线性扩散波洪水演算模型研究

扩散波概念的提出至今已有近半个世纪。在前人研究的基础上,着重讨论如何把扩散波解析解用到天然河道的洪水演算中去,即通过把入流过程离散成带常系数的单位矩形入流之和,将单位线概念引入具有自由下边界的线性扩散波洪水演算模型,并给出了确定天然河道Ｃｋ和μ的实用方法。用于黄河下游６个河段的洪水演算获得了令人满意的成果。扩散波洪水演算模型,继承了水力学方法的长处,又具有水文学方法的优点,可能有罗好的开发应用前景     

扩散波水位解析解模型的应用研究

扩散波方程被广泛地应用于河道洪水演算之中。考虑下边界的回水作用以及旁侧入流的影响，建立了扩散波水位解析解模型。由该模型可知，河道任一断面处的水位变化分别由上边界水位变化所造成的影响量、下边界回水控制的影响量以及由于旁侧流量加入的影响量三项叠加而成，这三项分别由它们所对应的响应函数来描述。将该模型应用于沂河水位演算之中，得到了较高的计算精度。     

基于遗传算法的扩散波洪水演算参数的确定方法

大量的理论分析和实际洪水演算表明,扩散波方法是一种既具有足够精度又相对简单的一类洪水演算方法。以线性扩散波方程在自由下边界条件下的解析解为例,利用遗传算法来确定扩散波方程的参数。遗传算法和一般的优化算法不同,它具有全局寻优能力,一般能得到问题的最优解或准最优解,是一类优秀的非线性函数优化方法。实例计算结果表明,采用遗传算法所得到的参数精度较高,可以类推到其它水文模型的参数率定中去。     

扩散波的时空反演与洪水实时预报技术

以扩散波方程描述天然河道中的洪水波运动规律。将数学物理反问题理论和离散反演算法与河道流量演算相结合提出了扩散波实时预报的方法。该法的特点是在求解流量场Ｑ（ｘ,ｔ）的同时反演计算扩散波波速Ｃ（ｘ,ｔ）和扩散系数Ｄ（ｘ,ｔ）,根据不断监测的新信息系列,直接利用原偏微分方程进行参数的实时校正和预报过程实时修正。     

受洪水涨落影响下稳定水位流量关系直接计算

根据洪水涨落影响下的同水位涨落水面流量公式,推导出计算稳定流量Ｑ０的数字表达式,并论述了表达式中未知量Ｓ１／Ｓ２（同水位涨落水时附加比降的比值）计算的方法原理。从而可根据实测洪水绳套和水位过程直接计算稳定的水位流量关系曲线。     

水位流量关系曲线的理论求解研究

水位流量关系是水文资料整编的关键,其精度与合理性直接影响着水文资料整编的可靠性.但现有的水位流量关系曲线多为经验或半经验的关系,精度不高,而且受个人的经验和水平影响,使得结果往往因人而异.本文在前人研究的基础上,通过理论的推导,给出了合理的水位流量关系曲线的理论公式.通过黄河小浪底、花园口站的实测资料验证,结果合理,应用简单.     

沿程渗漏河道的洪水流量演算模型

从质量守恒原理出发，推导了明渠非恒定流在考虑入渗条件下的连续方程。将水力学原理与水文学方法结合起来，研制了适应海河南系平原河道现状条件的有沿程渗漏的明渠非恒定流河道洪水流量演算模型，并对海河地系７个河段９次洪水过程进行了模型参数的率定检验，较好地解决了北方平原河道沿渗漏的洪水流量演算问题。     

对受洪水涨落影响的水位流量关系单值化的探讨

在水文资料整编时，发现受洪水涨落影响的水位流量关系与单值化后的水位流量关系线有一定的关系，推导并证明了实测流量与单值化流量关系的计算公式△Q＝Q＝Q0＝KQ，利用这一公式对受洪水涨落影响的水文资料进行了值化处理，效果较好。     

具有预见期的洪水演算方法研究

利用线性运动波方程数值解的数值扩散,在一定条件下可以模拟扩散波物理扩散的观点来建立洪水演算方法,是一条不同于通过槽蓄理论建立洪水演算方法的新途径.本文采用一种新的差分格式,导出了一种新的本身具有预见期的洪水演算方法,不仅给出了用数值扩散模拟物理扩散的条件,而且给出了保证计算成果稳定性的条件.提供的计算实例表明,该法可取得具有一定预见期的令人满意的预报成果     

洪水期水位流量关系绳套曲线的直接拟合

受洪水涨落影响的水痊流量关系通常为时序型绳套曲线,现有的校正因数法在电算整编中存在一定的困难,通过对校正因数法公式的幂级数展开,提出了水位流量关系绳套曲线的计算机直接拟合数学方法,并对该法原理、步骤作了较详细的介绍。实例验证结果表明,该法能有效地模拟受洪水涨落影响的水位流量关系绳套曲线、且具有计算速度快,推流精度高等优点。     

水库调洪演算的随机数学模型

以介于微分方程和概率论之间的边缘数学分支随机微分方程的数学模型,对水库调洪过程中的随机现象和规律进行数学描述和分析,试图全面正确地综合各种不确定性因素对库水位随机过程的影响.根据水库蓄洪量具有Wiener过程特性的分析,推导了带有随机输入项和随机初始条件的调洪演算Ito方程.在此基础上,运用Fokker-Planck向前方程,求介了调洪过程库水位的概率密度分布.计算成果表明,运用随机微分方程进行水库的调洪演算,有利于正确分析水库调洪的随机过程和进一步开展水库泄洪风险分析.     

