陕北榆林地区汇流参数m的地区综合研究

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由于陕北榆林地区的水文气象站点数量较少,水文站网密度小,水文资料不充足;加上近年来在陕北地区大量水利工程及水土保持工程的兴建,严重影响了流域的气候变化和下垫面条件,产汇流规律发生了一些变化,导致流量数据序列的一致性不同程度地遭到破坏,还原较为困难,加重了资料匮乏的情况,增加了设计洪水计算的难度。作为推理公式法中的一个重要参数一汇流参数m,受到诸多因素的影响,其中除了流域自然地理因素之外,m还会受到洪峰流量以及汇流历时的影响。由于对其物理机制认识不够明确,造成了推理公式法在无资料地区进行应用时出现一些困难,计算的结果往往误差较大,有时还会出现无解的情况,因此本文对汇流参数m进行了分析与综合,进一步阐明了其物理意义,确定其单站综合规律以及地区综合规律,进而来提高使用推理公式法计算设计洪水的准确度。本文取得的主要结论如下:(1)基于对模拟降雨径流试验现象的认识,明确坡面汇流的流动机理,结合水力学中的流速公式以及水文中的流速经验公式,对汇流参数进行推导,进一步明确了m值的物理机制,推导出了 m值的确定公式。(2)由于洪峰流量序列一致性被破坏,根据“溯源重构法”的思路,对m值公式进行处理,扣除产流面积的影响,使洪峰序列恢复平稳,进一步确定了适合于榆林地区的m值公式。(3)本次研究选择榆林市范围内的九个典型水文站点,对场次雨洪资料分析计算,点绘洪峰流量与汇流参数m的关系曲线并进行拟合,确定了汇流参数的单站综合规律以及地区综合规律。(4)选择2017年“7.26”洪水的曹坪、青阳岔、李家河三个水文站的实测洪水对地区综合规律进行检验,计算结果表明,改进汇流参数m值后,使用推理公式法计算的洪峰流量更加接近实测洪峰流量,同时解决了传统推理公式法在计算时出现的无解的情况。该方法更加契合当地的实际情况,计算方便快捷,可以为榆林地区无资料小流域进行设计洪水计算提供参考。
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