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.     

复式河槽阻力系数及过流能力计算

水位流量关系在流域管理中占有十分重要的地位.而对于复式河槽,水位流量关系的推求是十分困难的.无论采用单一河槽法还是传统的断面分割法,都将带来很大的误差.将复式河槽分为滩地边坡区、滩地区、主槽边坡区和主槽区,并运用英国科学工程研究协会洪水水槽设施(SERC-FCF)的大量的系列水槽实验资料,分析了各区Darcy-Weisbach阻力系数之间的关系.SERC-FCF的实验资料表明主槽区的阻力系数与相对水深有关,滩地区和主槽区阻力系数之比随相对水深成指数关系,滩地边坡区、主槽边坡区阻力系数可用主槽区和滩地区阻力系数表示.利用这些阻力系数关系分别推求各区的流量及总流量.实验资料验证表明:计算流量与实测流量基本吻合.     

气候变化背景下长江源区径流变化特征及其成因分析

利用1960-2011年历年逐月长江上游通天河流域直门达水文站观测的流量资料、 长江源区气象台站观测资料以及NCEP/NCAR逐月再分析资料, 研究分析了长江源区径流变化特征及其气候归因. 结果表明: 2005年之前, 长江源区年及夏、 秋、 冬季的平均流量呈持续下降趋势, 2005年以后, 长江源区年及四季的平均流量均呈显著增加趋势. 其中, 以夏季平均流量的增幅最为明显, 年平均流量有4 a左右及12 a左右的变化周期. 高原夏季风、 长江源区夏季7、 8月地面感热、 流域降水量、 蒸发量、 气温及冰川和积雪融水均对长江源区流量变化有明显影响. 2005年以后, 长江源区年及四季的降水量呈明显的增加趋势, 而蒸发量呈明显的减少趋势. 同时, 温度急剧上升导致的冰川和积雪融水增多, 是2005年以来长江源区流量急剧增加的重要原因.     

沂沭河流域大型水库至下游控制站河道流量演算方案研究

本文对沂沭河流域大型水库至下游控制站的河道流量演算方案进行了系统研究.文中根据马斯京根分段连续流量演算法原理.依据实测库、河中高水资料,分析确定了大型水库至下游控制站之间河段的特征河长及稳定流传播时间关系,建立了由水库泄洪最大流量和中游河道站洪峰流量推求河段代表流量的计算公式.使用本方案,可快速准确地将上游大型水库的泄洪流量过程汇流演算至下游控制站,能够有效提高下游控制站的洪水作业预报精度.     

流量测验误差分析及对推求设计洪水的影响

流量是综合开发利用水资源的一项重要基础资料,通过研究其误差来源与误差规律性,不但对水资源开发利用的相关设计具有重要意义,其对于水文测验科学技术水平的提高和发展也是非常重要的。由实测流量资料推求设计洪水,由于实测流量资料存在的误差,对推求的设计值将产生不同的影响。本文较全面地分析了流量测验的误差来源、性质和分类,根据《河流流量测验规范》的相关内容,对流量测验误差进行了较全面的分析,总结探讨了流量测验的总不确定度的计算、流量各单项误差试验资料的收集及分析、计算,还研究了流量测验误差对推求设计洪水的影响。结果表明：由原始数据采用适线法推求参数,在用实测资料推求设计洪水时,由于资料的误差会使所推求的设计洪水值系统偏大于真值一般情况下,正常测验的流量高水资料的相对误差的均方差不到10%甚至小于5%,由于流量资料误差而使所推求的设计洪水偏大不到5%。正常情况下收集的流量资料的误差对推求设计洪水影响较小。但应尽量减少资料的测验误差,提高资料测验的精度以满足国家各部门的需要。     

测深定位误差对枝城站流速仪法流量测验的影响

本文以枝城站流量测验资料为研究对象,从辐射杆测船定位和GPS测船定位两个资料系列分析,得出在特殊河床中因测深定位对流量造成误差的影响.     

