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。     

当地暴雨放大法水汽效率放大的研究与应用

水汽效率放大法广泛应用于我国一级大型土石坝水电工程和核工程的短历时可能最大暴雨计算。为了研究该方法的基本原理并更好地适用于实际工程,对该方法涉及各参数的物理含义进行了详细阐述,对极大化参数的选取和合理性分析进行了说明,并应用于金沙江流域1d PMP计算。结果表明:水汽效率放大法对降水的两个基本物理因子(水汽因子和动力因子)同时进行了放大,一般可采用该方法推求的成果作为推荐成果;推求可降水量时代表性露点的选择应在时间和地区上具有代表性;该方法中暴雨效率间接反应了设计流域空气辐合上升运动的情况,是目前动力因子中最容易计算且精度较高的方法;该方法推求的PMP成果与选取的典型暴雨量无关,只与设计流域最大可降水量、可能最大暴雨效率和降水时段有关。     

基于Copula函数的入库洪水与坝址洪水关系研究

采用频率分析法计算入库设计洪水时,需要通过相关分析将坝址洪水系列插补得到对应的入库洪水系列。常用的线性回归法假设两者满足线性关系且入库洪水系列服从正态分布,可能与实际情况并不相符。引入Copula函数构建坝址洪水与入库洪水的联合概率分布和条件概率分布,计算给定坝址洪水时入库洪水的条件最可能值和置信区间,提出了一种基于Copula函数的入库洪水插补新方法。三峡水库的应用实例表明:线性回归法得到的入库洪水值在坝址洪水量级较大时明显偏小,甚至稀遇洪水时不在90%置信区间内。所提方法能较好地反映坝址洪水与入库洪水的内在关系,不仅可以计算入库洪水的各种点估计值,而且能够定量评价估计的不确定性。     

金沙江下游梯级水库运行期设计洪水及汛控水位

研究探讨梯级水库运行期设计洪水计算理论和方法,实现防洪和发电效益最大化。采用t-Copula函数建立各分区洪水的联合分布,通过蒙特卡罗法和遗传算法(GA)推求金沙江下游梯级水库的最可能地区组成;分析计算各水库运行期的设计洪水及汛控水位。结果表明:①最可能地区组成结果合理可靠,可为梯级水库运行期设计洪水的分析计算提供依据;②金沙江下游梯级水库受上游水库调蓄影响显著,向家坝水库1000年一遇设计洪峰15400m^3/s(35%),3d、7d和30d洪量的削减量(削减率)分别为35.6亿m^3(33%)、70.2亿m^3(30%)和85.0亿m^3(11%);③在不降低防洪标准的前提下,下游各水库在运行期汛控水位相比汛限水位可适当抬高,白鹤滩、溪洛渡和向家坝水库的汛控水位(汛限水位)分别为788.82m(785m)、570.67m(560m)和371.36m(370m),汛期年均发电量分别增加2.1%、6.1%和1.4%,年增发电量17.1亿kW·h。     

用时面深概化法估算清江中上游流域可能最大暴雨

在分析清江流域暴雨洪水特点及含清江流域暴雨一致区内暴雨特性的基础上,推测出形成清江中上游可能最大暴雨的天气形势和梅雨形势类似,暴雨为梅雨雨带中的暴雨,水汽入流方向为西南方向,采用时面深概化法估算了清江中上游流域２４ｈ和３ｄ可能最大暴雨。     

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。     

韩江流域可能最大暴雨洪水移置计算

因韩江流域缺乏实测特大暴雨洪水资料,在充分分析韩江流域暴雨洪水特性基础上,结合流域及邻近地区水文、气象条件,移置西枝江流域"79.9"暴雨计算了韩江流域可能最大暴雨(PMP),并利用洪水预报系统推求出韩江流域可能最大洪水(PMF),对PMP与PMF成果作了合理性检查与评价,为韩江流域防御特大洪水研究提供基础依据.     

