太湖西苕溪流域径流过程的模拟

西苕溪是太湖集水域的一个主要流域,研究西苕溪流域径流过程及污染物产出对了解太湖水文水质变化以及开展周围其它流域研究工作具有重要意义．作为研究的第一步,采用集总式模型LASCAM建立了西苕溪流域径流模型．以流域内2个水文观测站1968-1988年日径流观测数据对模型作了率定．率定效果满意,模拟日、年径流量与观测值吻合良好．在流域资料不够充分的情况下,模型能获得较为理想的模拟效果,说明所采用的模型适用于数据不足区域．模拟还揭示,西苕溪流域径流产生可能以饱和地面径流机制为主．近河道浅层饱和土体的水位与降雨量相关性好,呈现出明显的日波动周期;而深层地下水位呈年波动周期,在旱季和雨季,水位呈明显的降落和上升趋势．这些发现为进一步细化径流模型以及建立污染物输移模型奠定了基础．     

2013年第23号“菲特”台风期间太湖流域洪水运动分析

2013年"菲特"台风影响期间,太湖流域普降暴雨,10月6-8日杭嘉湖区、浙西区和浦东浦西区过程降雨量均位列1951年以来第1位;在强风、暴雨、高潮、洪水"四碰头"的影响下,湖泊河网水位、沿江沿海潮位迅速上涨,多个站点水位(潮位)超历史记录,严重制约流域排洪和区域排涝.通过模型计算、统计分析等方法,计算"菲特"台风造峰期的径流量、调蓄量、外排水量,分析流域洪水运动规律,并与降雨特性较为相似的1999年大水相比较,提出流域防洪的蓄泄关系建议,可为水利工程调度以及今后防洪工程布局设计提供参考依据.     

太湖流域LUCC对水文过程的影响

基于1971年枯水年、1989年丰水年、2000年平水年3类典型代表年的逐日降雨量、逐日蒸发量以及不同时期地表覆盖遥感分类数据,以城市化快速发展地表覆盖变化明显的太湖流域为研究区域,利用太湖流域河网水量模型进行了土地利用/覆被变化的水文响应研究,分析了太湖流域1990 2000年与2000 2006年间的土地利用/覆被变化及其对水位过程的影响.不仅有利于对城市化地区水文特征变化规律深入了解,也为典型城市化地区防洪减灾提供科学可靠的依据.研究表明,太湖流域城镇化进程的加快引起了土地利用/覆被变化的主要表现是水田、水域等面积向城镇面积转化,城镇化进程加快,2000 2006年期间的城镇化速度大于1990 2000年间;下垫面的变化对太湖流域水文过程产生了明显的影响,随着城市化进程地表覆盖的变化,水位有整体升高的趋势,并且增幅加大,与城镇化速率变化趋势相一致,城镇化程度高的地方水位上升更为明显;降雨量也是水位过程的影响因素之一.     

复杂河道洪水预报系统研究——以淮河王家坝至小柳巷区间流域为例

随着社会经济的快速发展,洪水灾害造成的损失日益严重.洪水预报作为一项重要的防洪非工程措施,对防洪、抗洪工作起着至关重要的作用.淮河洪水危害的严重性和洪水演进过程的复杂性使得淮河洪水预报系统的研究长期以来受到高度重视.本文以王家坝至小柳巷区间流域为例,以河道洪水演算为主线,采用新安江三水源模型进行子流域降雨径流预报,概化具有行蓄洪区的干流河道,进行支流与干流、行蓄洪区与干流的洪水汇流耦合计算,采用实时更新的基于多元回归的方法确定水位流量关系,并以上游站点降雨径流预报模型提供的流量作为上边界条件、以下游站点的水位流量关系作为下边界条件,结合行蓄洪调度模型,建立具有行蓄洪区的河道洪水预报系统,再与基于K-最近邻(KNN)的非参数实时校正模型耦合,建立淮河中游河道洪水预报系统.采用多年资料模拟取得了较好的预报效果,并以2003和2007年大洪水为例进行检验,模拟结果精度较高,也证明了所建预报系统的合理性和适用性.     

