（水利工程专业论文）于桥水库汛限水位动态控制应用研究.pdf

中文摘要 天津市水资源短缺，给经济和社会发展带来了严重影响，特别是自1 9 9 7 年 以来海滦河流域连续干旱，造成天津市水资源严重短缺，2 0 0 1 ) - - 2 0 0 4 年四次实 施“引黄济津”，天津市才得以度过水荒。于桥水库作为天津市唯一的山区大型水 库同时又是引滦凋j i 了水库，其防洪与供水效益显著，地位十分重要。于桥水库的 雨洪资源利用直接关系到天津市经济社会的可持续发展。 本论文结合于桥水库的实际情况和在防洪、城市供水中的重要作用，在不降 低水库防洪标准的前提下，运用模糊理论及其他方法，开展于桥水库汛限水位动 态控制研究，分期设定汛限水位最大限度地发挥于桥水库防洪与蓄水效益，在 保证防洪和工程安全的前提下，减少弃水，促进洪水资源化，提高天津城市供水 保汪率，具有重要意义。主要研究内容分为以下五部分。 第一部分：广泛了解国内外汛限水位动态控制应用研究的发展现状，为本论 文提供理论背景知识；提出本论文的主要研究内容。 第二部分：运用气象成囚与降雨资料统计法、洪水演变规律法、模糊集法， 三种方法确定于桥水库汛期分期。 第三部分：利用模糊集方法研究于桥水库现有洪水预报方案精度应用于汛限 水位动态控制的可行性。 第四部分：利用模糊集方法研究天津市气象台发布的降雨预报应用于于桥水 库汛限水位动态控制的可行性。 第五部分：采用模糊集方法、不跨朗选样法分析计算后汛期汛限水位及各防 洪特征水位；研究成果对防洪、兴利影响；对成果进行效益风险分析。 关键词： 水库防洪供水模糊集法特征水位 汛限水位动态控制 a b s t r a c t t h et i a n j i n sl a c k i n gw a t e rr e s o u r c eb r i n g st h eg r a v ee f f e c tt od e v e l o p m e n to f e c o n o m ya n dc o m m u n i t y , p a r t i c u l a r l yt h ec o n t i n u o u s l ya r i d i t yo c c u r r e di nh a i l u a n r i v e rb a s i ns i n c e19 9 7 ，w o r k st h et i a n j i n sg r a v el a c k i n gw a t e rr e s o u r c e s ；a n d 2 0 0 0 2 0 0 4y e a rf o u rt i m e si m p l e m e n t s ”w a t e rd i v e r s i o nf r o my e i l o wr i v e rt o t i a n j i nm u n i c i p a l i t y ”h e l pt i a n j i nt os p e n dw a t e rs h o r t a g e y u q i a ow h i c hi st h eo n l y o n el a r g em o u n t a i n o u sa r e ar e s e r v o i ra n db a l a n c i n gr e s e r v o i rf o ry i n l u a np r o j e c ti n t i a n j i ne x e r t sp r o m i n e n tf l o o dc o n t r o la n dw a t e rd e l i v e r y t h eu t i l i z a t i o no fy u q i a o r e s e r v o i r sr a i na n df l o o dr e s o u r c ed i r e c t l ya f f e c t st i a n j i ne c o n o m ya n dc o m m u n i t y s s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t