绘制了各代表站最大暴雨量-暴雨历时关系曲线,嘉陵江流域以90min为转折点,其他流域均以180min为转折点,小于转折点时,暴雨量随暴雨历时增长而急剧增加,大于转折点后,变化趋于平缓稳定。重点选取危害较大、难以防范的330场次短历时暴雨洪水,建立各小流域暴雨洪水概化模型,短历时洪水发生时间很短,洪水起涨时间约2～5h,洪峰出现时间约5～7h。研究典型小流域水文要素变化规律,分析局地短历时暴雨洪水特性,并模拟其变化过程,对区域抗旱防汛减灾、水资源管理、小流域治理及生态环境保护具有重要意义。     

红河流域洪水特性及统计参数分析

根据20个测站的洪水资料，对红河流域的暴雨洪水特性，洪水特征量和洪水统计参数的地区分布规律等作了分析研究，该研究对红河流域水资源开发利用的分析计算工作具有一定的指导作用，并对该地区水利水电工程设计洪水的合理性分析有着重要意义。     

HEC-HMS模型参数区域化在河南省小流域适用性研究

针对HEC-HMS模型参数区域化在河南省小流域适用性问题,将HEC-HMS模型应用于河南省内栾川、告成、下河村、裴河、中汤、李青店六个小流域,以栾川、告成、下河村、裴河为参证流域建立模型参数与下垫面特征值之间的回归关系,以中汤、李青店流域为例对区域化结果进行验证。HEC-HMS模型在六个小流域洪水模拟平均合格率分别为80.56%、83.33%、77.78%、80.56%、83.33%、75%,均达到乙级水平,表明HEC-HMS模型能够较好的用于河南省小流域的洪水模拟,区域化方法可有效推求河南省无资料小流域HEC-HMS模型的模型参数。     

嘉陵江不同区域场次洪水输沙规律

对于雨洪河流,河流年输沙量主要来源于1场或几场高强度暴雨洪水过程,开展流域次洪输沙规律研究对认识流域水沙变化特性、提升流域产输沙的预测能力具有重要意义。利用嘉陵江流域小河坝站、罗渡溪站、武胜站及北碚站的历年场次洪量与输沙量资料,基于径流侵蚀功率理论和M-K分析等方法,系统分析了嘉陵江不同区域的次洪输沙特性。结果表明:嘉陵江流域汛期洪量和输沙量主要来自于嘉陵江干流;嘉陵江不同区域场次洪量均呈不显著减少趋势,次洪输沙模数（输沙量）总体呈显著减少趋势,但小河坝站2013—2020年次洪输沙模数（输沙量）呈显著增加趋势;随着径流侵蚀功率的逐渐增加,各区域不同时段的次洪输沙模数（输沙量）的变幅逐渐减小;嘉陵江干流区武胜站场次洪水输沙过程受人类活动影响最大、渠江罗渡溪站次之、涪江小河坝站最小;受汶川地震及强降雨等影响,小河坝站和北碚站2013—2020年次洪输沙量较1999—2012年有一定程度增加,但北碚站增幅小于小河坝站。     

半干旱半湿润地区洪水预报模型适用性研究

针对半干旱半湿润地区的流域特性和产汇流特点,比较了河北雨洪模型和新安江模型的模型原理和模型特性,以滦河支流老牛河流域为例,开展了洪水预报适用性研究。结果表明,河北雨洪模型的预报精度较高,更适用于半干旱半湿润地区的洪水预报。     

石城子河流域水文特性

石城子河流域的水文特性基本上可以代表东天山山区南坡众多小流域的水文特性。从流域的气候、径流、洪水、泥沙、水质等方面论述了石城子河流域的水文特性，可供有关部门参考。     

基于变动饱和带的产汇流模型及其参数确定方法

当前分布式水文模型的参数确定仍主要依赖率定方式, 在缺资料地区应用受到限制。建立一种基于变动饱和带产流模式和网格水滴汇流方法的分布式产汇流模型, 提出利用下垫面特征来确定模型参数的方法。结合野外入渗试验和参数敏感性分析, 建立地表饱和水力传导度(K_0z)和饱和水力传导度随深度衰减系数(f)2个敏感性产流参数与地形参数、土壤类型数据的定量统计关系, 利用野外坡面流观测试验确定坡面汇流参数, 并在多个实际流域进行应用验证。结果表明: ①利用地形参数确定K_0z与使用遥感资料确定K_0z的模型精度进行对比, 在姜湾实验流域场次洪水模拟的平均确定性系数从0.82提高至0.86, 洪峰与洪量误差的平均绝对值分别降低了2.2%和0.95%, 但峰现时间误差平均绝对值增大了4%(仍控制在2 h内)。②建立姜湾等14个流域参数f率定值与不同深度土壤类型数据的定量关系, 移用至七邻等6个流域进行验证, 表明参数f关系式与模型率定的精度非常接近, 相对误差的平均绝对值为2.8%, 场次洪水模拟的平均确定性系数为0.83, 洪峰与洪量误差的平均绝对值为10.07%和6.86%, 峰现时间误差的平均绝对值为2.61 h。提出的敏感性产流参数确定方法与野外实测、模型率定、遥感资料推求等方式进行对比, 均具有较高的参数估计精度和场次洪水模拟精度, 在缺资料地区具有适用性。     