受水库调蓄影响的设计洪水分析——以格尔木河大干沟水电站为例

以青海省海西州格尔木河大干沟水电站为例,研讨了受上游水库调蓄影响时设计洪水的计算方法。根据水电站上游洪水的地区组成,采用同频率地区组成法定量分析了温泉水库对大干沟水电站洪水的消减作用,推荐选用最不利组合方案"以区间来水为主、上游水库相应的洪水组合"作为设计洪水成果,200年一遇洪水时温泉水库对大干沟水电站的削峰率为19%。计算方法可为大干沟水电站及青海省受水库调蓄影响的流域设计洪水提供参考。     

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。     

我国可能最大降水研究十年

一、引言自1973年11月兰州全国洪水计算会议决定将可能最大降水与洪水纳入国家洪水计算规范以来,已十年过去了。十年当中,国家设计洪水规范业已颁布,许多大型和中小型水库及险库加固标准多采用这种方法,全国及各省可能最大24小时暴雨等值线图也相继完成。十年来实测大暴雨资料增多,水文气象人员对我     

国内外PMP/PMF的发展和实践

对20世纪80年代以来PMP／PMF在国内外的发展和实践情况作了简要的介绍和评论。内容包括PMP／PMF定义、估算方法、成果合理性检查和概率。PMP估算方法包括概化估算法、当地暴雨放大、暴雨移置、暴雨组合、推理模式和统计估算法。PMF估算着重介绍了由PMP转化为PMF的产流和汇流特点，以及目前在南非和法语非洲国家广泛应用的经验公式。     

Long-duration PMP and PMF estimation with SWAT model for the sparsely gauged Upper Nujiang River Basin

For large sparsely gauged basins, it is difficult to estimate long-duration probable maximum precipitation (PMP) and probable maximum flood (PMF) due to insufficient observed data and precipitation spatial distribution uncertainty. In this paper, a framework coupling the China Grid Daily Precipitation Datasets (CGDPDs) with Soil and Water Assessment Tool (SWAT) was proposed to estimate the 15-day PMP and PMF for the sparsely gauged Upper Nujiang River Basin (with a drainage area of 73,484 km²). CGDPD was tested against the observations and further corrected considering the error distribution characteristics. Results showed that 1-, 3-, 7- and 15-day maximum areal precipitations based on the corrected CGDPD were 17, 7, 4 and 18% larger than those calculated only by six observed stations’ precipitation. Then CGDPD was used as the precipitation data to estimate PMP. For the spatial distribution of PMP, the 15-day PMP process on the sub-basin scale (PMP_sub-basin) could be obtained with the following procedure. First, the basin’s 15-day areal PMP was estimated. Among this estimation, the maximum 3-day PMP was estimated by moisture maximization, while the remaining 12-day PMP was estimated with the combined storm obtained by the similar process substitution method. Second, the model storm amplification approach based on water balance principle was used to distribute the areal PMP to each sub-basin to obtain the PMP_sub-basin at all 27 sub-basins. The designed PMF could be finally estimated through inputting PMP_sub-basin into SWAT. In comparison with PMF derived from PMP without spatial distribution, different duration PMFs could increase by 3–15% when considering PMP spatial distribution uncertainty. This study could provide a reasonable procedure to estimate long-duration PMP and PMF for similar basins.     

可能最大降水与古洪水研究

设计洪水是工程水文学中的难题,靠数学化来指导频率曲线外延的成就不大,但用新近提出的古洪水概念与方法,可取得距今几千年的洪水信息,对提高洪水频率曲线稀遇部分的情度有重要意义.本文还阐述了PMP/PMF途径在“可能”与“最大”两方面的新概念和新方法.     

Flood hazard assessment with multiparameter approach derived from coupled 1D and 2D hydrodynamic flow model

Hydrodynamic flow modeling is carried out using a coupled 1D and 2D hydrodynamic flow model in northern India where an industrial plant is proposed. Two flooding scenarios, one considering the flooding source at regional/catchment level and another considering all flooding sources at local level have been simulated. For simulating flooding scenario due to flooding of the upstream catchment, the probable maximum flood (PMF) in the main river is routed and its flooding impact at the plant site is studied, while at the local level flooding, in addition to PMF in the main river, the probable maximum precipitation at the plant site and breaches in the canals near the plant site have been considered. The flood extent, depth, level, duration and maximum flow velocity have been computed. Three parameters namely the flood depth, cross product of flood depth and velocity and flood duration have been used for assessing the flood hazard, and a flood hazard classification scheme has been proposed. Flood hazard assessment for flooding due to upstream catchment and study on local scale facilitates determination of plinth level for the plant site and helps in identifying the flood protection measures.     

