变化环境下山丘区小流域设计洪水计算方法及应用研究
发布时间：2022-02-22 21:41
近百年来,受到气候变化、自然变迁和人类活动等综合影响,全球大气、陆表生境发生了重大变化。人类活动也导致地表下垫面发生较大变化,影响着流域产汇流过程,进而导致流域河川径流发生突变。变化的环境使全球洪、旱灾害频频出现,远高于以往任何时期,直接威胁着人类社会的经济发展和生存环境。全国各地陆续兴建水利工程、水土保持等工程措施以及雨量（或流量）预警的非工程措施来解决这一问题,其中设计洪水计算方法和成果的合理性直接影响着工程规模、布局,以及预警指标的精度进而影响实时预警的准确度。为探讨变化环境下设计洪水问题,本文以河南省新县裴河小流域为研究对象,对研究区近30年汛期水文气象资料和土地利用情况分析,在产汇流阶段提出了修正方法。建立了适合研究气候以及下垫面情况变化的HEC-HMS水文模型,并对其参数进行了敏感性分析。主要研究内容及成果如下:（1）分析了裴河小流域汛期降雨、径流变化规律以及土地利用情况。趋势分析结果表明:汛期场次降雨量和最大洪峰皆有减小的趋势,但是汛期短历时降雨量和洪峰量级有增大的趋势,5年一遇量级以上的短历时强降雨和洪峰流量大都发生在2000年以后。经过一元线性回归方程、Mann-Ke...
【文章来源】：郑州大学河南省211工程院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究意义
1.3 国内外研究现状
1.3.1 小流域设计洪水研究现状
1.3.2 环境变化对洪水的影响研究现状
1.3.3 存在的问题
1.4 主要研究内容及技术路线图
1.4.1 主要研究内容
1.4.2 技术路线图
2 研究区概况及基本资料
2.1 研究区自然地理概况
2.1.1 地理情况
2.1.2 气象水文
2.1.3 河流水系
2.1.4 境内站点
2.2 历史洪水及洪灾
2.3 本章小结
3 水文因子变化特征分析
3.1 研究方法
3.1.1 一元线性回归方程
3.1.2 Mann-Kendall秩次相关检验法
3.1.3 皮尔逊Ⅲ型概率分布函数
3.2 各因子变化特征和趋势分析
3.2.1 汛期降雨量变化特征和趋势分析
3.2.2 汛期洪峰流量变化特征和趋势分析
3.2.3 土地利用变化分析
3.3 本章小结
4 变化环境下小流域传统设计洪水方法修正
4.1 小流域传统设计洪水计算
4.2 小流域产流计算修正
4.2.1 前期影响雨量计算
4.2.2 径流深计算
4.2.3 变化年前后降雨径流相关图绘制
4.3 小流域汇流过程修正
4.3.1 数据的来源
4.3.2 地貌瞬时单位线模型(R-V GIUH)
4.3.3 基于DEM的R-V GIUH地貌参数的提取
4.3.4 流域水动力参数的获取
4.3.5 基于R-V GIUH理论的裴河流域汇流模型的建立与验证
4.4 小流域修正方法适用性探究
4.5 本章小结
5 基于HEC-HMS水文模型的小流域设计洪水计算方法
5.1 HEC模型概述
5.2 HEC模型计算
5.2.1 气象模块
5.2.2 流域模块
5.3 变化年前后模型参数的率定与验证
5.4 模型应用结果分析
5.5 模型参数敏感性分析
5.5.1 SCS产流模型CN值敏感性分析
5.5.2 流域滞时敏感性分析
5.5.3 马斯京根K值敏感性分析
5.6 适用性探究
5.7 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 主要创新点
6.3 不足与展望
参考文献
个人简历及硕士期间发表论文与研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于不同雨型的裴河小流域山洪灾害临界雨量分析[J]. 沈天元,马细霞,郭良,张李川. 水文. 2018(06)
[2]变化环境下气象水文预报研究进展[J]. 雷晓辉,王浩,廖卫红,杨明祥,桂梓玲. 水利学报. 2018(01)
[3]气候变化对洪水灾害影响研究进展[J]. 方建,杜鹃,徐伟,史培军,孔锋. 地球科学进展. 2014(09)
[4]气候变化和人类活动对永定河流域径流变化影响定量研究[J]. 张利平,于松延,段尧彬,闪丽洁,陈心池,徐宗学. 气候变化研究进展. 2013(06)
[5]流域森林覆被变化对多峰暴雨洪水过程的影响[J]. 林峰,陈莹,陈芬,陈兴伟. 中国水土保持科学. 2010(05)
[6]联合国应如何组织人类开展有序应对气候变化问题的科学研究?——我们的思考和建议[J]. 叶笃正,董文杰. 气候变化研究进展. 2010(05)
[7]水文要素变异的人类活动影响研究进展[J]. 陈晓宏,涂新军,谢平,李艳. 地球科学进展. 2010(08)
[8]水文模型:回顾与展望[J]. 徐宗学. 北京师范大学学报(自然科学版). 2010(03)
[9]我国中东部逐时雨强时空分布及重现期的估算[J]. 姚莉,赵声蓉,赵翠光,周兵,张静,薛峰. 地理学报. 2010(03)
[10]推求中小流域暴雨洪水方法探讨[J]. 罗东. 气象水文海洋仪器. 2009(02)
硕士论文
