《變化環境下非一致性最低通航水位設計方法研究》是依託武漢大學，由謝平擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：變化環境下非一致性最低通航水位設計方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：謝平
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
以廣東省為研究區域，選取西江、北江、東江、韓江等主要河流為研究對象，針對變化環境下出現的最低通航水位的非一致性問題，系統性地提出一套反映變化環境的非一致性最低通航水位的設計方法。主要內容包括提出全成分水文變異診斷系統，並揭示廣東省主要河流水位年極值和年內分配特徵值的時空變異規律；提出基於二階矩變異分析的非一致性水文頻率計算分解合成方法，並揭示各河流非一致性水位特徵值的頻率分布規律；提出非一致性設計年水位過程的極值同頻率法，並揭示各河流非一致性設計水位過程的年內分配規律；提出非一致性最低通航水位設計的綜合曆時曲線法、保證率頻率法、頻率保證率法，並推求各河流主要控制斷面的設計最低通航水位。其研究成果不僅對變化環境下的工程水文分析與計算研究具有重要的理論意義，而且對於廣東省主要河流的航道規劃設計和航運效益評估等具有重要的實際套用價值。
結題摘要
選取廣東省西江、北江、東江、韓江與雲南省瀾滄江為研究對象，針對變化環境下最低通航水位的非一致性問題，系統性地提出了一套反映變化環境的非一致性最低通航水位的設計方法。提出了非一致性水文頻率計算的基因途徑，並構建了水文基因診斷系統，能夠識別水文序列的全部成分，通過對年平均水位的診斷，發現東江博羅站、西江高要站、北江石角站、韓江潮安站在2000年左右水位序列均表現為顯著的向下跳躍變異；瀾滄江允景洪站的水位序列在2004年出現了顯著的向下跳躍變異。提出了基於常規矩基因的非一致性水文頻率計算方法，對允景洪站年最小1月流量序列分析發現一階和二階常規矩基因分別存在周期和跳躍兩種變異成分，計算結果表明當保證率在90.0%~99.9%時，2004年之後比之前的流量頻率曲線值明顯偏小，不利於供水安全。基於一階和二階矩變異分析，提出了非一致性最低通航水位設計的綜合曆時曲線法，採用該法發現北江高道站和橫石站的最低通航水位，在過去和現狀環境下90%、95%、98%的設計水位差值均達到了2.2~2.5米之間，變幅為10%~20%左右；允景洪站在保證率取90%、95%和98%時，現狀與過去環境間的最低通航水位差值約為-0.63米，有可能增加船舶擱淺風險或減小船舶載貨能力。提出了基於二階矩變異的非一致性最低通航水位設計的保證率-頻率法，實例驗證表明，考慮二階矩變異的情況下，北江高道站95%和98%年保證率水位序列在現狀環境條件下的水位設計值較過去分別偏大2.15米和1.60米（設計頻率取80%）。基於非一致性設計枯水水位過程的極值同頻率法，提出了基於二階矩變異的非一致性最低通航水位設計的頻率-保證率法，既兼顧了年保證率和頻率的概念，又便於考慮變化環境下水位特徵值的年內分配變異，經計算瀾滄江允景洪站的最低通航水位設計值為534.49m（年保證率為95%）。上述研究成果不僅對變化環境下的工程水文分析與計算研究具有重要的理論意義，而且對於廣東省主要河流與雲南省瀾滄江的航道規劃設計和航運效益評估等具有重要的實際套用價值。
