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[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
冯民权 杨志
【目的】建立适合黑河下游地区的溃坝洪水演进的二维数学模型,为该水库的安全运行和调洪决策提供参考。【方法】根据天然河道复杂而不规则的地形特点,以及溃坝洪水的传播和运动特性,建立适合黑河下游地区高程跨度很大的溃坝洪水演进的二维数学模型;利用非结构化三角形网格,采用单元中心的有限体积法求解控制溃坝水流运动的二维方程;应用所建模型,对黑河金盆水库10 000年一遇入库洪水漫顶所致溃坝洪水(即工况1)进行数值模拟,分析不同时刻的水深分布图、流速矢量图以及淹没范围的变化过程;在此基础上,探讨100年一遇入库洪水延时遭遇10 000年一遇入库洪水工况(即工况2)下溃坝洪水的演进变化过程,分析该工况下淹没水深...
关键词：
溃坝洪水 二维模型 洪水演进 黑河
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
张广涛 白燕英
洪泛区洪水演进数值模拟是风险分析与居民防洪避险等非工程措施的重要依据。从洪泛区模拟的必要性、二维洪水演进的数学模型、对数学模型求解的数值计算方法、离散计算域采用的网格、洪水模拟程序设计、模型的率定和验证等方面对洪水演进数值模拟进行了论述。
关键词：
二维洪水 洪水演进 数值模拟
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
陈立 邓晓丽 张俊勇 刘林
城陵矶位于长江干流和洞庭湖出流汇合处,因此影响城陵矶洪水位的因素除了河床淤积、洪水特性等以外,洞庭湖出流与长江干流的不同遭遇也起着非常重要的作用。采用模型实验的方法,研究了不同遭遇、不同流量、不同螺山水位下城陵矶河段水位的变化。结果表明:在城陵矶断面,当监利来水流量超过洞庭湖出流时,主流靠左岸;当监利来水流量少于洞庭湖出流时,主流靠右岸。洞庭湖出流与长江干流来水流量的不同遭遇对城陵矶断面水位的影响非常显著。当监利来水流量占螺山流量的百分比为55%左右时,城陵矶断面水位最高,即此时长江干流来水流量和洞庭湖出流相互之间顶托消耗能量达到最大值。在中水流量下,当监利来水流量占螺山流量的百分比为55%左...
关键词：
江湖关系 洪水遭遇 模型 实验
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
杜献梅 赵克玉 冯民权
【目的】提高一维洪水演进模型的计算精度,以更准确地模拟洪水的传播过程。【方法】根据山西省沁河复式河道的特点,利用Preissmann四点偏心隐式差分格式对圣维南方程组进行离散,建立了改进的洪水演进一维数值模型。根据Arcmap提取的沁河横断面资料,利用沁河张峰水文站至润城水文站1975-1977,1988,1993和1996年的实测洪水过程对模型的计算结果进行验证。【结果】历史洪水洪峰流量的计算值与实测值的相对误差在10%以内;张峰水文站最大相差水位为0.74m,润城水文站最大相差水位为0.42m,洪峰传播时间的最大差值为1.57h;计算的水位和流量过程与实测结果吻合较好,可以利用改进的洪水演...
[期刊] 统计与决策
[作者]
欧阳资生 甘柳
洪灾风险分析中的一项重要内容是关于洪水频率分布的准确描述。文章首先基于指数回归模型给出了矩估计的门限值和样本点分割的选取原理和方法,然后利用MC方法,对Burr(1,1,1)、Frechet(1)、学生-t4等几种常见的极值分布进行模拟以验证模型,最后运用洞庭湖湖区周边四个水文观测站所观察到的洪水流量数据进行了实证分析,得到了洪水分布的尾指数估计。
关键词：
洪水频率分布 尾指数 矩估计差
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
王俊珍 宋松柏
【目的】寻求用于陕北地区洪水频率分析的适宜方法,为该区水利防洪工程的设计建设提供支持。【方法】在介绍期望矩原理的基础上,选取陕北交口河、赵石窖、绥德、刘家河、张村驿及志丹6个水文站的洪峰流量资料,将期望矩法应用于陕北地区洪水序列参数估计中,计算设计洪水值,并拟合洪水频率曲线,利用累积相对偏差平方和评价所得洪水频率曲线对洪峰序列拟合效果,并与普通矩法拟合结果进行比较分析。【结果】利用期望矩法和普通矩法对陕北6个水文站洪水频率进行分析表明,用期望矩法估计的交口河、赵石窖、绥德、刘家河、张村驿及志丹6个水文测站洪峰流量序列的设计值与实测值累积相对偏差平方和分别为2.952,7.221,17.413,...
