一种优选单位线的新方法

在总结当前推求单位线方法的基础上，提出了一种改进的优化方法－改进最小二乘方法。通过Windows平台下的可视化编程，不需拟定初始单位线和试错，能快速准确地达到单位线的最优适配，并能在计算机上实现自动推求和修改。     

利用最小二乘方原理推求单位线

总结了当前推求单位线方法的基础上，提出了一种改进的优化方法——改变最小二乘方．它通过Windows平台下的可视化编程，不需拟定初始单位线和试错，能快速准确地达到单位线的最优适配，并能在计算机上实现自动推求和修改．并通过岚猗河流域裴家川水文站的实测资料验证，证明本文指出的方法切实可行．     

分布式单位线模型在流域产汇流中的应用初探

重点探讨在GIS支持下建立分布式单位线模型的方法和途径。以姜湾小流域为例，分析了姜湾流域的空间特性，如流向、坡度、理论流路图、流程的长度等，借助等流时线法推求流域的时间面积曲线(即S曲线)，得出流域的分布式单位线，从而推算出流域的径流过程。经计算值与实测值对比分析，认为该模型有较好的模拟效果。该研究为GIS在产汇流中的应用提供了经验模式。     

基于改进单位线法的非点源污染负荷估算

Verworn于1978年首次将水文单位线引用到非点源污染负荷估算中,根据实测的污染物浓度、降雨和径流资料提出了定量计算非点源污染负荷的时段单位线——特征污染单位线CPG.该方法在实际应用中,特征污染单位线的推求存在困难,合轴相关图的精度也是该方法的主要制约因素.本文在分析该方法估算非点源污染不足之处的基础上,对其进行了改进,即将降雨量、施肥量、干期时间和场次降雨距离施肥后的时间4个影响非点源污染负荷产生的主要因素作为污染负荷单位线模型的输入,通过分析这4个因素对污染负荷浓度的影响,基于2003—2007年柴河水库流域72场降雨-产流-产污过程建立了相关关系,并类比于水文单位线法推求出了污染负荷浓度单位线.将获得的污染负荷浓度单位线应用于预测柴河水库流域2008—2009年污染过程,模拟得到的2008和2009年流域出口断面总磷质量浓度过程与实测过程纳什效率系数分别达到0.49和0.70.结果表明,改进后的单位线法估算非点源污染具有一定可靠性.     

纳希瞬时单位线参数优化研究

应用矩法推求的纳希瞬时单位线参数还原同次洪水过程存在着与实测洪水过程拟合效果不佳的现象.根据实际洪水预报中对洪峰流量处预报精度要求较高的需要,构建了优选瞬时单位线参数的最优化模型,提出了应用矩法与梯度搜索法联合求解最优化问题的一套方法,并将矩法与该方法用于同场次暴雨洪水过程计算,计算结果表明,采用本优化模型及解法得出的结果较矩法预报精度有了进一步的改善,且在洪峰中具有较好的还原效果.研究表明优选瞬时单位线参数的最优化模型以及求解方法较之矩法更能得出符合流域汇流特性的单位线参数.     

笔架水库的洪水过程线的计算

针对笔架水库无实测水文资料的情况,根据《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》和《四川省水文手册》推求了设计暴雨,分别采用瞬时单位线法和推理公式法推求了设计洪水,并对设计洪水成果进行了简单地分析。通过对设计洪水的计算、分析与研究,本文为该类型小型水库的无实测资料的洪水过程研究提供了参考。     

地貌特征瞬时单位线的原理和应用

本文应用隐含马尔柯夫链的概念,阐明了地貌特征瞬时单位线的基本原理,推导了三、四、五级流域的数学模型.用南方和北方地区六个流域的93次实测洪水资料对模型进行了检验,结果表明,地貌IUH计算的洪峰流量的合格率达到80%以上.本文还建议了对无资料地区推求作为动力特征的特征流速的方法.     

无资料地区逆高斯分布模型参数的估计方法研究

在分析逆高斯分布瞬时单位线模型参数物理意义的基础上，推导了模型参数与流域特征及河槽特征之间的关系，并导出了由流域地貌参数推求模型参数的关系式，从而为该模型在无资料地区的应用打下了基础。     

P-Ⅲ型分布的期望概率计算

本文采用我国常用的适线法,对P-Ⅲ型分布的期望概率问题进行统计试验研究.通过对统计试验结果的分析,发现对于指定的适线准则,P-Ⅲ型分布期望概率的大小只与总体分布参数C_s和样本容量N有关.由此,对绝对值准则及平方准则分别建立期望概率的经验计算公式.实例表明,公式具有足够的精度,且应用简便.从而改变了只能依据统计试验来推求P_Ⅲ型分布期望概率的状况.     

