冻土影响下的降雨径流关系

我国北方地区,在降雨产流量的计算中,由于受冻土影响,解冻期的降雨径流关系与无冻期的降雨径流关系不尽一致,因此,在解冻期按通常方法计算的产流量远远小于实测值。对于这个问题的处理,有的采用解冻期单独定线法;有的采用加大前期影响雨量的方法;有的按月份确定不同的初损值。这些方法虽对产流量计算的精度有所提高,但对冻土影响下的产流本质及物理机制无所揭露,方法不尽合理,提高精度也有限。本文分析的四个站,地处小兴安岭西北侧,北纬五十度附近,气候极为严寒,土壤封     

寒冷地区河川基流量分割方法的商榷

根据黑龙江省不同地貌单元５８个地下水位观测站资料，结合寒冷地区气候、冻土及降雨径流条件，分析了寒冷山丘区受冻土影响下的地下水补给过程和特点，提出了寒冷地区河川基流量的分割方法，并以科后站为例，计算了河川基流量。     

嫩江上游冰坝凌汛的计算和预报

在分析冰坝成因条件的基础上, 采用经典的水文方法, 即融雪和融冻期降雨径流模型计算冰坝入汇水量, 以断面流量计算河网结冰水量, 以历时因子法计算冰盖临界强度, 对寒冷山区性河流冰坝成因进行了计算分析, 提出了冰坝成因的判别公式, 对冰坝成因进行了分类.通过改进常规分析计算方法, 使冰坝问题增加了预见期和提高了预报精度.     

变化环境下城市水文学的发展与挑战——Ⅱ.城市雨洪模拟与管理

全球气候变化和快速城市化改变了城市水循环过程,加剧了城市暴雨洪涝问题。从城市雨洪模型构建的角度,回顾了降雨观测与预报技术、城市雨洪产汇流计算方法以及城市雨洪模型的发展历程,总结了各种技术的特点、适用性和局限性,指出城市雨洪模型在机理认识和数据管理方面的不足,提出了城市雨洪模型的概念性框架与基本流程。从雨洪资源化的角度,介绍了城市雨洪管理基本理念和策略,分析了城市雨洪管理的主要技术方案。阐明了城市雨洪模拟与管理的发展趋势及前景,未来应该强化高精度降雨观测和临近定量降雨预报能力,探索城市化流域的产汇流机理和响应机制,开发有效的城市雨洪模型系统,发展多源信息耦合技术,开展城市雨洪模拟预报及资源化利用研究,实现城市可持续发展以及保障城市水安全。     

基于GIS的西峰区沟道雨洪资源可利用量研究

利用庆阳市西峰区的DEM、Quickbird影像资料对西峰区沟道特征进行沟道特征分析,并分析了沟道不同降水频率下雨洪特征。以司家沟为典型沟道,采取典型年法和单次暴雨分析法将不同降水频率典型年中大于20mm的单次降水与基准暴雨量相对应,计算出典型年的雨洪总量(可收集利用量)和单次降水的洪峰流量,并进一步分析了不同降水保证率的各区域雨洪资源量。结果表明,西峰区各沟道雨洪资源量的总体趋势为高保证率雨洪资源量少、低保证率雨洪资源量大,但是由于洪水频率跟降雨频率不同步,在干旱年降水频率低时,洪水频率有可能较大,因此干旱年份对雨洪资源的利用尤为重要。     

基于未冻水含量的冻土热参数计算分析

为提升冻土温度场预测精度和减少热参数测试工作量,根据饱和冻土的土、水、冰三相组成,对基于导热系数的冻土未冻水含量反演公式进行了推导。根依据干土和饱和土体的二相构成,推导了适用于土体矿物导热系数预估的计算公式。实测了粉质黏土在不同负温下的比热和导热系数值,分别结合比热确定未冻水含量的递推方法和基于导热系数建立的冻土未冻水含量反演公式,计算得到了粉质黏土在不同负温下的未冻水含量。基于实测和反演获取的未冻水含量,确定了随不同负温变化的冻土导热系数、比热和潜热。将基于冻土未冻水含量确定的热参数代入数值计算软件ABAQUS,获取不同计算热参数下的冻土瞬态温度场计算值。分别将各温度场计算值与模型试验实测值进行了比较,结果表明,从未冻水含量角度出发对冻土温度场计算用热参数的测试工作量进行缩减是可行的;基于Johansen法反演获取未冻水含量,进而确定的热参数能够较好地预测冻土温度场。     