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
侯芸芸 宋松柏 赵丽娜 王剑峰
【目的】考虑洪峰、洪量和历时之间的相依关系,应用Archimedean Copula函数,探讨洪水3变量的联合概率分布和条件概率分布,为水利工程规划设计和风险评估提供依据。【方法】以陕北地区窟野河流域神木水文站48年的洪水资料为例,选择拟合效果好的Copula函数计算洪峰、洪量和历时的联合概率分布、条件概率分布,并绘制相应的条件重现期图。【结果】Gumbel-Hougaard Copula函数拟合洪峰、洪量和历时的联合概率分布效果较好;得到不同条件组合下洪水事件的条件概率分布和相应的条件重现期,同时得到确定条件下的重现期均小于超过该条件时的重现期。【结论】Copula函数全面考虑了洪水特征量之...
[期刊] 地理科学进展
[作者]
张帆 张永勇 陈俊旭 翟晓燕 胡庆芳
洪水过程的特征指标不仅包括洪水量级，还包括时间、形态、动力学等指标。现有模型和方法重点关注洪水量级指标的模拟，对其他指标的模拟仍有待深入。如何实现对洪水过程所有特征指标的模拟已成为目前洪水预报的技术瓶颈。论文采用4种机器学习模型(多元线性回归、多层感知器、随机森林和支持向量机)对淮河上游长台关流域59场降雨—洪水场次7个特征指标(洪水总量、洪峰流量、洪水历时、洪峰时间偏度、高流量历时占比、涨洪和落洪速率)进行模拟，评估不同模型对不同洪水类型和特征指标的模拟效果。结果显示：(1)长台关流域洪水过程可分为3类，第1类洪量中等、历时长且洪峰出现时间偏前(16场)；第2类洪量低、形态矮胖且洪峰出现时间靠后(34场)；第3类洪量大、涨落水迅速、形态尖瘦(9场)。(2)时间指标模拟效果最优，动力学指标模拟效果最差。多元线性回归和随机森林模拟效果随所有特征指标数值的增加而增强；支持向量机的模拟效果随着洪水历时指标数值的增加而降低，随着其余特征指标数值的增加而增强；多层感知器模拟效果随着洪水总量、洪峰流量、高流量历时占比和涨洪速率等指标值的增加而增强。(3)从各类型洪水特征模拟精度来看，4种模型对第3类洪水特征模拟均为最佳，第2类最差；随机森林在第1类和第3类洪水特征模拟中效果最优，支持向量机对第2类洪水特征模拟效果最优。(4)从综合模拟精度来看，支持向量机效果最优，然后依次为随机森林、多层感知器和多元线性回归。上述4种模型率定和验证期相对误差分别为23%和98%、21%和109%、37%和75%、41%和102%。研究可为流域洪水过程深度挖掘和防洪措施制定提供参考和借鉴。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
王剑峰 宋松柏
【目的】针对指数分布在超定量洪水序列计算时存在适线灵活性不足的缺点,应用改进线性矩法和广义Pareto分布研究超定量洪水序列频率的计算问题。【方法】以陕西省延河流域无定河赵石窑站超定量洪水序列为例,采用Poisson分布拟合超定量洪水发生次数,用常规线性矩法和改进线性矩法估计广义Pareto分布参数,并分别进行超定量序列频率分析。根据复合极值理论,结合Poisson分布和广义Pareto分布获得年最大超定量洪水分布。采用Pearson-Ⅲ分布,对赵石窑站年最大洪水序列频率进行分析。选用离(残)差平方和最小值(OLS)准则对上述3种方法计算的洪水频率进行对比分析。【结果】改进线性矩法估计的OLS...