t h ep a p e rw h i c hc o n s i d e r sa c t u a lc i r c u m s t a n c ea n di m p o r t a n tf u n c t i o n so ff l o o d c o n t r o la n dw a t e rd e l i v e r yo fy u q i a or e s e r v o i rs t u d i e sd y n a m i cc o n t r o lf o rl i m i t e d w a t e rl e v e lb e f o r ef l o o do fy u q i a or e s e r v o i rb ya p p l y i n gf u z z yt h e o r ya n do t h e r m e t h o d i nt h es t u d y , t h el i m i t e dw a t e rl e v e lb e f o r ef l o o di se n a c t m e n tb ys t a g e si n o r d e rt oe x e r tt h eb e n e f i to ff l o o dc o n t r o la n dw a t e ra c c u m u l a t i o na sg r e a ta sp o s s i b l e a n dd e c r e a s ew a s t ew a t e ra n dt r a n s l a t et ow a t e rr e s o u r c e ，t h e ni m p r o v eg u a r a n t e er a t e o fw a t e rs u p p l yo ft i a n j i n 1 1 1 es e c u r i t yo ff l o o dc o n t r o la n dp r o j e c ti se n s u r e di n s c h e m e t h em a i nc o n t e n ti sd i v i d e dt of i v es e c t i o n s t h ef i r s ts e c t i o n ：t h em a i nr e s e a r c hc o n t e n ti sb a s e do nw i d e l yc o m p r e h e n d i n g t h ed e v e l o p m e n to f a p p l i c a t i o ni nd y n a m i cc o n t r o lf o rl i m i t e dw a t e rl e v e lb e f o r ef l o o d i nt h ew o r l d ，w h i c hp r o v i d e st h e o r e t i ce l e m e n t s t h es e c o n ds e c t i o n ：t h es t a t i s t i c sm e t h o dw i t hm e t e o r o l o g i c a lc a u s ea n dr a i nd a t a ， t h ef l o o de v o l v e m e n tm e t h o da n df u z z ys e tm e t h o da r ea p p l i e dt oc o n f i r mt h es t a g e s o ff l o o ds e a s o no f y u q i a or e s e r v o ir t h et h i r ds e c t i o n ：f u z z ys e tm e t h o di su s e dt or e s e a r c hf e a s i b i l i t yo fd y n a m i c c o