瞬时单位线法在浙江省应用的几个问题研究

纳希瞬时单位线在浙江省地区得到应用,为了使该方法适用于该地区,需要对其中的模型参数和非线性外延控制两个问题进行研究。通过对瞬时单位线法中n和K参数作用的研究分析,结合浙江省地区的实际情况,研究出按照流域面积大小分级取用n值的关系;同时通过对浙江省地区实际水雨情进行计算分析,得出临界雨强控制在30～40mm/h在浙江省地区是合理的。该成果为纳希瞬时单位线在浙江省地区的使用提供了参考依据。     

瞬时单位线参数图解法

目前,瞬时单位线的应用相当广泛.为使瞬时单位线分析与计算既比较简便又具有一定精度,现建议一种瞬时单位线参数 n、k 图解法,简介如下.一、基本原理由降雨所产生的地面径流过程线,它是流域净雨过程 i(t)受流域调节的结果,而流     

变动概化长度洪水演算法

宁夏南部山区地处西北干旱内陆,暴雨特点是强度大、历时短、笼罩面积小,并呈多中心斑状分布。由于降水量少,地表经常呈现干燥状态,且黄土深厚,入渗率大,故洪水多系局部超渗产流所形成。在编制《宁夏暴雨径流查算图表》时,洪水汇流计算采用纳希瞬时单位线法,其主要参数m_1、n、k都与变动概化长度l建立了关     

一个用于瞬时单位线参数更新的递归公式的推导及应用

在应用瞬时单位线(IUH)进行流域汇流模拟时,需要先率定其2个参数:线性水库的个数n及调蓄系数K.研究表明,用传统的矩法率定得到的IUH,对地面径流的模拟精度较差,需要对参数进行更新.此前袁作新给出了一个用于参数更新的递归公式.本文推导了一个新的递归公式,并与袁作新公式的应用效果进行了对比.新递归方程的推导原理是针对地面径流过程线的2个特征值:洪峰流量和峰现时间,按模拟值与观测值之间的比来调整参数n和K,以使调整后得到的地面径流尽量接近观测值,调整的目标函数选取确定性系数(DC)和误差的均方值(MSE).将新递归公式和袁作新公式应用于2个案例.结果表明,新递归公式在提高地面径流模拟精度上要优于袁作新公式,对于案例1,新递归公式能提高模拟精度,而袁作新公式则不能;时于案例2,新递归公式提高模拟精度的幅度要高于袁作新公式,DC值提高了1.1%,MSE值降低了14.2%.分析原因认为较大的参数调整幅度可能跨越最优点,而新递归公式对参数的调整幅度小于袁作新公式,从而使其能够找到最优点.应用本文的递归公式时,不宜调整次数过多,否则会降低地面径流模拟精度,对2个案例的最优调整次数均为2次,产生此现象的原因是增加调整次数虽然可以提高时洪峰流量和峰现时间的模拟精度,但不一定能提高对整个地面径流过程的模拟精度.     

变雨强单位线分析法在浙江地区的应用

一、前言我们在编制“暴雨径流查算图表”工作中,在分析我省暴雨洪水汇流特性基础上,应用纳希瞬时单位线概念性模式,并吸取我国应用单位线非线性改正的经验,同时结合原有变雨强单位线非线性分析,考虑各场暴雨洪水 NK 及对应 I 分析法,共用中小流域34个站387场暴雨洪水资料,进行了分析研究和综合定线。在分析计算中首先分析单位线的最优参数,然后结合地形条件进行单站和多站的参数综合。在上述基础上,我们还用292场洪水资料进行参数综合成果精度的验证计算。结果表     

单位线的矩

J.E.纳希等学者曾由不同途经导出瞬时单位线、净雨、地面径流各阶矩关系的矩定理,即原点矩:v_(Qr)=(v_(U0)+v_I)~r(1)中心矩:μ_(Qr)=(μ_(U0)+μ_I)~r(2)本文的目的是导出时段单位线、净雨、地面径流各阶矩关系的矩定理。文中所引用的符号详见附录。一、单位线的原点矩矩定理按线性单位线汇流原理,各时段净雨产生的各部分地面径流过程,经线性叠加成整个地面径流过程线,如图1。根据线性叠加、分矩求和的原理,对单位线、净雨、地面径流各阶矩量的关系推导如下:1.单位线起点向右移一个距离t_0(图2),则对应于原来起点(即原点0)的各阶原点矩量m′_r为     