基于地貌参数法的无资料地区洪水预报研究

为了探索无资料流域的洪水预报问题,以改进的HBV模型为例,介绍应用地貌参数法推求无资料地区模型参数的方法。并利用武江流域实测50场雨洪资料,对改进的HBV模型进行率定,在参数达到较好的模拟效果后,与流域的地貌参数建立相关关系,然后利用所建立的相关关系及武江支流田头水和韩江支流丰良河的地貌参数,推求模型参数,最后用田头水和丰良河各50场洪水进行验证,取得了较好效果。     

中大流域水沙耦合模拟物理概念模型

根据黄河中游、北方干旱地区流域的超渗产流水文特征和冬季积雪的累积及融化机制,提出了中大流域水流模拟模型,结合黄土地区小流域坡面产沙、汇沙和沟蚀产沙、汇沙计算公式,构成了中大流域水沙耦合模拟物理概念模型。该模型较好地处理了北方干旱地区中大流域用下渗曲线计算地面径流中存在的观测资料缺乏、数据处理量太大两大难题;考虑了大流域气候、下垫面因素空间的不均匀性和雨洪径流产沙与融雪径流产沙间的差异。经流域实测资料的模拟检验表明,模型结构较合理,模拟结果较好。     

新安江模型与水箱模型在柘溪流域适用性研究

为提高柘溪流域洪水预报精度,充分合理利用洪水资源,缓解该流域下游的防洪压力,同时为水库防洪调度以及经济运行提供科学合理的决策依据,研究了集总式概念性水文模型新安江模型及水箱模型在该湿润流域的适用性。选取该流域2004~2015年实测数据,应用三目标MOSCDE算法分别优选三水源新安江模型以及水箱模型参数,从而对该流域划分的多个子流域单元进行了场次洪水模拟计算,并对比分析不同流域单元两种模型的模拟结果,探究不同模型结构在柘溪流域场次洪水模拟中的差异,分析总结这两种模型在该流域的适用性。结果表明:两种模型模拟效果比较接近,均可以达到《水文情报预报规范》规定的作业预报精度要求,且对于流域内的大洪水的模拟效果也比较理想。从洪量以及洪水过程方面分析,两个模型的模拟效果比较接近;从洪峰拟合角度分析,新安江模型比水箱模型更适合该流域。     

基于GPU加速技术的非结构流域雨洪数值模型

为高效高精度地模拟流域雨洪过程,应用动力波法求解二维圣维南方程,并耦合水文过程,建立了包含流域降雨产流、汇流、下渗以及洪水演进等过程的高性能流域雨洪数值模型。该模型的优势在于使用非结构网格,可较好地处理不规则边界,准确贴合复杂地形表面,使得模型能精确计算模拟流域雨洪过程,同时引入GPU技术加速计算,使得大尺度流域雨洪计算成为可能。最后,将模型应用于V型经典算例及2个实际流域雨洪算例,所得结果与实测吻合较好,计算所用时间较短,表明该模型可以快速且精确模拟流域雨洪过程。研究结果有助于实现对实际流域雨洪灾害进行合理高效的预测,为应急抢险工作提供有力支撑。     

水文站设站年限分析与研究--以阜平县北沟站为例

小河站的布设主要是收集小面积流域的暴雨洪水资料,探求产汇流参数在地区上和随下垫面变化的规律,小河站设站年限检验主要通过抽样误差检验法、设计洪水和设计枯水检验法与产汇流参数检验法三种方法确定。以阜平县北沟水文站为研究对象,利用小河站的资料进行分析与研究,确定现有测站是否满足设站要求。小河站设站年限检验结论可以作为决定县北沟站是否撤留的重要参考依据。对比分析得出县北沟水文站未达到设站年限,应继续保留。     

浙江省无资料流域洪水预报方法研究

无资料或资料不足是任意流域开展洪水预报面,临的难题和挑战。在浙江全省适用水文预报模型筛选基础上,利用自动寻优技术对浙江省39个代表流域978场暴雨洪水进行逐流域、逐场洪水产、汇流参数率定,并根据参数变幅、敏感性,分别采用均值、等值线空间内插、结合流域特征运用投影寻踪回归分析等方法进行产、汇流参数的地区综合,提出了全省无资料流域洪水预报方法,并经预报模型检验,精度可以满足防洪预警要求。     

延河流域雨洪特性及洪水预报

延河是黄河的一级支流，流经安塞、延安、延长等陕北南部地区的重要城镇，是引发该地区城镇洪水的主要河流，因此，延河洪水预报对这些城镇的防洪安全具有重要意义。在分析延河流域雨洪特性的基础上，以提高大洪水的预报精度为主、适当兼顾中小洪水的原则，采用具有成因概念的系统模型和相关图法，建立了以延安市为重点、包括安塞及延长县城的延河区段洪水预报方案，可供作业预报试用。     

考虑有效不透水下垫面的城市雨洪模拟模型——Ⅰ.模型原理与模型构建

为满足新形势下雨洪管理实践的需求, 揭示有效不透水下垫面对城市水文过程的影响, 需研发考虑有效不透水下垫面的城市雨洪模拟模型。将不透水下垫面分为道路和屋顶, 综合运用地理信息系统、城市雨洪模型等技术手段, 基于不同分类属性分步确定有效不透水面积; 考虑模型复杂性、建模数据可用性和模型预测能力, 确定模型结构。区分有效不透水下垫面和非有效不透水下垫面产汇流过程, 将具有高度异质性的城市下垫面离散成具有均匀或准均匀特性的子汇水区, 考虑不同下垫面各子汇水区内部及子汇水区之间汇流路径, 采用不同的产汇流计算方法, 构建了精细模拟模型, 可为城市洪涝防治及海绵城市建设提供技术支撑。