n t r 0 1f o rl i m i t e dw a t e rl e v e lb e f o r ef l o o db yu t i l i z i n gt h en o wa v a i l a b l ef l o o d f o r e c a s ts c h e m e s a c c u r a c y t h ef o u r t hs e c t i o n ：f u z z ys e tm e t h o di su s e dt or e s e a r c hf e a s i b i l i t yo fy u q i a o r e s e r v o i r sd y n a m i cc o n t r o lf o rl i m i t e dw a t e rl e v e lb e f o r ef l o o db yu t i l i z i n gt h e r a i n f a l lf o r e c a s tr e l e a s e db yt i a n j i nm e t e o r o l o g i c a lo b s e r v a t o r y t h ef i f t hs e c t i o n ：f u z z ys e tm e t h o da n dn o n s t e ps a m p l i n gm e t h o da r eu s e dt o a n a l y z el i m i t e dw a t e r 】e v e lb e f o r ef l o o da n df l o o dc o n t r o lc h a r a c t e r i s t i cw a t e r1 e v e l i n f l u e n c eo fr e s e a r c hi m p o s e do nf l o o dc o n t r o la n db e n e f i ta n dc a r r yo br i s ka n a l y s i s t ot h er e s u l t s k e yw o r d s ：r e s e r v o i r f l o o dc o n t r o lw a t e rd e l i v e r y f u z z ys e tm e t h o d c h a r a c t e r i s t i cw a t e rl e v e l d y n a m i cc o n t r o lo f l i m i t e dw a t e rl e v e lb e f o r ef l o o d 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作和取得的研究成果，除了文中特另i j d i i 以标注和致谢之处外，论文中 不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津 大堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作 的同志对奉研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表 示了谢意。 学位论文作者签名：芝叠叠眩 签字日期：州年，咱，。日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解天生大堂有关保留、使用学位论文 的规定。特授权天鲞大堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有 关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编 以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件 和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位敝作者躲强戤新繇钐超 签字日期：r 年f l , , - 月f o日签字日期：m 年f z 月r j 曰 第一章绪论 第一章绪论 1 1 于桥水库的作用及其水资源利用现状 1 1 1 于桥水库基本情况 于桥水库位于天津市蓟县城东的蓟运河左岸支流州河出山口处，控制流域面 积2 0 6 0 平方公里。