2015年8月第4期（总第152期）

(双月刊)

目  次

脉冲波作用下竖直弹性板的水弹性响应…………………… 高哲，梁书秀，孙昭晨，王兴刚（1）

突发洪水时山区中小水库漫坝风险的极大熵分析………………………………陈业华，王浩（9）

综合物探法探测堤坝白蚁隐患的关键技术研究………陆俊，李军，臧德记，贾海磊，严双顶（16）

破碎波作用下床面形态研究及泥沙受力分析………………李青峰，程永舟，韩二品，潘昀（22）

长江口南港河槽容积变化特征分析………………………………………………朱远，罗小峰（28）

折流式厌氧反应器水力特性分析………………………………周冬卉，吴时强，祝龙，吕学研（37）

密实度对砂卵砾石料强度及变形特性的影响………………孙明辉，朱俊高，沈靠山，轩向阳（43）

生态袋挡墙护岸结构设计及其力学性能变化…………朱海生，陈健，张桂荣，王蔚，方绪顺（48）

击实黏土剪切断裂韧度的试验研究………………………………………………………胡骏峰（56）

沉入式桶式基础防波堤抗倾覆稳定性计算……………………………………杨立功，蔡正银（61）

硫酸盐和干湿循环耦合作用下混凝土性能研究………………刘道维，刘本义，李向东，袁杰（69）

淤泥-稻壳灰基胶凝材料试验研究………………………………………………………… 张慧（75）

多施工任务多设备配套的系统可靠性分析…………晋良海，梁巧秀，韩兰珍，肖山喜，李宬（81）

岩基上混凝土浇筑块施工期最高温度均匀化调控……练迪，黄耀英，张倩，徐佰林，景继（86）

白银市水生态安全评价研究………………戴文渊，张芮，成自勇，宋众艳，刘静霞，马奇梅（92）

基于联合分布的太湖流域梅雨特征研究…………………刘勇,王银堂,胡庆芳,崔婷婷,王磊之（98）

基于聚类分析的水文相似流域研究……………………………………………范梦歌,刘九夫（106）

HYDRO-SCIENCE AND ENGINEERING

(Bimonthly)

Aug. 2015                                                      No.4 (Total No.152)

Contents

Hydroelastic response of a vertical elastic plate to pulse wave

………………………………GAO Zhe, LIANG Shu-xiu, SUN Zhao-chen, WANG Xing-gang（1）

Maximum entropy analysis of small and medium mountain reservoir overtopping risks during sudden flood

………………………………………………………………………CHEN Ye-hua, WANG Hao（9）

Key technology research for detecting termites in dykes and dams by integrated geophysical method

………………………………LU Jun, LI Jun, ZANG De-ji, JIA Hai-lei, YAN Shuang-ding（16）

Analysis of bed form and sediment force under action of breaking waves

……………………………………LI Qing-feng, CHENG Yong-zhou, HAN Er-pin, PAN Yun（22）

Characteristics analysis of changes in scouring and silting volumes of south channel of Yangtze estuary

……………………………………………………………………ZHU Yuan， LUO Xiao-feng（28）

Analysis of hydraulic characteristics of anaerobic baffled reactor

………………………………ZHOU Dong-hui， WU Shi-qiang， ZHU Long， LV Xue-yan（37）

Density effects on strength and deformation behaviour of sandy gravel

…………………………SUN Ming-hui, ZHU Jun-gao, SHEN Kao-shan, XUAN Xiang-yang（43）

Structural design of retaining wall with ecological geo-textile bags and its changes in mechanical properties

………ZHU Hai-sheng， CHEN Jian， ZHANG Gui-rong， WANG Wei， FANG Xu-shun（48）

Experimental studies on shear fracture toughness of compacted clay

………………………………………………………………………………………HU Jun-feng（56）

A computation method for stability against overturning of embedded bucket foundation breakwater

…………………………………………………………………YANG Li-gong, CAI Zheng-yin（61）

Property analysis of concrete under coupling action of sulfate and wet-dry cycles

……………………………………LIU Dao-wei， LIU Ben-yi， LI Xiang-dong, YUAN Jie（69）

Experimental studies on manufacturing cementitious materials with sludge and rice hush ash

………………………………………………………………………………………ZHANG Hui（75）

System reliability analysis of multi-construction task with multi-equipment matching

…………………JIN Liang-hai, LIANG Qiao-xiu, HAN Lan-zhen, XIAO Shan-xi, LI Cheng（81）

Uniformity control of highest temperature of concrete block on rock foundation during construction

………………………………LIAN Di, HUANG Yao-ying, ZHANG Qian, XU Bai-lin, JING Ji（86）

Hydroecological safety evaluation for Baiyin city

……………………………………………………DAI Wen-yuan, ZHANG Rui, CHENG Zi-yong,

SONG Zhong-yan, LIU Jing-xia, MA Qi-mei（92）

Characteristics analysis of Plum rains in Taihu Lake basin based on joint distribution

