随机模拟法与传统方法推求设计防洪库容优劣的初步研究

在设定总体洪水随机模型的前提下,利用Monte-Carlo方法对随机模拟法及传统方法推求设计防洪库容优劣作了初步对比研究。所考虑评价标准是设计防洪库容估计的不偏性及有效性,水库调洪方式采用削平头法,传统方法在推求设计洪水过程线时,考虑了同频率及同倍比两种放大法。计算结果初步表明,在模型形式正确的情况下,随机模拟法比传统方法能提高设计防洪库容的计算精度,同频率法推求设计防洪库容精度比同倍比法一般要好。     

大暴雨对无资料地区设计暴雨洪水的影响分析

在由暴雨资料间接推求设计洪水计算中，暴雨资料系列中有无大暴雨加入，对设计值影响很大。通过辽宁“95．7”大暴雨对浑河上游小流域设计暴雨洪水的影响分析，进一步证明了有大暴雨加入系列后，提高了系列的代表性，为合理进行工程设计、规划、复核提供了重要依据。     

基于二次重现期的桂平航运枢纽水闸设计洪水组合研究

干、支流交汇处支流上的水闸不仅受到支流洪水的影响还受到干流洪水顶托的影响,设计水位的推求需要考虑干支流洪水之间的相关性和同时发生的概率。以桂平航运枢纽水闸为例,采用Copula函数构建干流浔江与支流郁江洪水的联合分布,对比分析同现重现期和二次重现期差异,分别根据同频率和最可能组合经调洪演算推求水闸防洪水位。研究表明:浔江、郁江洪水之间存在较弱的正相关性,Clayton Copula能较好模拟浔江、郁江洪水的联合分布;二次重现期的浔江、郁江洪水流量均大于同现重现期,因此二次重现期更安全。同频组合经调洪演算推求桂平航运枢纽水闸防洪水位要高于最可能组合,最可能组合偏重于较大的郁江流量,浔江流量设计值偏小。     

无资料地区设计洪水及排涝流量设计探析

本文以大洼区为例,因其境内无实测水文资料,无法直接推求设计洪水,本次设计采用《辽宁省中小流域(无资料地区)设计暴雨洪水计算方法》中的经验公式对该区进行设计暴雨及洪水进行了推求,同时对该区的排涝流量进行了计算,对该区今后防汛抗旱提供了科学依据。     

雨洪频率对应关系的剖析

近年来的水利水电建设和土地开发利用等,已经明显地改变了我国许多流域的产汇流条件.因此迫切需要发展从暴雨资料来推求设计洪水的途径。现行的计算程序是先拟定一次符合设计标准的设计暴雨过程,再推求该暴雨所形成的洪水过程。它实质上是假定流域产汇流系统的输入项(暴雨过程 H(t))和输出项     

Copula函数在分期设计洪水中的应用研究

分期设计洪水既要满足防洪标准,又能反映洪水的季节性变化特征.现行分期设计洪水模式假定各分期频率均等于防洪标准T的倒数,使得分期设计洪水值不能满足防洪标准的要求.本文选择合适的Copula函数构建汛期分期为三分期、边缘分布为PIII分布的分期设计洪水的联合分布.在假定分期设计洪水的联合重现期等于防洪标准T的前提下,推导基于Copula函数的分期设计洪水频率和防洪标准的关系,进而推求分期洪水设计值,并与现行分期设计洪水模式的计算成果相比较,分析论证了基于Copula函数分期设计洪水的合理性,从理论和方法上回答和解决现行分期设计洪水中存在的问题,为分期设计洪水研究提供了一种新的途径.     

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。     

梯级水库设计洪水最可能地区组成法计算通式

利用Copula函数建立各分区洪水的联合分布,基于联合概率密度最大原则,推导得到最可能地区组成法的计算通式,并用来推求梯级水库下游断面的设计洪水。选择清江流域水布垭-隔河岩-高坝洲梯级水库为例,开展了验证和方法比较研究。结果表明:最可能地区组成法计算得到的设计洪水值位于同频率地区组成法多方案计算结果的区间之内;受清江梯级水库调洪的影响,宜都断面设计洪水的削峰率十分显著,最可能地区组成法推求100年一遇设计洪水的削峰率达到30.2%。该法具有较强的统计基础,组成方案唯一,结果合理可行,为复杂梯级水库设计洪水的计算提供了一种新途径。     

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。     

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。     

洪水递减指数及其在洪水过程设计中的应用研究

基于暴雨公式的思想,定义了指数型时段平均洪水流量公式,经公式推导提出洪水递减指数的概念,研究总结了洪水递减指数的分析计算方法,可将其移用至无实测流量资料小流域设计洪水过程线的推求,并选取窟野河上游的乌兰木伦河流域进行了应用示例。结果表明该方法合理可行,为无资料地区设计洪水过程线的推求提供了新思路。     

渚河流域红椿水电站设计洪水计算及过程线推求方法探析

渚河流域地处大巴山深山区,该流域处于陕南最大降水中心附近,雨量充沛,渚河流域洪水计算选用红椿水文站作为参证站,根据红椿水文站历年统计资料计算,红椿水电站坝址处多年平均流量为21.9 m3/s。渚河流域的洪水主要由暴雨形成,对渚河流域暴雨洪水类型及来流量分析,对洪水资料的选样和代表性进行分析分析,采用水文比拟法和经验公式法对设计洪水进行了计算,直接采用红椿水文站的分期设计洪水成果,用水文比拟法推算到厂址,同时将红椿水文站1979~2002年24年的实测年最大洪峰流量和24 h和72 h的洪量进行相关分析,采用同倍比放大法来求得电站坝址处的设计洪水过程线,使用该方法推求结果合理,可为同类工程设计和管理运行提供科学依据。     