辽宁朝阳地区季节冻土最大冻土深度和持续冻结时间与气候变化的响应研究

利用辽宁省朝阳市气象站1960-2015年的最大季节冻土深度、最长连续冻结时间的起始日和终止日数据,采用小波分析方法对朝阳地区季节性冻土的年际变化特征进行分析,并探讨影响季节性冻土发育的影响因素。结果表明：朝阳地区最大冻土冻结深度存在4种尺度上的周期震荡,其周期分别为23~32 a、16~22 a、10~15 a和4~9 a。冻土年际变化的转折期发生在20世纪90年代初,表明朝阳市冬季气候转暖的时间段也发生在90年代初。通过对气温与季节性冻土冻结深度以及冻结时间的相关性分析,得出气候变暖对朝阳市季节冻土影响显著,冬季平均气温和冬季最低气温是影响朝阳市季节冻土发育的重要因素,其中冬季气温日较差对其影响尤为明显。冬季最低气温与冻土主冻期时间关系最为密切,而影响主冻期结束时间的热力因子为冬季平均最高气温。     

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。     

无资料小流域不同暴雨频率计算方法的比较

实践中存在规划小流域降雨资料不足或无降雨资料的情况下,使用三种不同暴雨频率计算方法,即传统矩法、地区综合法和L-矩法来计算不同重现期下小流域的设计暴雨与暴雨过程线.结果表明,L-矩法和地区综合法各有优势,可适用于不同资料情况设计暴雨的计算.分析结果希望为无资料小流域利用暴雨资料推求洪水过程提供一定的借鉴和启示.     

基于HEC-HMS模型的不同雨型泥石流流量变化特征

为了探究不同雨型条件下泥石流流量变化特征,通过搜集汶川震区典型泥石流降雨数据,将其概化为三次峰值早到型、三次峰值型、三次峰值晚到型三种雨型。以HEC-HMS水文模型构建高家沟流域模型,在获得流域清水流量结果基础上采用雨洪修正法计算不同雨型下泥石流流量。结果表明三次峰值早到型、三次峰值型、三次峰值晚到型峰值清水流量分别为33.5,41.5,45.8 m3/s,泥石流峰值流量分别为166.83,206.67,228.08 m3/s,误差为-25.6%、-7.8%、1.7%;三种雨型下流量从上游至沟口以线性方式演变,且随降雨峰值推迟其演变速率不断增大,而增长幅度逐渐减小;泥石流暴发出现在峰值降雨前后,属于降雨激发型泥石流;三种雨型随降雨峰值推迟,流量增长阶段所需时间越长,分别为5.5,6,9 h,而衰退阶段所需时间越短,分别为14.5,8,2.5 h。研究表明该模型能为缺少降雨监测数据地区泥石流研究提供技术支持。     

基于径流系数的流域产流模型建立及检验

降雨径流关系因其原理简单实用在实际洪水预报中应用广泛,但一直以来是经验推算。在阐述降雨径流关系的基础上,构建了基于径流系数的流域产流模型,并确定了径流系数的计算公式。将该模型应用在伊河流域的东湾站、沙颍河流域的官寨站以及灌河鲇鱼山站等控制流域的径流预报中,结果表明,模型在3个流域的预报合格率均达到了乙级以上作业预报要求。该模型简单实用,计算步骤可行,并易于程序化,可进一步推广应用。     

类石材料--灰泥的冻融过程

Serious failure on the slope of rock ground can be caused by a cyclic action of freezing and thawing in the cold regions. The frost susceptibility and the effect of freezing and thawing onthe rock material, however, have not been well investigated. In order to find out the freezing effect on the rock materials, mortar specimens are frozen as a pseudo-rock material under the constant rate of freezing by means of controlling the temperature of both ends of specimen. The freezing process is given one-dimensionally to the cylindrical samples in the laboratory to simulate the in-situ freezing phenomena in the natural ground. Formation of ice lens, frost heave and water intake during freezing process are observed on the mortar specimen under constant freezing rate, which probably causes cracks or large deformation in the real rock ground. The values of the velocity of elastic wave propagation are compared before and after freezing process to estimate the degree of weathering due to freezing and thawing.     