黄河尾闾段一维耦合水沙数学模型研究及其应用

小浪底水库于1999年运用以后,该河道经历了长时间持续冲刷过程.为掌握小浪底水库运用后黄河尾闾段洪水演进特点及河床冲淤规律,采用一维水沙数学模型研究是一条重要的途径.本研究首先采用浑水控制方程,建立了一维耦合水沙数学模型,并利用2003年利津-西河口段汛期实测水沙及汛前断面地形资料对该模型进行率定,计算的流量、水位及含沙量等过程与实测值吻合较好;然后采用2015年利津—汊3段汛期实测资料对该模型进行验证,结果显示水位与冲淤量计算值与实测值较为符合;最后基于2015年实测洪水过程,计算了若干组不同断面间距下的洪水演进及冲淤过程,分析了不同断面间距对沿程水位及河段冲淤量等计算结果的影响,结果表明:采用不同断面间距对水位计算结果影响较小,而对冲淤量计算结果会产生一定影响;在河段水沙及冲淤特性复杂的情况下,采用一维数学水沙模型计算时应考虑断面间距的选择.     

水文学与水力学相结合的南四湖洪水预报模型

南四湖流域是一个复杂的大流域，是东线南水北调的重要调节湖泊之一，也是干旱和洪水频繁流域．本文首先采 用分布式的新安江模型，对有实测流量资料的支流流域进行了模型参数率定，洪量预报达到了一定的精度，建立了南四湖 流域的洪水预报模型．采用一维、二维水力学模型并与水文学模型耦合进行上级湖的流量演进以及二级坝水利枢纽的 调度．     

非平稳时间序列的动态水位神经网络预报模型

水文预报系统是一个复杂的非线性动力学过程,站点水位受各种因素的影响不仅呈现出非平稳动态随机变化特性,而且各因素间的关系也很难确定。淮河流域五河站水位由于受到洪泽湖回水影响及季节性的影响,也呈现出这一动力学的非平稳特性,因此本文在考虑了相关站点和回水影响的基础上,建立了一种多站变量时间序列的神经网络预报模型,预报结果表明该方法预测效果较好,运行简单。     

岱海水位下降原因分析

应用ＧＩＳ软件ＡＲＣ／ＩＮＦＯ,建立太湖流域海面－地面变化信息系统,并与数据采集系统,图像处理系统和计算机系统相结合,研究对本区人类社会经济发展,区域规划,工程建设和人民生活产生重大影响的气候,海面,地面变化和区域环境变迁。采用长江三角洲地区邻近海域２１世纪前半期地区性ＲＳＬ上升幅度预测方案进行研究,结果表明：随着海面的不断上升和太湖流域地面沉降的加剧,２０００年和２０５０年,太湖流域处于高潮位以     

鄱阳湖湖泊流域系统水文水动力联合模拟

本文以鄱阳湖湖泊流域系统为研究对象,鉴于该湖泊流域系统尺度较大,下垫面自然属性呈现高度空间异质性且具有流域-平原区-湖泊不同机制的水文水动力过程,为了真实描述湖泊流域间的水文水动力联系及反映不同过程间的作用机制,构建了鄱阳湖湖泊流域联合模拟模型.该模型基于自主研发的流域分布式水文模型WATLAC和湖滨平原区产流模型以及水动力模型MIKE 21 3个不同功能子模型的连接来实现该复杂系统的模拟.模型的联合采用输入-输出驱动及子模型的顺序执行进程,即将五大子流域与平原区入湖径流量作为输入条件来驱动湖泊水动力模型,模拟湖泊水位对流域入湖径流量的响应.以2000-2005年鄱阳湖流域6个水文站点的河道径流量、流域基流指数以及湖泊4个站点的水位资料来率定模型,其中各站点日径流量拟合的纳希效率系数E_ns为0.71~0.84,确定性系数R²介于0.70~0.88之间,而湖泊各站点水位拟合的纳希效率系数E_ns变化为0.88~0.98,确定性系数R²为0.96~0.98,均取得令人满意的率定结果.本文提出的鄱阳湖湖泊流域系统水文水动力联合模拟模型能较为理想再现湖泊水位对流域降雨-径流过程的响应.水位模拟结果进一步表明,该联合模型能用来获取重要的水动力空间变化特征.该模型可作为有效工具定量揭示湖泊流域系统水文水动力过程对气候变化和流域人类活动的响应.     