0℃层高度与夏季阿克苏河洪水的关系

应用阿克苏河两条支流的出山口水文站日流量资料, 以及流域及其周边3个探空站的0 ℃层高度资料, 分析了1999年夏季阿克苏河流域特大洪水期间0 ℃层高度与日流量的关系. 阿克苏等3站的0 ℃层高度逐日变化与阿克苏河两条支流逐日流量之间有显著的相关关系. 托什干河日流量与超前2～3 d、持续3～4 d的0 ℃层高度累积值之间的相关系数最大; 库玛拉克河日流量则与超前3～4 d、持续4～5 d的0 ℃层高度累积值之间的关系最为密切. 阿克苏河流域东部库车站的0 ℃层高度与托什干河日流量之间的关系最密切; 中部的阿克苏站、西部的喀什站的0 ℃层高度与库玛拉克河日流量之间的关系更加显著. 1999年特大洪水中, 阿克苏河日流量与0 ℃层高度之间呈指数函数关系. 以0 ℃层高度为因子, 建立了阿克苏河两条支流4个日流量序列的非线性多元回归模型.     

时变参数法在洪水预报中应用

由于人类活动影响导致海河流域行洪河道发生了明显变化,造成洪水准确预报面临方法急需改进难题.本文通过下垫面条件变化对行洪影响状况和机制研究,提出了霍顿饱和下渗与马斯京根分段连续演算相结合的"时变参数"方法.大量实例效验结果表明,该方法较好地解决了河道干涸导致行洪中存在较强下渗影响问题,进而提高了预报精度.时变参数河道洪水演算方法以中国洪水预报系统为平台,根据上断面实测流量资料及下断面初始流量资料对下断面未知的流量过程进行预报.     

渭河流域上游枯水径流特征与机理分析

选取渭河干流及上游主要支流葫芦河、牛头河、藉河的秦安、社棠、天水、武山和北道5个水文站1956-2005年50 a逐月径流资料(社棠从1959年开始共47 a资料), 利用传统概率统计法和时间序列分析法, 对渭河流域葫芦河、牛头河、藉河3条支流和渭河干流的年最小枯水流量特征、月最小流量特征、枯水发生时间进行了分析, 并从气象及人类活动两方面分析了枯水径流及极值的形成机理. 研究表明: 渭河流域上游年平均流量与多年平均最小流量的倍比较大, 且下垫面越复杂, 人类活动越频繁, 最小流量受到的影响越大; 最小月平均流量相比瞬时最小流量更为稳定; 耕地面积与枯水径流呈负相关关系, 不同时期、不同量级的枯水流量随着耕地面积的增大而减小.     

多沙河流造床流量研究

在综述和分析前人有关造床流量研究成果的基础上,根据多沙河流的特点,提出了一种适用于多沙河流造床流量计算的水沙综合频率法.通过黄河、永定河水沙资料的分析,结果比较合理.     

利用断面资料推求单一水位流量关系线的探讨

介绍了用断面资料推求流量的基本原理和方法,提出了该方法的适用条件。以马良坪站2010年的实测资料为实例应用本方法推求单一的水位流量关系曲线,进一步说明了本方法的适用条件。通过对推求的水位流量关系曲线与当年实测的水位流量关系曲线对比,说明了该方法在其适用的条件下能满足无流量资料条件下的水情报汛和水文应急服务的要求。     

人工神经网络在水文资料插补延长中的应用

水文资料的插补延长一直是水文计算中的一个难题.本文针对水文资料的插补和水文资料的延长问题进行系统的研究.插补水文资料时,采用人工神经网络双向时间序列插补模型,打破了传统的单向时间序列识别模式,应用缺测时段前后已知时段水文资料,插补出缺测水文资料;展延长系列水文资料则应用人工神经网络参证站模型,并应用流量较大年份的径流资料预测未知年份的径流资料,来进一步提高预测精度,并结合紫坪铺流量资料插补延长实例,检验模型的可行性.结果表明该模型对水文资料的插补或对未知年份的径流量都能够进行较好的预测.     

碧流河水库对下游径流情势的影响分析

通过对碧流河水库1984～2005年入库流量资料和水库下泄至河道流量资料的分析,采用变化范围法(Rang of Variability Approach,RvA)研究了碧流河水库的修建运行对天然河川径流的水文改变度,并分析其影响.结果表明水库的修建运行极大改变了河流的天然水文情势,造成了碧流河生态环境的破坏,有必要调节水库运行方式,改善下游水文条件,补偿河流生态.     

松花江水文站实测流量资料的分析

松花江站上下游存在着水量不平衡问题,尤其在枯水季节问题比较突出,且该站资料有偏大现象.通过对松花江站流量测验资料进行分析,初步得到了水量不平衡的原因.     