青藏公路下伏多年冻土的融化分析

基于青藏公路沿线高温冻土区和低温冻土区2组地温观测孔5 a的地温观测资料, 研究了路基下伏多年冻土的融化状态, 定量分析了进入路基下多年冻土内的热状况. 结果表明: 路基近地表地温明显高于对应天然地表下的地温, 路基近地表经历的融化期长于对应天然地表, 高温冻土区路基内已形成贯穿融化夹层;进入高温冻土区路基下伏多年冻土内的热收支处于持续不断的吸热状态, 进入低温多年冻土区的热收支也呈现出吸热明显大于放热的周期性变化;高温冻土区接近0℃的地温及其持续不断的热积累是引起下伏多年冻土不断融化的主要原因. 低温冻土区进入多年冻土的热积累暂时以增高地温耗热为主, 随着地温的增高, 低温冻土区也可能发生强烈的冻土融化.     

冻结壁形成及解冻规律实测研究

通过实测,分析了冻结壁内温度分布规律,冻结和解冻期内冻结壁厚度、平均温度、冻结壁发展速度、解冻速度及外壁体厚占有效厚度比例与冻结时间的关系,冻结壁厚度与平均温度的关系,并得出了有关回归公式．对冻结凿井的设计和施工有着重要的指导意义．     

Seasonal Thawing Local Changes Indicators for UAV-Based Cryolithozone Mapping

Doklady Earth Sciences - Remote sensing methods make it possible to evaluate the reaction of the cryolithozone and tundra landscapes in hard-to-reach Arctic areas based on the indicators of modern...     

径流试验场模拟降雨的地面径流计算方法探讨

采用人工模拟降雨的方法,在山西太谷均衡实验站野外径流试验场上.对平原区地面产流机制进行了试验与研究.本文就平原区地面径流的计算方法进行了探讨,利用径流系数法将人工模拟均匀降雨的试验结果应用于人工模拟非均匀降雨和天然降雨的地面径流计算,取得了较好效果.     

渭河径流的演变分析

简述渭河径河的来源与特点,以年内、年际为时间段,分析渭河径流的变化;根据近50 a来的渭河径流资料,用累计曲线法和坎德尔秩次检验法对径流演变进行趋势分析,最后得出引起径流变化的三个重要因素,尤以渭河流域水资源的开发利用最甚。     

多圈管冻结壁形成和融化过程冻胀力实测研究

为获得多圈管冻结壁形成与融化过程中冻结壁内部冻胀力发展特性和孔隙水压力变化规律,进而分析冻结壁力学性态及安全性,在淮南某煤矿开展了冻结壁冻融过程中内、外部冻胀力和孔隙水压力的现场实测研究.实测结果表明:在地层冻融过程中,冻结壁内、外部形成了不均匀的冻胀应力,测试地层最大冻结压力达6.0 MPa,为初始地压的2.4倍;当井筒开挖至测试层位时地层冻结压力呈线性降低;随着浇筑外层混凝土井壁,冻结压力又有回升,当冻结壁融化后地层冻胀力为零,井壁恢复受水土压力作用.孔隙水压力变化经历了静止孔隙水压力和冻结过程的超静孔隙水压力两个阶段,超静孔隙水压力达到4.0 MPa,约为静止孔隙水压力的2.0倍.     

基于最小二乘支持向量机的龙羊峡径流预测

本文简述了支持向量的回归分析、支持向量机自回归预测模型结构及预测方法,利用黄河唐乃亥站47年的径流资料,采用最小二乘支持向量机方法对径流进行了模拟预测,并与B-P神经网络方法进行了对比分析,其计算结果相对略好。     

水库对河流径流过程的影响分析——以故县水库为例

水流情势是河流生境的主要定因素之一,影响水生生物群落的组成和多样性.水利工程会改变河流的天然水流情势.本文基于Richter提出的生态水文指标体系,分析了洛河流域长水站的生态水文特征变化.结果显示总体上故县水利枢纽对河流天然径流的影响程度较大.