水文计算基本知识讲座 第四讲 由暴雨推求设计洪水

在实际工作中,往往遇到工程所在地点洪水流量资料不足,或没有实测水文资料,又很难采用其它途径来解决洪水资料不足的问题。我国多数地区雨量资料较长,测站数目较多,这种情况下自然地就会提出这样一个问题:如何用暴雨资料推求设计洪水。通常采用频率计算的方法,求得指定频率的各种历时的设计暴雨量,然后通过典型暴雨进行缩放,得出设计暴雨过程,再进行产流、汇流计算,推求相应的洪水过程。     

可考虑历史洪水信息的广义极值分布线性矩法的研究

在水文及其他行业中广义极值分布(GEV)是一种较为常用的分布线型,包括极值Ⅰ型、极值Ⅱ型和极值Ⅲ型分布.在介绍了该分布线性矩与其参数关系后,给出了有效的可以考虑历史洪水信息的线性矩公式,并对由线性矩推求分布密度函数中k值作了改进.通过统计试验计算分析了线性矩在该分布中的统计性能及历史洪水公式的适用性,并与绝对值准则和平方和准则两种不同优化适线法、矩法作了比较.统计试验表明,改进k值计算后的线性矩法略优于传统线性矩法.从总体上讲,改进k值计算后的线性矩法优于平方和准则适线法及矩法,其参数及设计值的不偏性很好,与绝对值准则适线法总体上相当.     

考虑历史洪水不确定性的多维联合洪水频率分析

洪水过程由多个特征变量组成,各变量之间存在正相关性,应进行多变量联合分析。但随着变量的增多,在相同样本条件下,多维联合分布具有更大的抽样不确定性。将历史洪水纳入多维联合频率分析,以提升各特征变量边缘分布和Copula函数相关性参数的准确性。以分层Archimedean Copulas函数为基础,构建了考虑历史洪水不确定性的多维联合洪水频率分析层次模型,将多维联合分布分解成为若干个二维Copula函数的多级层叠形式,并结合极大似然法,选用遗传算法求解特征变量边缘分布及各层Copula函数的相关性参数。长江流域宜昌站的应用结果表明,考虑历史洪水不确定性的多维联合洪水频率分析层次模型能够完整地描述整个洪水过程,考虑洪水过程特征变量之间的相关性,也能够有效利用历史洪水,改善样本的代表性,Copula函数的相关性参数符合实测序列峰量之间的相关关系。     

推理公式法在无资料地区小流域洪水计算中的应用

以陕西省南部某水利工程为例,采用推理公式法在无资料地区小流域洪水计算中具有重要的意义。采用推理公式法计算特小流域设计洪水,通过流域汇流历时与河长、比降以及洪峰的相关关系推求洪峰,得到其频率P=5%洪峰流量115 m3/s,P=0.5%洪峰流量186 m3/s。为无货料地区小流域设计洪水的推求提供了思路。     

太平庄河流域设计洪水推求方法探析

太平庄河流域无水文观测站,属于无资料地区,根据《辽宁省中小河流(无资料地区)设计暴雨洪水计算方法》,对太平庄河流域的设计洪水采用典型频率设计和水位流量关系推求设计洪水,采取典型频率法对天然河道及非天然河道的设计洪水进行计算,并对计算成果进行合理性分析,旨在为做山洪灾害预测预警及分析评价提供科学依据。     

滇东典型板桥小流域山洪灾害风险评估

以滇东典型小流域——罗平县板桥小流域为例,进行滇东山区小流域山洪风险评估的实证研究,提出滇东小流域山洪灾害风险评估方法,得到结论如下:(1)首先采用曼宁公式推求设计洪水位;再次基于DEM利用地理信息技术进行洪水的淹没范围分析;最后根据淹没范围,统计不同危险区内的人口和建筑等的分布情况,从而进行洪灾损失评估。(2)根据对小流域暴雨洪水的计算,采用水文比拟法推算出板桥小流域范围内10个重要河段控制断面的设计洪峰流量,然后再采用曼宁公式进行洪峰水位推求,其中有8个现状防洪能力不能抵抗10a一遇的洪水,现状防洪能力较低。因此板桥小流域范围内重点沿河村落的防洪能力亟待提高。     

特定洪水过程研究

提出特定洪水过程的新概念及其内涵,论述了工程防洪标准的形式意涵和实质意涵,引出特定洪水过程与防洪标准之间的联系——洪水过程形式频率新概念。阐述特定洪水过程的三种蜕变类型及其推求方法。指出当前推求特定洪水过程的同倍比和同频率法优缺点,最后简述了新推求方法的基本思路。     

大辽河组合洪水计算方法浅析

大辽河位于辽宁省大洼县的东部,大辽河洪水时浑河、太子河在三岔河汇合后的组合洪水,洪水主要来自浑河的沈阳、太子河的辽阳以上地区。通过对流域暴雨和洪水特征进行分析,同时对浑河、太子河在三岔河汇合后的组合洪水进行了分析计算,推求出大辽河设计洪水,为今后水利工程建设提供科学依据。