托斯呼尔沟水库设计洪水计算分析

基于托斯呼尔沟洪水资料,为减少设计成果计算方法单一的弊端,分别采用面积指数法、区域洪峰、洪量模比系数综合频率曲线法、推理公式法和调蓄经验单位线法对托斯呼尔沟水库设计洪水进行计算分析,并对计算结果的合理性进行探讨,分析认为,面积指数法最终采用的参证站计算出的设计成果与各计算断面的设计值会存在明显差异;区域洪峰、洪量模比系数综合频率曲线法计算出的结果误差较大;采用调蓄经验单位线法和推理公式法计算的成果与实际结果都比较接近,最终推荐采用推理公式法计算的成果作为最终成果比较合理。研究结果为水库后期平稳运行提供了基础依据。     

地貌瞬时单位线研究进展

自从Rodriguez-Iturbe等人开创了地貌瞬时单位线的研究以来,从理论上探讨用流域地形地貌参数定量流域水文响应,已成为近20年来水文学中最富有吸引力的研究课题之一。总结了基于Horton-Strahler河流分级和水系随机模型推导流域地貌瞬时单位线获得的主要研究成果,对地貌气候瞬时单位线作了综述。     

确定河流纵向离散系数的相关系数极值法

将描述一维瞬时投放示踪剂情况下的水团示踪试验的解析表达式两端同时取对数,得到一直线方程。该方程的因变量Y中含有试验数据c、t,自变量X中含有试验数据t、x和待求参数u,直线常数中含有待求参数D与A。根据u的取值应使Y与X间的相关系数达到极值的原理,推导出了计算河流平均流速u的公式。在计算出u值后,就可以计算出相应不同时间的X值,然后对Y与X数据进行一元线性回归计算,可以计算出直线常数项,从而便可以计算出D与A值。     

基于泉流量过程线的管道流与裂隙流识别

??根据岩溶含水系统的双重特性,岩溶含水系统出口处泉流量可分为三个组成部分—前期蓄水量,快速径流和慢速径流,将快速径流和慢速径流视为两线性并联水库,经过系统的调蓄作用,得到一个单位降雨脉冲下快速流和慢速流的响应函数,建立了前期降雨和瞬时单位线之间的识别函数,识别降雨在岩溶不同空隙类型中的水量分配系数。将该函数模型应用到后寨河岩溶小流域,通过参数识别,结果表明从上游到下游前期蓄水量呈现增加的趋势,而水量进入到管道中的分配系数呈现递减的趋势,说明岩溶裂隙结构越往下游越发育,这一研究结果和实际情况相符,说明该模型有一定的适应性,但由于模型假设岩溶系统是线性变化的,所以该模型不适用于大流域以及长期的泉流量预测。      

复杂防洪系统联合优化调度模型

建立以水库群系统安全度最大、行蓄洪区系统损失最小为目标函数,将河道堤防安全行洪考虑为约束条件的复杂防洪系统多目标递阶优化调度模型(MoHOOM),以行蓄洪区总分洪流量为协调变量,将河道水流连续方程解耦,基于大系统分解协调法建立协调层和基于粒子群算法求解底层子系统优化问题,形成三级递阶分解协调结构和相应求解方法。以淮河中游防洪系统为背景进行了实例研究,给出了水库群泄流和行蓄洪区分洪最优方案,在相同初始计算条件下,优化模型结果比实际调度降低了鲇鱼山和梅山水库0.37和0.01的安全度指标,减小下游蒋家集和润河集河段超过安全泄量以上100 m3/s和720 m3/s的洪峰流量,启用南润段行洪区致损1 256.1万元;比规则调度降低了鲇鱼山和梅山水库0.24和0.21的安全度指标,减小下游蒋家集河段超过安全泄量以上750 m3/s的洪峰流量,避免南润段行洪区损失341.6万元。模型有利于挖掘上游水库群的防洪能力,在保障河道堤防安全行洪条件下,减少下游不必要的行蓄洪区分洪损失,以系统全局寻优方式进行复杂防洪系统联合调度。     

推求地面径流单位线的Free Search算法

地面径流单位线在水文计算和水文预报工作中应用十分普遍,但当净雨时段较多时,传统的单位线推求方法存在工作量大、效率不高、过分依赖专业经验、计算过程复杂、模拟结果可能出现负值等问题。为此,本文引入源于动物群体迁移行为的自由搜索(Free Search,FS)算法,将FS单个动物每步探查行走的位置向量作为一条初始单位线,在FS算法迭代过程中再将所有的初始单位线转化为符合定义的单位线,从而利用动物群体的迁移行为推求出最优单位线。该方法的优点是概念清晰,操作简便,能够直接给出单位线的各时段流量值。三个典型实例模拟结果表明:利用FS推求单位线时,寻优一次即可得到满意结果,所得单位线不需要修正,并且能够有效克服锯齿现象,对地面径流量的模拟精度也较高。     