莫拉克台风暴雨移置香港地区的PMP分析研究

基于台湾66个站点年最大日雨量历史资料、台湾中央气象局2009年8月8~10日莫拉克台风暴雨期间251个台湾雨量站逐时降雨资料和香港地区65个雨量站的历史逐时降雨资料,以及与香港相邻的3个广东省雨量站(西沥站、横岗站和深圳站)资料,利用分时段地形增强因子法(SDOIF),将莫拉克台风暴雨最大24h实测暴雨中的辐合雨分量分割,并将其辐合雨成分移置到香港地区,与香港地区24h平均地形增强因子相结合,估算出香港地区的可能最大降水。结果显示,莫拉克最大24h降雨量中地形的增强幅度约为45%;得出香港地区最大24h平均可能最大降水分布图,其最大中心值1230.2mm(未考虑水汽放大),与香港地区历史暴雨中心一致,均发生在大帽山附近。     

分期设计洪水频率与防洪标准关系研究

现行分期设计洪水模式估算的分期设计洪水值均小于或等于年最大设计值,达不到规定的防洪标准。采用Gumbel-Hougaard Copula函数描述两个分期的分期最大洪水之间的相关性结构,并构造边缘分布为P-Ⅲ分布的分期最大洪水联合分布,建立分期最大洪水与年最大洪水的关系式,讨论分期设计洪水频率与防洪标准应满足的关系,探讨能够满足防洪标准的新的分期设计洪水模式。应用示例表明,新模式主汛期设计值相对年最大设计值小幅度增加,而非主汛期设计值则小于年最大设计值,既满足不降低防洪标准的要求又能够起到优化设计洪水的作用,为分期设计洪水研究提供了一条新的思路。     

黄河上游末次冰盛期古洪水事件的初步研究

洪水的发生规律是洪灾预报的前提，已有的人类洪水记录时间尺度，不足以认识和把握洪水的出现规律。因此，利用地质记录延长洪水序列，探讨地球特征气候期的洪水特点，就显得非常重要的必要。黄河上游兰州－银川段的洪水地质记录表明，在末次冰盛期的20－18ka，该区共发生了106次大洪水漫滩事件，其中有18次为多次洪峰叠加的复合型大洪水，洪水的发生频率达53次/ka。发生于末次冰盛期的大洪水可能属冰凌洪水，与末次冰盛期强烈的气候波动和不稳定有关。这些大洪水的频发与中国西部的末次冰盛期出现的高湖面相对应，既不符合一般的季风气候理论，也不同于我国东部广大地区末次冰盛期以冷干为主的气候特点，表明中国西部气候的独特性和复杂性。     

近50 a来新疆区域与天山典型流域极端洪水变化特征及其对气候变化的响应

以年极端洪水超标率来反映区域极端洪水, 分析了新疆区域极端洪水变化; 以年最大洪峰记录分析了天山山区主要河流极端洪水变化规律, 并用14站资料分析了天山山区气候变化特征, 讨论了天山主要河流极端洪水变化对区域气候变化的响应. 结果表明: 受气候变暖影响, 1957-2006年全疆极端洪水呈区域性加重趋势, 尤其南疆区域极端洪水明显加剧, 北疆区域也有加重趋势, 但相对较缓. 全疆及北疆、 南疆在20世纪90年代中期以来都处于洪水高发阶段. 近50 a来, 在新疆区域洪水呈加重趋势的变化背景下, 发源于天山南坡的托什干河和库玛拉克河年最大洪峰流量呈显著增加趋势, 发源于天山北坡的玛纳斯河与乌鲁木齐河年最大洪峰流量虽有增加, 但是变化趋势较缓. 以年最大洪峰流量发生转折年为界, 天山典型流域托什干河、 库玛拉克河、 玛纳斯河和乌鲁木齐河在20世纪90年代(或80年代)以来与前期相比, 呈现出相似的变化特征: 年最大洪峰流量明显增大, 年际间变化更加剧烈, 洪水年更频繁. 以年最大洪峰流量发生转折年份为界, 玛纳斯河、 托什干河和乌鲁木齐河后期的年最大洪峰集中日期较前期推迟2~9 d, 库玛拉克河却提前5 d. 玛纳斯河、 乌鲁木齐河和库玛拉克河后期的集中度较前期增加0.8%~8.3%, 托什干河减小1.1%. 1961-2010年, 新疆天山山区气温明显上升, 升温率为0.34 ℃·(10a)^-1, 1997年以后明显增暖; 天山山区降水显著增加, 增加速率15.6 mm·(10a)^-1, 同时极端降水强度增大、 频数增多. 近50 a来天山主要河流极端洪水变化与区域增温以及天山山区极端降水事件增多等有密切关系.