1 9 5 9 年1 2 月动工兴建，1 9 6 0 年7 月建成投入运用，当时主 要任务是防洪和农业灌溉，建筑物包括拦河坝、放水洞和临时溢洪道。 7 5 8 ”河 南大水后，水库按1 0 0 0 年一遇洪水设计、可能最大洪水校核的防洪标准进行了 除险加固，1 9 8 1 年增建了开敞式堰闸型溢洪道。为适应引滦输水要求，1 9 8 1 1 9 8 3 年实施了坝顶加高、坝坡加固及坝基截渗排水等增容加固工程。引滦入津工程建 成后，于桥水库作为引滦工程调蓄水库，现已成为以防洪和城市供水为主，兼顾 发电、灌溉等多重任务的大i 型调蓄水库。 于桥水库在汛期的调度运用原则是，供水服从防洪，下游农村排涝服从水库 泄洪，水库泄洪兼顾农村排涝。在确保大坝安全前提下，充分发挥水库拦洪作用， 利用雨洪资源。 图1 - 1 于桥水库流域图 第一章绪论 1 1 2 于桥水库汛限水位动态控制研究的目的和意义 我市地处华北地区，水资源短缺，给天津市的经济和社会发展带来了严重 影响，特别是自1 9 9 7 年以来海滦河流域连续干旱，造成天津市水资源严重短缺， 2 0 0 0 - - - 2 0 0 4 年四次实施引黄济津，天津市才得以度过水荒。于桥水库作为天津 市唯一的山区大型水库同时又是引滦调节水库，其防洪与供水效益显著，地位十 分重要。于桥水库的雨洪资源利用直接关系到天津市经济社会的可持续发展。 但由于缺乏对水库洪水的深入研究，仅根据设计洪水制定相应的水库调度 运用方案，限制了水库效益的充分发挥。据统计，于桥水库在1 9 9 4 1 9 9 8 年累计 弃水9 3 1 亿立方米，在1 9 6 0 - - 1 9 9 9 年的4 0 年的实际运用中，只有5 个大水年汛 末蓄满兴利库容，而这5 年中，为减少库区洪淹损失，防洪库容不能充分利用， 大量弃水，既造成了水资源的严重流失，也给下游地区带来了洪涝灾害，水库防 洪安全与蓄水需要成为当前的主要矛盾。 本论文结合于桥水库的实际情况和在防洪、城市供水中的重要作用，在不 降低水库防洪标准的前提下，运用当代比较成熟的理论方法和技术手段，开展于 桥水库汛限水位动态控制研究，最大限度地发挥于桥水库防洪与蓄水效益，在保 证工程安全的前提下，减少弃水，促进洪水资源化，提高天津城市供水保证率， 具有重要意义。 1 2 国内外研究进展 水库汛期防洪限制水位的设置，本质上是为了协调水库运行管理中兴利与防 洪之间的矛盾关系【”。该水位的设定，一般是规定各水库在每年汛期来临时期某 固定的时间，要把库水位控制在某一固定水位以下。这样，汛期洪水来l 临之时， 才有足够的库容调蓄洪水，为下游防洪做好准备。可以说汛期防洪限制水位的设 定对保障人民的生命财产安全起到了很大的作用【2 1 。 但是，另一方面，水库在承担调洪任务的同时，也承担着供水兴利任务，这 就要求防洪限制水位的设定不能太低，以保证一定的供水能力。因此，汛限水位 便构成防洪与兴利的矛盾统一体，特别是随着经济发展，有效水源保障成为工农 业发展的首要条件，缺水城市的水源供需矛盾日益尖锐，城市水源地一水库的防 洪与蓄水矛盾问题研究非常紧迫。 2 第一章绪论 美国选择了以强制性洪水保险为导向推动洪泛区管理的模式，形成了以洪水 保险非工程措施与工程措施相结合的防洪方针。在调度图范围内，水库严格按照 调度规则实时调度。日本在推进综合治水的模式中，推行了以高投入、高技术建 设完善的防洪工程体系为主，以非工程措施增强应急能力为辅的方针。 由于社会管理体制与运作机制不同，经济实力与技术实力等也大不一样，我 国在借鉴国外先进经验的基础上，逐步探索适合我国国情的方法。考虑到经济条 件，我国水利专家为解决上述问题，陆续提出了不同的观点和方法，具体如下： 二十世纪六、七十年代研究提出了利用洪水预报的“预蓄预泄”汛限水位上下 浮动方法，这种方法对于“年内发生一次洪水概率高”的水库效益较明显，达到既 保证水库防洪安全，又有效利用洪水资源的效果。