珠穆朗玛峰绒布冰川消融与产汇流水文特征分析

分析珠穆朗玛峰峰绒布冰川强消融期6月的日径流资料可知,由于绒布冰川末端冰湖较为发育、冰川面积较大,冰川末端水文站显示白天流量小于晚上流量,冰川储水性较强.最大流量出现时间滞后於最高气温(消融最强)时间9～14h.随着消融强度增大,冰川排水系统发育越来越完善,滞后时间缩短.据2005年定日县气象站无降水日日平均气温资料和同期珠穆朗玛峰绒布河日均径流量,获得气温驱动下绒布河日均径流量表达式;利用1959年珠峰科考时一个水文年中无降水日绒布河日均流量资料和同期定日县气象站日均气温检验该表达式表明,该表达式在利用定日县气象站无降水日日均气温模拟绒布河径流量时表现较好.绒布河的径流可分割成两部分:冰川融水补给和降水补给.根据1959年降水驱动产生的流量,得出降水对河流补给贡献率为19.2%,冰川融水补给率为80.8%.     

珠穆朗玛峰绒布冰川消融与产汇流水文特征分析

分析珠穆朗玛峰峰绒布冰川强消融期6月的日径流资料可知,由于绒布冰川末端冰湖较为发育、冰川面积较大,冰川末端水文站显示白天流量小于晚上流量,冰川储水性较强.最大流量出现时间滞后於最高气温(消融最强)时间9～14 h.随着消融强度增大,冰川排水系统发育越来越完善,滞后时间缩短.据2005年定日县气象站元降水日日平均气温资料和同期珠穆朗玛峰绒布河日均径流量,获得气温驱动下绒布河日均径流量表达式;利用1959年珠峰科考时一个水文年中无降水日绒布河日均流量资料和同期定日县气象站日均气温检验该表达式表明,该表达式在利用定日县气象站无降水日日均气温模拟绒布河径流量时表现较好.绒布河的径流可分割成两部分:冰川融水补给和降水补给.根据1959年降水驱动产生的流量,得出降水对河流补给贡献率为19.2%,冰川融水补给率为80.8%.     

水位流量关系曲线的计算机辅助率定与应用

水位流量关系曲线的率定与应用是流量资料整编的一个重要环节,传统的手工方式工作量繁重,读数易出错,而且绘制出来的曲线因人而异.计算机软硬件技术的飞速发展为水位流量关系线的计算机辅助率定与应用提供了可能.文章比较了手工方式与计算机辅助方式的优劣,分析了目前已有的几种软件之间的差别,着重分析了德国KISTERS公司的产品SKED在应用的上的有效性与可靠性.     

黄河内蒙古河段平滩流量与有效输沙流量关系

从水沙组合的角度出发,建立了基于水沙二维向量组合的频率统计方法,并在此基础上提出了有效输沙流量的计算方法。根据黄河内蒙古河段巴彦高勒站1954-2006年日水沙资料及汛后平滩流量资料,采用上述有效输沙流量计算方法计算得到了各年有效输沙流量及相应含沙量组合,进而分析了平滩流量与有效输沙流量及有效来沙系数之间的关系。结果表明,巴彦高勒站平滩流量调整分别受到包括当年在内的前期12年来水来沙条件的影响。     

地区场选样洪水综合计算方法

提出一种适用于面上资料的洪水频率计算方法,以面上许多站点洪水资料为统计场,通过点、面频率转换,求得设计地点的设计流量.介绍了具体方法及其在甘肃省泾河上游地区的应用,同时就若干问题进行了讨论.     

天山北坡乌鲁木齐河年径流总量的树轮重建

基于1993年和2003年采集并研制的15个天山云杉树轮宽度年表,重建了新疆天山北坡乌鲁木齐河357年的年径流总量.影响树木生长的水文气象因子对河水流量的影响具有3～5年的滞后,基于3个树轮差值年表的重建方程可解释器测流量资料总方差的69.4％,使我们可以重建出1633 ～1989年的年径流总量.重建流量序列具有11个丰水期和11个枯水期,以及59.5年,47.6年,3.72 ～ 3.84年和3.45 ～3.50年的变化准周期,且在1639年和1709年发生过从丰水到枯水的突变,持续最长的枯水期达13年.流量重建结果可为诊断现代极端的洪旱事件提供长期的流量变化背景资料,并使我们有可能发现对水资源管理系统具有重要影响的过去持续洪旱期.