黃河中下游泥沙預(yù)報模型研究.pdf

1、天然河流中的泥沙預(yù)報，是一個在學(xué)術(shù)上及應(yīng)用上都具有重要意義的研究課題。黃河因沙多水黃而聞名，黃河的泥沙預(yù)報是一項難度很大、研究問題極為復(fù)雜的挑戰(zhàn)性課題，又是治黃生產(chǎn)實踐迫切需要解決的一項重大課題，目前國內(nèi)外尚無可借鑒的成熟經(jīng)驗和方法。本文針對黃河科學(xué)治理和合理開發(fā)的迫切需要，研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面： (1)參考洪峰預(yù)報和洪水過程預(yù)報精度評價思路，建立了次洪輸沙量、最大含沙量、含沙量過程預(yù)報精度評價的指標(biāo)。 (2)孤

2、山川全流域位于多沙粗沙區(qū)，99.7％的面積位于粗泥沙集中來源區(qū)，是最易產(chǎn)生高含沙洪水的地區(qū)，因此選其作為河龍區(qū)間典型支流。首先計算出暴雨中心不同百分比雨量(10％～100％，間隔10％)最短歷時及雨強，再通過優(yōu)選找出其影響水沙的主要雨強因素，從而建立考慮面平均雨量、暴雨中心最優(yōu)百分比雨強的次洪降雨輸沙預(yù)報模型。 (3)龍門含沙量是吳堡及吳龍區(qū)間來水來沙共同造成的，參照洪水預(yù)報中合成流量的概念，引入合成含沙量概念，反映來水來沙空間

3、分布和干支流水沙的耦合性；在方案中引入了預(yù)報站洪峰流量作為輸沙動力因子，使預(yù)報精度進一步提高。 (4)選用龍門站1956～2003年洪峰流量在起報標(biāo)準(zhǔn)5000m<'3>/s以上的洪水85場，以吳堡含沙量、輸入站合成含沙量、Q<,m龍><'α>p<,吳><'β>和Q<,m龍><'α>p<,合><'β>為自變量，考慮洪水不同來源，建立了基于統(tǒng)計途徑的最大含沙量預(yù)報模型。模型在“03·7”山陜區(qū)間洪水中進行了應(yīng)用，龍門站預(yù)報值為140

4、kg/m<'3>，較實測值偏大13kg/m<'3>，小于允許誤差60kg/m<'3>，結(jié)果比較滿意。 (5)挑選夾河灘站1960～2003年89場洪水，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，根據(jù)夾河灘站洪水沙峰主要受花園口站洪水沙峰、夾河灘站洪峰流量的影響，建立了夾河灘站洪水最大含沙量預(yù)報模型。該模型在“04·8”洪水中進行了應(yīng)用，預(yù)報值為258.6kg/m<'3>，實測值為270kg/m<'3>，相對誤差為-4.2％，在精度要求范圍內(nèi)，且高于

5、夾河灘站基于統(tǒng)計途徑的結(jié)果。 (6)含沙量過程預(yù)報處于探索階段，目前尚缺乏評價其模型性能的合理標(biāo)準(zhǔn)。本論文從兩方面進行考慮，用確定性系數(shù)評價預(yù)報過程和實測過程的形狀相似度，用絕對誤差和相對誤差評價洪水過程輸沙總量。 (7)首次將雙值挾沙力公式引入不平衡輸沙模型，對花園口至夾河灘河段洪水含沙量過程預(yù)報進行研究，結(jié)果表明該模型可用于含沙量過程預(yù)報。 (8)系統(tǒng)響應(yīng)函數(shù)法是以系統(tǒng)概念為基礎(chǔ)的水文學(xué)方法，在洪水預(yù)報方面得