二十世纪八十年代末研究提出 了“预报调度方式及规则”控制汛限水位方法，即研究归纳出考虑降雨径流或定性 降雨预报的调洪规则，要求利用这一规则确定的汛限水位能够安全地调节原设计 的各种频率洪水，满足水库及上下游设计的防洪要求。辽宁省供水局批准在六座 水库实施这种方法，经1 9 9 5 年超原设计标准特大洪水考验，专家论证是可行的 9 1 。 上述方法较原设计有较大改进，但都没有违背传统的设计理论与观念。即基 于频率统计原理，假定洪水是一随机现象，年际问的洪水是独立不相关的，每年 发生设计洪水的概率相等，水库运行时不允许违背原设计思想，要求年年预防设 计、校核或上下游防洪标准洪水的准备，要求洪水来临时，库水位不得高于原设 计的汛期限制水位。这种理念将人们的注意点集中于小概率事件上，时刻防止小 概率事件出现，即要求下次洪水起涨前必须将抬高的库水位预泄至原规划设计的 汛限水位，风险率保持原设计水平；若预报有降雨发生，便将做发生设计标准洪 水来临的准备，着眼于控制小概率事件所确定的汛期限制水位。 实际上，水库建成进入运行阶段，汛限水位控制所依据的信息比较设计阶 段丰富得多，不仅有基于随机理论的统计信息，还有实际监测的确定性信息和基 于物理成因理论计算的比较确定性的信息，还有基于上述信息和调度经验分析给 决策人提供的模糊性信息。因此，利用运行阶段的各种信息，建立实时运用汛限 水位控制的新理念是必要的，这一新理念是研究汛限水位控制新方法的基础。 实时运用汛限水位控制的新理念，将综合利用现代科学技术提供的遥测、 预报与统计等一切有用信息，预测最可能发生事件与最不可能发生事件，并利用 弥补措施预防非常事件，安全经济地确定一个允许动态控制的汛限水位域。 3 第一章绪论 基于新理念研究汛期限制水位动态控制方法，是这一学科领域发展的新趋 势，是充分利用洪水资源的关键性学科前沿课题，大连理工大学、国家防汛抗旱 总指挥办公室编写出版的“水库防洪预报调度方法及应用”( 北京：中国水利水电 出版社，1 9 9 6 ) 中提出了基本思想、方法与初步研究应用成果，2 0 0 2 年2 0 0 4 年国家防汛抗旱总指挥部办公室，又将“水库汛期限制水位动态控制方法”列为水 利部重大项目的专题进行研究，并以碧流河、莅窝、自龟山、丹江口水库为研究 应用事例，通过水利部组织的专家评定与验收，达到“可逐步扩大试点”的程度。 国家防总针对我国北方水资源严重短缺而水库汛期汛限水位“静态控制”造 成水资源极大浪费现象，于2 0 0 2 年将“水库汛限水位设计与应用”课题列为部 重大项目研究，其中“水库汛限水位动态控制应用研究课题”基于洪水资源利用 的新理念，首次将现代的水文、气象预报等综合信息集成进行研究应用。 因此，当今国内外汛限水位动态控制应用研究课题是一新兴、前沿研究方向。 本论文针对于桥水库的实际情况和在防洪、城市供水中的重要作用，结合于桥水 库存在上游中小型水库引水、库区围埝、跨流域库群联调等复杂特点开展研究必 将产生广泛、深远的意义。 1 3 论文主要研究内容 当前水库汛限水位动态控制研究是一新兴课题，对缓解我国北方城市水源供 需矛盾，促进国民经济健康、持续发展具有重要意义。本论文参考国内外汛限水 位动态控制应用研究最新技术，确定汛期分期、于桥水库现有洪水预报方案及当 前精度下的降雨预报运用于动态汛限水位的可行性、分期汛限水位上下限值。本 论文主要内容如下： 1 、广泛了解国内外汛限水位动态控制应用研究的发展现状，为本论文提供 理论背景知识；提出于桥水库汛限水位动态控制研究的必要性、紧迫性。 2 、运用气象成因与降雨资料统计法、洪水演变规律法、模糊集法，三种方 法确定于桥水库汛期分期。 3 、利用模糊集方法研究于桥水库现有洪水预报方案精度、天津市气象台发 布的降雨预报应用于汛限水位动态控制的可行性。 4 、采用模糊集方法、不跨期选样法分析确定后汛期汛限水位及各防洪特征 水位，得出结论。 4 第二章于桥水库汛期分期研究 第二章于桥水库汛期分期研究 在文献 1 中，汛期定义为：江河连续涨水的时期。