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
王怡璇 宋松柏
【目的】研究低删失样本部分概率权重矩在洪水频率分布参数估计中的应用。【方法】选取广义极值分布为总体分布线型,利用MATLAB编程实现参数数值求解,采用统计试验研究估计量统计特性,并以陕北地区主要水文站年最大洪峰流量系列为例进行频率分析。【结果】部分概率权重矩法在高分位数估计方面呈现出良好的有效性,在4种拟合效果评价标准下,删失样本下界F0=0.2时理论分布对大多数测站的洪水资料有较好的拟合效果。【结论】部分概率权重矩法可作为陕北地区洪水频率分布参数的估计方法,并可应用于以推求大重现期设计洪水为目的的洪水频率分析。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
胡素端 宋松柏
【目的】研究高阶概率权重矩在洪水频率分布参数估计中的应用,为推求洪水频率分布参数估计提供合理的计算方法。【方法】选取广义极值分布作为洪水频率分布模型,推求其高阶概率权重矩计算公式,利用MATLAB语言编程实现其参数的数值求解,并以陕西省赵石窑、绥德、安塞和鹦鸽4个水文站的年最大洪峰流量序列为例进行洪水频率分析。【结果】高阶概率权重矩可以较好地拟合序列中大洪水段的经验点据,计算得到了基于高阶概率权重矩的陕西省赵石窑、绥德、安塞和鹦鸽4个水文站的广义极值分布参数的估计结果,获得WLS准则下赵石窑、绥德、安塞和鹦鸽4个水文站推荐采用的高阶概率权重矩的阶数r分别为:r=4,5,6;r=4,5,6;r=...
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
宋松柏 康艳
【目的】研究3种智能优化算法在设计洪水频率曲线适线中的适用性。【方法】根据我国水利水电工程设计洪水计算规范适线准则,应用模拟退火算法、遗传算法和模拟退火遗传算法,按照离(残)差平方和最小准则、离(残)差绝对值和最小准则及相对离(残)差平方和最小准则,进行了设计洪水频率曲线参数的优化估计研究。【结果】实例验证表明,与传统的目估适线法相比,上述3种优化算法对设计洪水频率曲线参数估计可取得理想的适线效果。【结论】智能优化算法是一种推求设计洪水频率曲线统计参数的新途径。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
许有鹏 于瑞宏 马宗伟
长江中下游地区洪水灾害的发生是自然地理条件及人类活动共同作用的结果。流域水系构造和地理特征决定了其洪水多发性,气候变化和土地利用/地表覆盖变化导致该地区水循环过程发生较大改变,而大量水库、堤防的建设以及城市化的发展使得洪水过程发生显著变化,因此在各种因素的综合作用下,长江中下游地区近年来洪水灾害频繁发生。综述了气候变化对长江中下游降水的影响,探讨了长江中下游水系特征与洪水灾害的关系,分析了人类活动对洪水灾害的影响规律,在此基础上,开展了气候和下垫面特征变化条件下的暴雨洪水模拟研究,以长江下游太湖东苕溪流域的南苕溪为研究区,进行了流域降雨径流过程的动态模拟验证和特征分析,并取得了较满意的成果,从...
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
周克发 李雷
基于我国现阶段的社会经济发展状况,分析了社会经济发展对水库溃坝洪水损失变化的影响,将溃坝洪水损失变化与社会经济发展速度联系起来,在某个基准年的溃坝洪水损失评估值的基础上,构建了溃坝洪水损失动态预测评价模型,给出了反映随着社会经济发展速度而变化的生命损失、经济损失和社会与环境影响的计算公式,并对公式中各个参数的取值进行了初步的探讨,提出了参数的建议范围。模型能够有效地反映溃坝洪水损失随着社会经济发展而变化的动态时变特性,这为溃坝洪水损失的动态预测提供了一种新的尝试。以江西省长龙水库为例,应用水库所在地的社会经济发展速度指标,在2004年溃坝洪水损失评估值的基础上进行了溃坝洪水损失动态预测评价;计...
关键词：
社会经济发展 溃坝洪水损失 动态预测评价
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
刘义花 鲁延荣 周强 朱西德
采用德国Gemo公司研发的Floodarea水文动力模型,基于气象和灾情资料,模拟强降水导致的山洪情景下逐小时淹没预警点的动态结果,通过淹没深度与累积雨量的拟合,有效的划分了羊智沟山洪灾害不同淹没深度下的临界雨量阈值。结果表明:1)羊智沟流域降水量呈略递减趋势,变化率为-0.02mm/年,年平均气温呈现上升趋势,变化率约为0.032℃/年。2)逐小时淹没深度与6h累积面雨量拟合关系较好,通过0.001的显著性水平检验。3)通过淹没深度和累计雨量的有效拟合,划分了羊智沟洪水临界雨量阈值,为羊智沟洪水灾害预警提供科学依据。
关键词：
洪水 模拟 floodarea
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