城市暴雨防洪系统中调蓄削峰设施研究

目的优选调蓄削峰设施,加固城市防洪排涝系统,快速削减城市内多余的雨水.方法建立一整套城市雨水系统削峰调蓄方法的优选模型,采用城市的降雨资料直接推求暴雨公式,年超大值法选取降雨样本,利用SCS雨型对降雨量进行24 h雨量时程分配,采用初损-后损法计算径流量,用瞬时单位线法模拟各雨水口流量过程线,核算现有城市雨水系统的过水能力,确定调蓄设施的设置位置.根据调蓄设施的位置和调蓄容积,分别对调蓄池和调蓄管进行详细的参数计算和直接建设费估算,最终选出最优方案.结果直接计算出设计要求重现期降雨量,避开现有城市暴雨强度公式不适用于大设计重现期的问题,解决了计算繁琐,计算量大且易出错的问题.结论采用初损-后损法推求设计降雨的径流量,系统即适用于大范围地区的径流量计算,同样适用于小范围地区的径流量计算.近期降雨实测资料进行推求可以摆脱样本资料年限上的限制.     

流域基本单元汇流研究

推导了V形基本单元的面积-时间曲线,即得到了其地貌瞬时单位线,继而求出其时段单位线,再与净雨卷积,即可求得流域基本单元的汇流过程.以星丰流域为例,进行了流域基本单元汇流计算,得到了令人满意的结果.这在一定程度上促进了流域汇流理论的发展,必将在推进水资源开发利用、洪水预报、水污染防治以及湿地生态保护等方面表现出重要的理论意义和应用价值.     

无资料流域临界雨量的推导

无资料流域的水文预报一直是现代水文研究的一个热点和难点。本文采用大断面测量资料和圣维南方程组相结合的方式推导恒定流的水位流量关系曲线,在实地调查测量获取河道特征水位的情况下,利用水位流量关系曲线反推特征流量指标。结合GIS技术和计算机技术,应用瞬时地貌单位线理论,根据数字高程模型和坡面流速水力学公式,在推导出雨滴流路长度分布和雨滴汇流速度分布的基础上,进一步推算出流域瞬时地貌单位线和时段地貌单位线;提出了洪峰流量达标频次阈值指标,在降雨一定的前提下,随机分配雨量过程,采用时段地貌单位线进行汇流模拟,当模拟洪峰流量大于特征流量的频次处于阈值范围内,则认为此降雨值为特征流量相对应的特征雨量值。经过吉林中小河流21个控制断面的推广应用,证明这种方法是可行的。     

确定性方法推求地貌单位线

本文采用线性水库的概念,结合流域地貌特征,考虑坡面汇流和河道汇流的差异,用确定性方法推得流域地貌单位线.并与纳须瞬时单位线和传统的地貌单位线一起应用到爱尔兰的 Ne-nagh 流域,模型效益达到92.3％,优于传统的地貌单位线.     

淮安市龙王山水库流域洪水预报研究及应用

介绍了利用新安江三水源模型计算流域的产流以及分水源及蒸发等的计算，并用变动雨强瞬时单位线计算流域的汇流，用坐标轮换法优选模型的参数，将此方法应用到龙王山水库流域，取得了比较好的预报效果。     

瞬时单位线参数的率定与递归更新对地面径流模拟结果的影响

在用瞬时单位线进行流域净雨的坡面汇流计算时,需要先率定其2个参数:线性水库的个数n及单个线性水库的调蓄系数K.传统参数率定方法为矩法,研究表明,使用矩法率定所得的瞬时单位线对地面径流的模拟精度较差,需要对参数进行更新.提出了一个用于瞬时单位线参数更新的递归公式,并研究了参数更新次数对流域地面径流模拟精度的影响.递归方程的推导是针对地面径流过程线的2个主要特征值:洪峰流量和峰现时间,使模拟的洪峰流量和峰现时间尽量接近观测值.应用结果表明,递归公式能够获得比矩法更高的地面径流模拟精度;但应用递归公式的次数不能太多,当超过2次时,模拟精度反而会降低.分析原因认为,递归公式推导的原理,是使洪峰流量和峰现时间的模拟值尽量接近观测值,以它们之间偏离的程度来调整参数n、k的值,但对整个地面径流过程的模拟精度的评判需要考虑整个地面径流过程,而不仅仅是洪峰流量和峰现时间,这是更新次数不应过多的原因.     

地貌单位线的验证

本文根据地貌单位线的原理，在福建省鳌江塘坂站、闽江大樟溪永泰站作了验证，为降雨径流预报洪水开辟了新途径．     

黄土地区小流域次暴雨侵蚀产沙研究

通过坡面模拟降雨实验，分析了黄土地区坡面降雨径流产沙过程的主要影响因素，建立了坡面径流含沙量与坡面流量、前期土壤含水量、土壤干容重之间的定量关系。应用实测资料分析了黄土地区暴雨径流侵蚀产沙特点，建立了考虑流域前期土壤含水量和径流涨落段的含沙量与流量之间的水沙传递关系，建立了小流域次暴雨侵蚀产沙模型。经用实测资料计算检验，此模型对小流域次暴雨侵蚀产沙过程及产沙总量的计算结果都具有较高的精度。