通常有两种含义：一是 指河水自然起涨至回落的时期：另一是指河水上涨和回落至某一水位( 或流量) 须进行防守的时段，即防汛期。由于第一种含义一般难以明确界定，因此在实际 工作中大多采用第二种含义。即规定河水开始超过防守流量q ，( 或水位) 时进 ， 入汛期。文献 2 中给出“江河洪水在一年中集中出现明显的时期，称为汛期。” 文献 3 中亦给出“汛期，即江河中由于流域内季节性降雨、融冰、化雪，引起 定时性水位上涨的时期”。上述汛期的定义，可概括用数学语言表达为【4 】： 定义1 根据某一特定的地区和流域的具体状况，选取合适的指标e 作为划 分“汛期”的依据：在给定的一水文时间论域内，若v ( 存在) 时刻 f s ，使得圪 且所有括时刻之前的e ，均小于易t i 一5 0 m m 降水日数变化曲线 同样，从图2 - 2 可以看到6 9 月集中了全年暴雨日数的9 7 2 ，而7 、8 月 是蓟县一年之中暴雨出现日数最多的月份，两个月集中了暴雨日总数的7 9 8 ， 可见7 、8 月暴雨日的集中程度比降水量的集中程度高。 从旬降水量分布图2 - 3 可以看到，从5 月下旬开始，降水增多明显，旬平均 降水量由8 8 m m 增加到1 8 1 m ，此后逐旬增多，到7 月下旬达到极值9 9 3 n u n ，8 月上旬为次极值，其后逐句减少，1 0 月上旬仍为两位数，到1 0 月中旬降为1 位 数。从表2 - 3 可以看到蓟县旬降水量的集中程度。其中7 月中旬到8 月上旬3 旬 的降水总量占全年3 6 旬降水总量的3 8 8 。 7 第二章于桥水库汛期分期研究 图2 - 3 旬平均降水量曲线 表2 - 3 蓟县气象站不同旬降水量集中程度 序号月份降水量占全年降水量百分比( ) l7 下9 9 31 5 1 27 下一8 上1 8 2 62 7 7 3 7 中一8 上 2 5 6 03 8 8 4 7 中一8 中 3 0 9 94 7 0 57 中一8 下3 5 4 65 3 8 67 上一8 下4 0 2 56 1 0 图2 46 - 1 0 月各旬5 0 舢降水日数变化曲线 图2 - 56 - 1 0 月各旬l o o m m 降水日数变化 图2 4 和图2 - 5 分别为1 9 5 7 2 0 0 3 年各旬， 5 0 m m ( 暴雨) 和l o o m ( 大暴 雨) 的降水日数变化曲线，可以看到：暴雨日数主要出现在7 月中旬至8 月下旬， 第二章于桥水库汛期分期研究 占总次数7 7 1 ；大暴雨日数主要出现在7 月中旬至8 月中旬，占总次数的8 2 4 。 最多均出现在7 月下旬至8 月上旬，占总次数5 2 9 。 为了比较清楚地看出日降水量的演变情况，对1 9 5 7 2 0 0 3 年蓟县多年平均 的逐日降水量进行了5 天滑动处理，图2 6 为5 天滑动曲线。 图2 - 6 蓟县1 9 5 7 2 0 0 3 年4 - 1 0 月逐日降水量的5 天滑动曲线 从图2 - 6 可以看到，7 月2 1 2 5 日的5 天滑动平均降水量为全年最高值， 在此之前降水量逐日增多，此后呈逐渐减少的趋势。在上升段内，降水量增幅 最大的日期起点是7 月1 9 2 4 日后的5 天滑动。在下降过程中，8 月3 7 日后的5 日滑动下降速率最大，之后降水量无明显回升。图2 - 6 中左边的短横 线与曲线交点基本对应于中国农历的大暑节气( 7 月2 1 2 3 日) ，右边的长横 线与曲线左边的交点对应于立秋节气( 8 月7 8 日) 。所以，可确定7 月2 l 8 月8 日之间为主汛期。另外，通过分析蓟县资料与库区上游遵化气象站的资 料发现，二者降水分布特点大体相同，故利用蓟县资料划分的汛期、主汛期、 汛后期具有代表性。 2 1 2 降雨资料统计法的汛期分期初步结论 通过以上对蓟县降水的综合分析可以确定出于桥水库的汛期、主汛期、后汛 期。 6 3 9 2 0 日为于桥水库的汛期。 7 月2 1 8 月8 日为于桥水库的主汛期。 8 月9 2 0 日为过渡时期。 8 2 1 9 2 0 为于桥水库的后汛期。 