理论教育 设计操作方法:摘录多年最大洪水过程线进行环境评估

设计操作方法:摘录多年最大洪水过程线进行环境评估

时间:2023-10-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:于是我们设计了这样的操作方法:确定样本:根据防洪工作的需要,摘录岷江有水文记录以来每年的最大洪峰组成多年最大洪水过程线,这里时间间隔是一年,忽略了每年出现最大洪峰的月份差别。这些信息,就是我们做出的岷江年最大洪水当前状态环境评估结论。

设计操作方法:摘录多年最大洪水过程线进行环境评估

其一,新薛斯通道的原理是极其简单的,在研究水文过程中我们发现,任何水文过程的运行轨迹,都是一个个波浪形曲线组成的,小到简单的一场雨,大到多年的最大洪水过程,无一例外。这个简单的常识有什么意义呢?我们可以看出,水文过程实际上是一个个波浪的循环过程,一个波浪从低点运行到波峰,再从波峰跌落到波谷,一个波浪结束,另一个波浪开始,我们把从波谷运行到波峰一段称为上升段,从波峰运行到另一波谷称为波浪的下降段。任何一个波浪,都要完成这样一个过程,因此,目前处于波浪上升段未来是不可能下降的,同理,目前处于波浪下降段,未来是不可能上升的。最能说明这个道理的例子,是一个水文年内的水量或流量,在枯水期几乎是没有可能暴发大洪水的,同样,在主汛期也几乎没有可能出现类似枯水期的小水量或小流量。一年内是这样,多年最大洪水过程是不是也这样?答案是肯定的。这样我们就产生了一种新的理念:我们可以弱化过去重视当前,在建立数学模型以前,我们首先要根据样本确定水文量的当前位置:目前处于波浪的上升段还是下降段,在这一位置,未来只可能怎么发展。这就是我们的状态环境评估的焦点。

其二,以任何时间间隔所取的样本组成的水文过程,其中的波浪是可以组合的。原理仍是常识性的:以一年内任何河道流量过程来看,在全年是一个从枯水期到丰水期再到枯水期的一个完整的波浪运行过程,而这个大波浪中的任何一段,都是多个小波浪组合成的。因此根据这个原理,我们可以把一个样本中的多个波浪,组合成不同层次大的波浪。这样就可以从不同角度,看出水文量当前在各层次波浪中的位置。

根据上述原理,就形成了这样的思路:岷江年最大洪水的当前状态,处于过程线最后一个没有运行完的波浪末端;而且整个样本应该可以用一个波浪过程描述,这个波浪过程也是没有运行完的;描述整个样本的波浪过程是由多个层次的波浪群构成的,我们可以找出每一个层次的波浪群,对岷江年最大洪水的当前状态作出综合描述,并作出未来动向推断。于是我们设计了这样的操作方法:

(1)确定样本:根据防洪工作的需要,摘录岷江有水文记录以来每年的最大洪峰组成多年最大洪水过程线,这里时间间隔是一年,忽略了每年出现最大洪峰的月份差别。

(2)以流量为纵轴,时间为横轴作出最大洪峰多年过程线。(www.daowen.com)

(3)在该过程线上选中全部波谷点和两谷点之间的波峰点(横轴位置不变),在同一图上作出两条新过程线(相邻两谷点及相邻两波峰点之间的数据用内插法填补),即波谷过程线1和波峰过程线1。这两条过程线仍是多个波浪组成的过程线。

(4)在波谷过程线1上用同样方法选中全部波谷点,在波峰过程线1上选中两谷点之间的波峰点,在同一个图上组成另两条新的波谷过程线2和波峰过程线2。如法炮制,直到能用一个波峰过程线和一个波谷过程线来描述整个样本。并将同一层次波谷波峰过程线之间分别称为通道1、通道2、通道3等,例如波谷过程线1与波峰过程线1之间称通道1,以此类推。

(5)根据所做出的组合波浪图,对各过程线作延长:这是新薛斯通道中最重要最关键的一个环节,直接关系到预报的成败。从上述作图过程可以看出,除了原始过程线外,由它所生成的各层次过程线都是成对出现,即一条波谷过程线和一条波峰过程线。这样就组成了一个立体的岷江年最大洪水运行轨迹。其中包含两种类型的波浪:横向波和纵向波。横向波指各波谷波峰过程线单独形成的波浪或波浪群;纵向波指同一层次波谷波峰过程线之间形成波浪,即波谷过程线上两点夹波峰过程线上一点所组成波浪,这种波浪是隐含的。我们对各过程线的延长,就是通过横向和纵向对比分析后作出。横向对比分析:相临两条不同层次波谷或波峰过程线对比分析,用以确定波谷或波峰走向。纵向对比分析:是同一层次的波谷波峰过程线对比分析,用以确定下一时刻应出现波谷点还是波峰点。根据这些对比分析,对各过程线作出延长,延长的方法有两种:顺势延长和借用类比延长。具体做法在下面的实例演示中详述。

(6)经过分析延长后的线群,将显示这样的信息:各层次过程线最后一个波浪现状;下一时刻岷江年最大洪水波动区间。这些信息,就是我们做出的岷江年最大洪水当前状态环境评估结论。

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