基于动库容曲线的水库调洪高水位查算方法研究

河道型水库因动库容特性显著,传统的静库容调洪方法难以适用,研究动库容调洪方法是亟待解决的问题。当坝前水位爬升到最高点时,库区内的洪水演进到达一种临界状态,库区内的水文、水力条件相对稳定,在出库流量和入库流量一定的情况下,可望获得最高坝前水位与同时刻库容之间良好的对应关系。依托三峡库区水文水动力耦合预报模型,建立了一组以出库流量、入库流量为参数的动库容曲线,以供调洪时快速查算最高坝前水位。采用2009年以来三峡水库16场场次洪水资料,检验所建动库容曲线的合理性。结果表明,各场洪水的最高库水位查算值与实况平均偏差仅0.20m,证明建立的基于动库容曲线的三峡水库最高库水位查算方法具有较好的实践价值。     

Usoi Dam Wave Overtopping and Flood Routing in the Bartang and Panj Rivers, Tajikistan

The Usoi dam was created in the winter of 1911 after an enormous seismogenic rock slide completely blocked the valley of the Bartang River in the Pamir Mountains of southeastern Tajikistan. At present the dam impounds 17 million cubic meters of water in Lake Sarez. Flood volume and discharge estimates were made for several landslide generated floods that could overtop the dam. For landslide volumes of 200, 500, and 1,000 million cubic meters, estimated overtopping flood volumes were 2, 22, and 87 million cubic meters of water, respectively. Estimated peak discharge at the dam for these three flood scenarios were 57,000, 490,000, and 1,580,000 m³/s, based on triangular hydrographs of 70-, 90-, and 110-s durations, respectively. Flood-routing simulations were made for the three landslide-induced overtopping floods over a 530-km reach of the Bartang and Panj Rivers below the Usoi dam. A one-dimensional flow model using a Riemann numerical solution technique was selected for the analysis. For the 87 million cubic meter volume overtopping flood scenario, the peak flows were approximately 1, 100, 800, and 550 m³/s at locations 50, 100, and 150 km downstream of the dam respectively.     

长江中下游水文学洪水演进模型研究

以三峡为中心的长江中下游防洪调度系统需建立三峡库区和坝下游洪水演进数学模型.根据该系统的特点,将模型分解为三峡库区和坝址至湖口两大子系统,采用水文学方法进行洪水演进计算.经1981年、1983年等典型年洪水资料的检验,成果精度较高.引进计算机辅助计算技术,克服了以往模型的缺点.     

基于EasyRiv1D模型的漳卫河流域河道洪水演进模拟研究

漳卫河中下游河道断面变化较大,该流域的洪水预报调度十分复杂。传统的水文学方法只是借助于历史洪水进行汇流参数率定,本文借助于水力学方法和河道实测断面,利用Easy Riv1D模型对河道洪水演进模拟研究,取得了较好的预报效果,可以为漳卫河流域的河道洪水演进提供技术支撑。     

河道水位流量预报方法研究

论述了加里宁-米尔加科夫洪水演进方法，通过“虚设下游断面”的概念和变特征河长演进的思路将其改进。结合洪水波的运动波近似值，建立了河道洪水流量和水位预报方法。将该方法用于小清河干流济南城区规划河段，得到了孟家节制闸处的洪水流量和水位变化过程，为河道的规划设计和防洪调度提供了决策依据。     

Influence of Stage Discharge Relationship on the Annual Maximum Discharge Statistics

Discharge data are traditionally derived from measures of watersurface levels using stage-discharge relationships. Astage-discharge relation is obtained from direct dischargemeasurements for a set of water surface levels by fitting anempirical relationship to the data set. Since discharge measuresare made only for low flow conditions, the historicalstage-discharge relationships can give rise to severemisinterpretation for high flow values. The present work analysisthe influence on discharge statistics of the rating curve errorsfor the Liguria region. The work shows that historicalstage-discharge relations are highly uncertain when used for theestimation of annual maximum discharge. Moreover, data produced bythe traditional stage discharge relationships when compared withdata derived from more reliable theoretical stage-dischargerelationships, have statistically important biases. The findinghighlights a new problem in the use of historical data for floodrisk assessment.     

泛区洪水演进的一种简单方法

在利用泛区作为非工程防洪减灾措施中,洪泛区和洼地的洪水演进是一个实际问题,其困难在于泛区内部复杂的边界条件所引起的特殊的洪水波传播形式。本文基于准二维流概念,结合水文水力学方法,提出了一个以相对独立区分块的蓄量演算模型。