9 第二章于桥水库汛期分期研究 2 2 洪水季节演变规律法确定汛期分期 2 2 1 州河流域历史大洪水的发生日期统计分析 根据华北、东北近五百年旱涝史料、清代档案史料及河北省洪水调 查资料等文献，自清代同治年间以来，州河于桥河段的大洪水年份有1 8 7 2 、 1 8 9 4 及1 9 4 9 年等，经河北省水利设计院1 9 6 5 年复核，上述三年洪水的洪峰流 量分别为4 0 0 0 m 3 s 、3 4 8 0 m 3 s 及3 1 4 0 m 3 s ，洪灾描述如表2 - 4 。 表2 - 4 于桥河段历史洪水洪灾描述 年、月洪灾描述资料来源 1 8 7 2 年 蓟县：大水造成灾荒，人饿死很多，逃难的人躺满县城大街 华北、东北近五百年 ( 同治十一 直求地方上年大水为灾，六月( 公历7 月6 日8 月3 日) 迭降大 旱涝史料) 1 6 1 页 年) 雨，山水陡发，宝坻、蓟县、天津受灾 1 8 9 4 芷 蓟县：大水，大雨连下四十天。雨量达1 2 0 0 n m a ，东西都飘起 华北、东北近五百年 ( 光绪二十来，二十一年造成饥荒。饿死许多人阴历五月十八( 公历6 月2 1 年) 日) 连下雨四十天，水进南门，住户炕都没了，人死很多 旱涝史料1 6 3 页 华北、东北近五百年 1 9 4 9 年8 月蓟县：大水 旱涝史料1 7 0 页 从表2 - 4 可见，1 8 7 2 、1 8 9 4 、1 9 4 9 年洪水虽有洪峰流量调查值，但洪峰流量 的出现日期却难以确定。 在于桥水库年最大设计洪水计算中，曾考虑了1 9 4 9 年洪水。为分析1 9 4 9 年 洪峰流量的出现日期，本次查阅了有关资料。从邻近流域来看，潮白河密云水库 1 9 4 9 年洪峰流量( 5 7 2 0 m 3 s ) 出现在7 月3 1 日，还乡河崖口站1 9 4 9 年洪水 ( 9 6 0 m 3 s ) 出现在8 月7 日8 日；由于三河、遵化、蓟县、九王庄等雨量站 1 9 4 9 年均无观测资料，现有资料，尚无法确定于桥水库1 9 4 9 年洪水的出现日期。 2 2 2 于桥水库实测洪水的季节变化规律统计分析 统计于桥水库1 9 5 3 1 9 9 8 年年最大洪峰流量的出现时间，见表2 5 。 表2 - 5 于桥水库年最大洪峰流量发生时间统计 7 月8 月 项目6 月9 月 1 0 月合计 上旬中旬下旬上旬中旬下旬 出现次数 1l7“1 1644l4 6 年最大洪峰流量 百分率( ) 2 22 21 5 22 3 92 3 91 3 o8 78 72 2l o o 大于或等于1 0 0 0 m 3 s 出现次数 354ll1 4 的年最大洪峰流量 百分率( ) 2 i 43 5 72 8 67 17 11 0 0 大于或等于2 0 0 0 m 3 s 出现次数 l2l4 i o 第二章于桥水库汛期分期研究 i 的年最大洪峰流量 唇分率( ) 2 5 05 0 o2 5o1 0 0 l 一的年晟大5 洪= 3 峰0 0 流0 m 量j s 出现次数1l 百分率( ) 1 0 0 1 0 0 从表2 5 可见，在4 6 年资料中，年最大洪峰流量有3 1 年出现在8 月上旬以前， 占6 7 4 ，其中有2 2 年出现在7 月下旬至8 月上旬，占4 7 8 ：在年最大洪峰流 量大于或等于1 0 0 0 m s s 的1 4 年中，有1 2 年出现在8 月上旬以前，占8 5 7 ，其 中的9 年出现在7 月下旬至8 月上旬，占6 4 3 ；在年最大洪峰流量大于或等于 2 0 0 0 m 3 s 的4 年中，有3 年出现在8 月上旬以前，占7 5 0 ，其中的2 年出现在 7 月下旬至8 月上旬，占5 0 0 ；在4 6 年中，只有1 9 6 6 年洪峰流量超过3 0 0 0 m 3 s ， 其出现时间为7 月2 9 日。 2 2 3 洪水演变规律法的汛期分期初步结论 于桥水库以上流域年最大洪水主要出现在8 月上旬以前，尤其集中于7 月下 旬至8 月上旬，在这一时期，无论是洪水的出现频次还是量级，都达到了顶峰， 8 月中旬基本是各种气象要素变化的转折期，也是洪水特性变化的过渡期。 2 3 降雨资料的模糊集分析法确定汛期分期 由前面的讨论已经知道，汛期、非汛期，前汛期、主汛期、后汛期的划分具 有模糊性。