[1]小流域雨型对山洪灾害临界雨量的影响研究[D]. 张李川.郑州大学 2017
[2]无资料小流域洪水叠加计算方法初探[D]. 邵利萍.浙江大学 2009
[3]无资料地区洪水计算与不确定性研究[D]. 童杨斌.浙江大学 2008
[4]基于地貌气候瞬时单位线理论的冯家圪垛流域汇流模型研究[D]. 林靓靓.北京林业大学 2008
[5]基于GIS的小流域产流计算方法研究[D]. 郭艺歌.华中科技大学 2005
[6]无资料地区水文分析与计算研究[D]. 柴晓玲.武汉大学 2005
本文编号：3640250
【文章来源】：郑州大学河南省211工程院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究意义
1.3 国内外研究现状
1.3.1 小流域设计洪水研究现状
1.3.2 环境变化对洪水的影响研究现状
1.3.3 存在的问题
1.4 主要研究内容及技术路线图
1.4.1 主要研究内容
1.4.2 技术路线图
2 研究区概况及基本资料
2.1 研究区自然地理概况
2.1.1 地理情况
2.1.2 气象水文
2.1.3 河流水系
2.1.4 境内站点
2.2 历史洪水及洪灾
2.3 本章小结
3 水文因子变化特征分析
3.1 研究方法
3.1.1 一元线性回归方程
3.1.2 Mann-Kendall秩次相关检验法
3.1.3 皮尔逊Ⅲ型概率分布函数
3.2 各因子变化特征和趋势分析
3.2.1 汛期降雨量变化特征和趋势分析
3.2.2 汛期洪峰流量变化特征和趋势分析
3.2.3 土地利用变化分析
3.3 本章小结
4 变化环境下小流域传统设计洪水方法修正
4.1 小流域传统设计洪水计算
4.2 小流域产流计算修正
4.2.1 前期影响雨量计算
4.2.2 径流深计算
4.2.3 变化年前后降雨径流相关图绘制
4.3 小流域汇流过程修正
4.3.1 数据的来源
4.3.2 地貌瞬时单位线模型(R-V GIUH)
4.3.3 基于DEM的R-V GIUH地貌参数的提取
4.3.4 流域水动力参数的获取
4.3.5 基于R-V GIUH理论的裴河流域汇流模型的建立与验证
4.4 小流域修正方法适用性探究
4.5 本章小结
5 基于HEC-HMS水文模型的小流域设计洪水计算方法
5.1 HEC模型概述
5.2 HEC模型计算
5.2.1 气象模块
5.2.2 流域模块
5.3 变化年前后模型参数的率定与验证
5.4 模型应用结果分析
5.5 模型参数敏感性分析
5.5.1 SCS产流模型CN值敏感性分析
5.5.2 流域滞时敏感性分析
5.5.3 马斯京根K值敏感性分析
5.6 适用性探究
5.7 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 主要创新点
6.3 不足与展望
参考文献
个人简历及硕士期间发表论文与研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于不同雨型的裴河小流域山洪灾害临界雨量分析[J]. 沈天元,马细霞,郭良,张李川. 水文. 2018(06)
[2]变化环境下气象水文预报研究进展[J]. 雷晓辉,王浩,廖卫红,杨明祥,桂梓玲. 水利学报. 2018(01)
[3]气候变化对洪水灾害影响研究进展[J]. 方建,杜鹃,徐伟,史培军,孔锋. 地球科学进展. 2014(09)
[4]气候变化和人类活动对永定河流域径流变化影响定量研究[J]. 张利平,于松延,段尧彬,闪丽洁,陈心池,徐宗学. 气候变化研究进展. 2013(06)
[5]流域森林覆被变化对多峰暴雨洪水过程的影响[J]. 林峰,陈莹,陈芬,陈兴伟. 中国水土保持科学. 2010(05)
[6]联合国应如何组织人类开展有序应对气候变化问题的科学研究?——我们的思考和建议[J]. 叶笃正,董文杰. 气候变化研究进展. 2010(05)
[7]水文要素变异的人类活动影响研究进展[J]. 陈晓宏,涂新军,谢平,李艳. 地球科学进展. 2010(08)
[8]水文模型:回顾与展望[J]. 徐宗学. 北京师范大学学报(自然科学版). 2010(03)
[9]我国中东部逐时雨强时空分布及重现期的估算[J]. 姚莉,赵声蓉,赵翠光,周兵,张静,薛峰. 地理学报. 2010(03)
[10]推求中小流域暴雨洪水方法探讨[J]. 罗东. 气象水文海洋仪器. 2009(02)
硕士论文
[1]小流域雨型对山洪灾害临界雨量的影响研究[D]. 张李川.郑州大学 2017
[2]无资料小流域洪水叠加计算方法初探[D]. 邵利萍.浙江大学 2009
[3]无资料地区洪水计算与不确定性研究[D]. 童杨斌.浙江大学 2008
[4]基于地貌气候瞬时单位线理论的冯家圪垛流域汇流模型研究[D]. 林靓靓.北京林业大学 2008
[5]基于GIS的小流域产流计算方法研究[D]. 郭艺歌.华中科技大学 2005
[6]无资料地区水文分析与计算研究[D]. 柴晓玲.武汉大学 2005
本文编号：3640250
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