随机分形在刻划储层非均质特性中的应用

储集层的非均质性质普遍存在于砂泥岩储层、碳酸盐岩和火成岩储层中。线性数学手段难以精确描述非均质储层参数的空间分布特征。在详细分析砂泥岩地层参数非均质特性的基础上,将分形方法与克里金方法相结合来刻划储层密度和声波时差的分布规律,通过对两口井的相应参数进行插值产生的虚测井值与真实测井值吻合良好。在井距合理的情况下,统计分形方法能够较好地刻划储集层的非均质性。     

静止土压力系数探究

静止土压力系数是岩土工程领域中一个至关重要的参数,是确定水平场地的应力状态和计算静止土压力的基础。但目前对静止土压力系数的研究还不够。对自然堆积而成处于临界状态的砂堆内应力状态进行分析,推导出自然固结土的静止土压力系数的理论表达式,并与砂性土静止土压力系数表达式k0 =0.95-sin?和黏性土静止土压力系数表达式k0 = 1-sin?进行对比,结果表明,推导的静止土压力公式与砂性土常用表达式非常吻合,与黏性土常用表达式存在一定偏差。文中给出的静止土压力系数公式和推导,较为科学合理地阐述了常用静止土压力系数的由来,有效弥补了当前这块研究的空白,为静止土压力系数的室内、现场试验和经验公式的推导提供了理论支撑,起到了一定的推进作用。     

Changes of rural to urban areas in hydrograph characteristics on watershed divisions

This study examined changes in hydrograph characteristics of rural statuses to urban statuses on watershed divisions in Taiwan. The main approach was to relate applicable model parameters with the corresponding imperviousness based on calibration and verification using a semidistributed model and 102 events. The model structure is conceptual linear reservoirs with parallel-type cascaded storages which is represented by overland and channel coefficients. The hourly mean rainfall of the watershed and its divisions were calculated using the Kriging method. The time-variant rainfall losses were calculated using the constant percentage method. The spatial and temporal model inputs, division effective rainfall, were obtained by subtracting mean rainfall of divisions from the rainfall losses. In calibration, the storage values of 50 events derived using appropriate parameter bounds were more reasonable than those using inappropriate bounds. Based on the optimal interval method, the overland storages displayed more marked change than did channel storage in response to imperviousness changes. By contrast, the channel storages were unaffected by the changes in urbanization. The overland storages were related with the imperviousness by using the regression equations for determining their relationships in continuous changes of urbanized divisions. The verification of the regression relationships was based on 52 events. The results indicated that power linkage was an available selection for linking division parameters with the corresponding imperviousness. Finally, the study concludes (1) appropriate bounds in parameter calibration are useful for obtaining significant storage values and (2) the study results using these suitable storages indicated large changes in imperviousness on the downstream divisions, marked urbanization resulted in reduced the time to peak at least 10 %, the peak discharge exceeded an increment of 20–30 %.     

碎屑岩储层渗透率分布分维计算及其意义

碎屑岩储层渗透率分布非均性是直接影响油气开采效果的客观因素。笔者认为储层渗透率分布具有分形特征，其分维值介于２与３之间，实例研究表明，分维能描述透率分布的非均匀性，其值随非均匀程度增加而增加。分维还能反映沉积能量分布和成岩作用对渗透率分布的影响。分维将是一个研究碎屑岩层渗透率分布的数学和成因特征的重要参数。研究分维与石油工程参数的关系具有现实意义。     

模式单位线的推求与应用

单位线与之对应的影响因素，构成了一个模式单位线。模式单位线是由选择的历史洪水经过聚类，然后由同类型洪水推求出来的，因而提高了单位线的代表性。单位线用曲线分段拟合，简化了推求和修改中设试过程，便于计算机实现。文中以柴河水库为背景，对此法进行了详细说明，并用实际洪水过程进行了试报，表明了此法的可行性。     

GIS支持下的小流域设计洪水过程线推求

浙江省衢州庙源溪为典型的山区河流,庙源溪雨量丰富,河流比降大,源短流急,洪水陡涨陡落,汇流速度快,洪峰流量大。基于GIS的不规则三角网和空间分析功能,实现水文特征值等值线的内插。根据GIS获取的水文特征值,计算不同历时平均点雨量,考虑点面折算系数,得到平均面雨量。通过频率分析,获得不同频率下的设计雨量。采用瞬时单位线法,进行汇流计算,推求设计洪水过程线及洪峰流量,为制作山洪风险图,建立小流域防洪避洪保障体系提供依据。