非汛期与汛期之间，前汛期与主汛期之间，主汛期与后汛期之间存在 着差异，但从差异的一端向另一端变化，中间要经历一个渐变的连续过程一中介 过渡性【7 】嗍；也就是说，非汛期与汛期之间，前汛期与主汛期之间，主汛期与后 汛期之间分界不清晰，很难用具体日期来分界，即客观上存在一个连续变化的过 渡时期，如何来描述过渡时期内特性的平稳过渡，目前多数采用美国l a z a d e h 教授提出的模糊集合论。 基于汛期描述的模糊集合论1 2 3 】的观点，认为汛期属于模糊概念，可以作为一 年时间论域r 中的一个模糊子集彳，非汛期也是一个模糊子集a ，因此可用隶属 函数加以描述，即对于任一元素t ，t e t , 可以确定一个映射 ：t - - 0 ，1 c i 专( f ) ( 2 1 ) 式中_ ( f ) 为元素t ( 时间) 隶属于子集a ( 汛期) 的隶属度，其物理意义 第二章于桥水库汛期分期研究 是：由一年3 6 5 天组成论域r 中的全体元素，每个元素对应着闭区间：【o ，1 】中的 一个无单位数。此数表示时间或元素t 对于汛期4 的隶属程度，记为( t ) ，简 = 称为隶属度。若( f ) = l ，说明这一时间完全属于汛期，称之为主汛期；相反， 若( f ) = o ，则完全属于非汛期；若o 0 7 达到乙级水平，可用于作业预 报。 表3 1大伙房产流模型优选参数 参数涵义参数符号参数值参数涵义参数符号参数值 蒸发损失 e 61 表层蓄水容鼍分配特性系数 a1 6 8 蒸发损失 e 71 5 线型分配系数 b2 1 8 蒸发损失 e 87 7 表层蓄水容量s o 6 0 蒸发损失 e 99 下层蓄水容量 u 02 0 0 下渗消退系数 k 11 2 深层蓄水容量 d 04 4 0 表3 - 2大伙房产流模型模拟计算结果 序 洪号起始时结束时总降实测径预报净绝对差相对差 径流系 号间间雨流r i雨( n )a r i( ) 数a ( r a m ) ( m l l ，_ )m m ) 11 9 9 0 0 7 3 07 - 3 0 ：0 8 8 - 0 1 ：0 81 0 7 82 7 82 7 0 一o 82 80 2 5 8 21 9 9 1 0 7 1 87 一1 8 ：0 87 - 2 3 ：0 81 4 6 44 2 53 3 19 42 2 00 2 9 0 3 1 9 9 1 0 7 2 77 - 2 7 ：0 87 - 3 0 ：0 88 3 13 02 4 25 81 9 30 3 6 41 9 9 4 0 7 0 67 - 0 6 ：0 87 - 1 0 ：0 81 4 6 13 2 33 0 32 06 10 2 2 l 51 9 9 4 0 7 117 一l l ：0 87 - 1 5 ：0 81 1 6 94 54 5o0 o0 3 8 5 61 9 9 5 0 7 2 87 - 2 8 ：0 87 - 3 0 ：0 89 6 52 02 2 62 61 3 o0 2 0 7 71 9 9 5 0 8 0 28 - 0 2 ：0 88 - 0 7 ：0 81 0 5 i6 05 2 47 61 2 60 5 7 0 8 1 9 9 5 0 8 1 68 - 1 6 ：0 88 - 1 7 ：0 85 83 0 1 2 7 - 1 7 35 7 8 0 5 1 7 91 9 9 6 0 7 2 77 - 2 7 ：0 87 - 3 l ：0 89 1 83 6 63 8 41 85 00 3 9 9 i 01 9 9 6 0 8 0 18 一o l ：0 88 0 4 ：0 81 6 3 69 09 4 84 85 30 5 5 0 1 11 9 9 6 0 8 0 48 - 0 4 ：0 88 - 0 6 ：0 89 1 86 86 8一o o lo 00 7 4 1 1 21 9 9 6 0 8 0 98 0 9 ：0 88 1 3 ：0 89 l6 0 36 1 31 o1 60 6 6 3 1 3 1 9 9 8 0 7 0 57 - 0 5 ：0 87 - 0 7 ：0 8 9 4 41 2 52 2 4 9 97 9 10 1 3 2 1 41 9 9