引潮力作用下饱和地质岩体的力学响应

本文应用孔隙弹性理论,探讨了引潮力作用下饱和地质岩体的力学响应.首先通过引潮力作用下饱和岩体的自由能表达式,得到岩体孔压与应力、应力与应变之间的关系;然后从引潮力作用下饱和岩体的平衡微分方程出发,结合流-固耦合理论,分析了饱水岩体应变与引潮位之间的关系;最后推导出饱和岩体的两大力学物理量--孔压和潮汐应力(平均应力)与引潮位之间的物理关系.模型表明:饱和岩体孔压与引潮位成反比,平均潮汐应力与引潮位成正比;比例系数不仅与岩体骨架的Lame系数有关,而且与Biot模量有关.将模型应用于会理川-18井水位变化分析,估计出水位响应系数D,并以此为基础,求得岩体孔压、潮汐应力与引潮位的相关系数(A和C)及Skempton系数B.最后对比分析了耦合条件下与不考虑耦合时得到的各参数之间的差异,分析表明:对饱和地质岩体而言,应力、孔压对引潮力的响应是流-固耦合作用的产物;研究其力学响应时必须充分考虑耦合效应.模型的建立,为研究引潮力作用下井-承压含水层系统力学、水动力学、与地震有关的断层力学以及引潮力触发机制的定量研究提供了基础.     

多目标驱动的太湖调度水位研究

太湖是流域洪水集散地、水资源调配中心,也是长三角水生态环境的晴雨表,其水位高低影响防洪、供水、水生态、水环境等系统功能,使得太湖面临统筹调度问题日益凸显。本文以太湖为主要研究对象,基于多年实测数据,采用数理统计、河网水动力模型计算,分析流域降雨、进出湖水量和水生态环境演变规律及其与太湖水位的互馈关系,综合考虑不同调度期流域防洪、供水、水生态、水环境目标及其承受风险的时空差异性,优化太湖调度水位,并在此基础上提出太湖调度功能区划图。结果表明,在设计洪水和供水条件下,通过调度水位调整,统筹调控流域水工程,前期预降太湖水位,后期适抬太湖水位,实现太湖多目标调度,可有效保障流域防洪、供水和航运安全,改善河湖生态环境,共绘美丽太湖。     

近40年来长江下游干流洪水位变化及原因初探

最近十年来,江苏境内长江下游干流汛期最高潮位连续偏高,持续时间亦明显偏长。造成防汛工作紧张,引起政府有关部门的重视,水利部门将治理长江作为重点工作。本文利用长江下游干流大通水文站和以下各潮位站的实测水位流量资料对１９９８年和１９５４年的特大洪水水情进行了对比,分析了从六十年代到九十年代长江下游平均洪水量,平均最高水位和平均最高潮位,超过防洪警厌水位的平均天数等的变化规律。     

太湖流域设计暴雨时空分布对太湖洪水位影响分析

太湖是太湖流域最大的调蓄水体,合理地推求太湖流域设计暴雨,对于太湖设计洪水位确定非常重要.针对近年来太湖流域变化环境造成的暴雨特性及产汇流机制的变异,采用水文水动力学模型模拟分析了现状条件下太湖流域设计暴雨控制时段及时空分布对太湖洪水位影响.结果表明,以30、60、90日为控制时段的设计雨量与太湖最高洪水位关联密切,控制时段低于30日的暴雨时程分配对太湖最高洪水位基本没有影响.当设计暴雨中心位于太湖上游区域时,模拟的太湖洪水位具有明显升高的趋势,表明太湖洪水位对上游暴雨更为敏感.分析了1999、2016、2020年暴雨为典型的设计暴雨场景,结果表明,暴雨时程分配对太湖洪水位影响显著,主雨峰位于暴雨后期的设计暴雨可以造成更高的太湖洪水位.从太湖防洪安全考虑,采用30、60、90日为控制时段,暴雨中心位于上游,且雨峰位于暴雨过程后期的设计暴雨推求太湖洪水位是合适的.建议将2016、2020年暴雨过程列入太湖设计暴雨计算的备选典型,并作进一步分析论证.     

