汤河水库汛期分期定量分析.pdf

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1、第7期总第217期农业科技与装备No．7TotalNO．2172012年7月AgriculturalScience&TechnologyandEquipmentju1．2012汤河水库汛期分期定量分析高树天1，刘潇(1．沈阳市水利建筑勘测设计院，沈阳110015；2．沈阳市水利局棋盘山国际风景旅游开发区水利分局，沈阳110163)摘要：以汤河水库为实例，针对分期汛限水位方案所涉及到的汛期分期进行分析研究。采用目前国内使用较为广泛的3种水库汛期分期定量分析方法，对汤河水库汛期进行优化分期。综合3种方法的分期结果，参照当前水库调度采用的分期方案，得出汤河水库汛期分期优化方案。关键词：汛限分期；

2、数理统计法；模糊集合分析法；层次聚类法；优化方案中图分类号：TV697文献标识码：A文章编号：1674—1161~012)07—0061—03水库分期汛限水位方案的制定和调整是以汛期为9．16m3／s。本文选取的反映水库暴雨洪水变化特性分期为前提条件的。通过对水库汛期的合理划分．可的5个因子为：暴雨天数、旬平均降雨量、旬最大1日以达到合理优化调整水库分期汛限水位的目的，在不降雨量、旬最大3日降雨量、旬平均入库流量。汛期分增加防洪风险的前提下，增加水库的防洪与兴利效期主要考虑的是降雨和洪水在流域上年内的变化．故益。目前，众多专家学者针对汛期具有过渡性、不确定选取的因子特征值均为旬多年平均值。

3、性、随机性的变化特征，在水库汛期分期的实践中形23种分析方法的分期结果成了多种汛期分期分析方法。2．1数理统计法1水库基本指标选择根据汤河水库现有资料，以汛期最大日降雨量≥本文基于水库控制流域的降雨、入库洪水资料来50mm在各时段发生天数为指标．统计其汛期不同进行分析。降雨资料采用水库控制流域的8个雨量站时段的发生频率，来确定汛期分期的划分点。统计结1968-2005年日平均降雨量资料：水库多年平均降果见表1。根据水库流域暴雨发生及形成洪水的入库雨量为770mm：降雨年内分配不均，多集中在汛期洪峰流量的特点，选择日平均流量分别≥100m3／s、(6—9月)，汛期多年平均降雨量为528mm，

4、占全年≥200m3／s、≥300m3／s这3个指标，分析其在6—9降雨量的68．7-％。入库流量资料取汤河水库1969—月问发生的次数，统计结果见表2。2005年日平均入库流量资料：水库多年日平均流量由表I和表2可以看出：汤河水库在7月下旬一表1汤河水库日降雨量≥50mm天数统计表Table1Statisticsondaysofdailyprecipitationi>50millatTangheReservoir8月中旬最大日降雨量t>50mm的发生频率为综合以上降雨量及流量发生频率分析，汤河水库汛期70．7％；日平均流量为100～200m3／s的发生频率为降雨与流量主要集中于7月下旬一8

5、月中旬。结合该79．4％；日平均流量为200～300m3／s的发生频率为流域大气环流背景分析，可以确定汤河水库汛期分期86．7％；日平均流量300m3／s的发生频率为86．7％。结果为：6月上旬一7月中旬为前汛期：7月下旬一8月中旬为主汛期；8月下旬一9月中旬为后汛期。2．2模糊集合分析法收稿日期：2012—05—25作者简介：高树天(1972一)，男，高级工程师，从事水利设计方选用汤河水库1969-2005年逐日入库流量资面的研究工作。料，依据公式(1)计算经验隶属函数曲线。选定进入汛62农业科技与装备2012年7月期的指标阈值y为多年日平均流量．YT=9．16m3／s。分时要先消除因子

6、特征物理量量纲的影响，使因子特根据公式(2)、(3)、(4)计算拟合的理论隶属函数曲征值标准化。利用标准化公式(5)，使得标准化后的特线。征值处于『0，11区间。ga(t)=limPA(t)=limm／n(1)，r一∞n—∞(5)maX—mlnexp[一(al-tI]t0式中：HlaX、min分别为因子特征值的最大值与最小值。()：a1≤￡≤(2)对因子特征值及其标准化值应用SPSS软件进行exp『-()]￡<，bz>0聚类分析，得出聚类分析冰挂图，见图1。8月8月T月T月8旯9胃7月9月9月6月6月6月上甸中旬下旬中甸下旬上甸上甸下旬中旬下旬甲甸上甸bl=＼T／-∑一￡∑l

7、毗(3)￡：1=l厂—————]——一6：=＼，／-∑2／∑l(4)i=82i=0式中：a、oe分别为主汛期开始、结束时间，可从经验隶属函数曲线上得到；参数b。、b可通过采用最Jb：-乘法进行曲线拟合得到。将a、0,2、b。、b代人以上各公式中，即可得到任一时刻t的隶属度。根据计算结果。当阀值A取0．98时，汤河水库汛期分期结果为：前汛期为6月1日一7月30日；主汛期为7月31日一8月30日；后汛期为8月31日一9图1汤