建国以来太湖流域三次大洪水的比较及对今后治理洪涝的意见

太湖流域是周高低的碟形洼地,又受到海潮顶托导致排水困难,近年来本区经济高速发展,土地结构发生变化,对洪涝灾害产生显著影响。本文通过对太湖流域１９５４年、１９９１年和１９９９年三次大洪水中的雨情、淹没范围、太湖洪水位及调蓄能力等要素进行分析比较,从而提出今后综合治理洪涝的意见。     

1995年太湖流域东南地区的洪涝灾害

太湖流域继１９９１、１９９３年大水后,１９９５年东南地区再次遭受大水。太湖最高水位达４．３２ｍ,为建国以来的第６位。流域东南地区的浙西、杭嘉湖、淀泖及上海浦东、浦西等地普降大到暴雨,部分地区水位超过大水的１９９１、１９９３年,杭嘉湖地区水位超过有记载以来的最高水位。德清水位高达６．４３ｍ,超过记载最高水位６．４０ｍ;嘉兴水位达４．４０ｍ,超记载最高水位的４．３８ｍ;王江泾水位高达４．３８ｍ,超记载     

Risk analysis for flood control operation of seasonal flood-limited water level incorporating inflow forecasting error

Abstract

The seasonal flood-limited water level (FLWL), which reflects the seasonal flood information, plays an important role in governing the trade-off between reservoir flood control and conservation. A risk analysis model for flood control operation of seasonal FLWL incorporating the inflow forecasting error was proposed and developed. The variable kernel estimation is implemented for deriving the inflow forecasting error density. The synthetic inflow incorporating forecasting error is simulated by Monte Carlo simulation (MCS) according to the inflow forecasting error density. The risk analysis for seasonal FLWL control was estimated by MCS based on a combination of the forecasting inflow lead-time, seasonal design flood hydrographs and seasonal operation rules. The Three Gorges reservoir is selected as a case study. The application results indicate that the seasonal FLWL control can effectively enhance flood water utilization rate without lowering the annual flood control standard.

Editor D. Koutsoyiannis; Associate editor A. Viglione

Citation Zhou, Y.-L. and Guo, S.-L., 2014. Risk analysis for flood control operation of seasonal flood-limited water level incorporating inflow forecasting error. Hydrological Sciences Journal, 59 (5), 1006–1019.     

Tidal Response Characteristics of the Well Water Level in the Sichuan-Yunnan Region

In this paper, the long time series data of the well water-level data of 12 wells in the Sichuan and Yunnan area is analyzed by the Baytap-G tidal analysis software, and well water level tidal response characteristic parameters (amplitude ratio and phase change) are extracted. We analyzed the features of the shape and stage change, and characteristic parameters of the tidal response of well water level before and after the earthquakes, which can provide a new method and approach to analyzing the response relationships between well water level and earth tide and barometric pressure. The results show that Luguhu Well and 9 other wells are affected by earth tides, and their well water level amplitude ratios and phases are relatively stable; the Nanxi Well and Dayao Well water level changes are affected by the barometric pressure combined with tide force, and their well water level amplitude ratios and phases are more discrete. The water level amplitude ratios and phases of Jiangyou Well, Luguhu Well and Dongchuan Well are significant to large earthquakes, and the relationship between seismic energy density and water level amplitude ratios and phases of M₂ wave of the three wells are presented.     

太湖水面蒸发量预报模型及其应用

介绍了几种太湖水面蒸发量的数学模型和预报模型,并用其预测伏旱和夏涝期间旬、月的湖面蒸发量。最后提出应用湖面蒸发量进行太湖水位预报的方法。