………………LIU Yong, WANG Yin-tang, HU Qing-fang, CUI Ting-ting, WANG Lei-zhi（98）

Analysis of hydrologically similar basins based on clustering analysis

………………………………………………………………………FAN Meng-ge, LIU Jiu-fu（106）

脉冲波作用下竖直弹性板的水弹性响应

高哲¹， 梁书秀¹， 孙昭晨¹， 王兴刚²

（1. 大连理工大学 海岸及近海工程国家重点实验室， 辽宁 大连 116024； 2. 南京水利科学研究院， 江苏 南京 210029）

摘要：基于线性势流理论,将流场分为3个部分：入射势与反射势部分、辐射势的记忆部分、辐射势的瞬时部分，竖直弹性板的时域振动基于模态叠加法，利用傅里叶与拉普拉斯变换求解流场控制方程，与板的振动方程耦合，推导得出波浪作用下竖直弹性板的时域耦合方程，并利用二级四阶隐式Runge-Kutta法求解方程。首先给定竖直板一个初始弯曲，得到的结果与解析解和数值解结果吻合良好，验证了方法的正确性。其次对脉冲波作用下弹性竖直板的响应进行研究，分析了板的刚度系数、质量系数、脉冲幅值和边界条件对其水弹性响应的影响。研究结果表明，刚度系数对板的振动频率影响很大，脉冲幅值与板的振动幅度正相关，两边固定时对竖直弹性板的疲劳损伤最严重。

关键词：竖直弹性板； 模态叠加法； 水弹性响应； 脉冲波

突发洪水时山区中小水库漫坝风险的极大熵分析

陈业华, 王浩

(燕山大学 经济管理学院, 河北 秦皇岛 066004)

摘要：水库漫坝事故是大坝失事的常见情形，分析水库漫坝的风险在水库漫坝预测中十分重要。基于突发洪水时水库漫坝风险的特征分析，定义一种水库漫坝极限状态函数，构建突发洪水漫坝极限状态风险的极大熵模型，以确定漫坝风险的概率密度函数。采用BP神经网络方法，对水库漫坝极限状态函数进行拟合，结合二次四阶矩法计算水库漫坝风险的概率密度函数，给出求解水库漫坝风险概率的算法步骤，进一步计算出水库漫坝风险的概率值，为水库漫坝的预测和防范提供科学依据。最后，通过一座山区小型水库实例计算分析,表明这种极大熵法的结果与其他分析方法的结果非常接近，且计算效率较高。

关键词：突发洪水； 水库漫坝风险； 极大熵； 二次四阶矩

综合物探法探测堤坝白蚁隐患的关键技术研究

陆俊¹， 李军¹， 臧德记¹， 贾海磊¹， 严双顶²

（1. 南京水利科学研究院 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室， 江苏 南京 210029； 2. 南京市六合区白蚁防治中心， 江苏 南京 211500）

摘要：白蚁蚁穴一直以来都是危及堤防安全的重要隐患，目前借助先进的无损探测技术可快速、高效地探明隐患位置和特征。采用探地雷达法和高密度电阻率法等综合物探技术对堤坝白蚁巢穴进行探测，首先通过计算地下介质速度，进而开展蚁穴特征正演分析和实测图像解译，最后通过开挖验证，探明了主巢3个和副巢、空腔及蚁道若干,分析结果表明综合物探技术可行，采用联合诊断方法准确度高。通过现场实地测试，综合物探技术在探测堤坝白蚁巢工作时效率高，可基本确定蚁巢的地下空间位置和规模大小，是目前探测白蚁巢穴、保护堤坝理想的新方法和新技术。

关键词：堤坝； 综合物探技术； 探地雷达； 高密度电阻率； 白蚁隐患

破碎波作用下床面形态研究及泥沙受力分析

李青峰^1,2， 程永舟^1,3， 韩二品¹， 潘昀⁴

(1. 长沙理工大学 水利工程学院， 湖南 长沙 410004； 2. 丹华水利环境技术（上海）有限公司(DHI中国)， 上海 200235； 3. 水沙科学与水灾害防治湖南省重点实验室， 湖南 长沙 410004； 4. 南京水利科学研究院 港口航道泥沙工程交通行业重点实验室， 江苏 南京 210029)

摘要：破碎带水体强烈紊动对床面形态影响甚大，基于波浪水槽试验对沙质斜坡上破碎带床面形态以及泥沙受力进行研究。分析床面形态发现，同一断面处沙纹沙坝的形态与波浪形态基本一致，波高和周期决定沙纹沙坝的尺寸，波高越大，沙纹沙坝越高;周期越长，沙纹沙坝越长。通过对波浪破碎区的近底流速及砂床内孔隙水压力进行测量，将计算得到的表层上举力与超静孔隙水压力进行对比分析，发现其上举力与床面超静孔隙水压力大小相同。同时观察波浪破碎带床面高程，进一步研究上举力与超静孔隙水压力与床面高程的关系，发现表层上举力随着床面高程增加而变大，随着床面高程的降低而减小，而超静孔隙水压力与床面高程之间的关系则相反。

关键词：破碎波作用； 床面形态； 超静孔隙水压力； 上举力

长江口南港河槽容积变化特征分析

朱远¹， 罗小峰²

(1. 上海市水利工程设计研究院有限公司， 上海 200061； 2. 南京水利科学研究院 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室， 江苏 南京 210029)

摘要：根据长江口南港河段历史地形资料和1997—2011年4次固定断面水深测量资料，分析了南港河槽整体及分区域容积变化过程，重点分析了中潮位、5 m以深河槽容积变化特征。分析研究表明：瑞丰沙中部串沟和人类无序采砂导致2001—2004年河槽容积季节性变化剧烈，长兴水道深槽和南港主槽深槽均淤积。2001—2007年南港河槽基本处于洪淤枯冲状态。2001年前及2008年后季节性变化均为洪冲枯淤，2008年后季节性变化减弱；南港河槽容积长期处于增大趋势，2001年开始，由于瑞丰沙中部串沟，长兴水道由涨潮占优转变为落潮占优，不断淤积，一直持续到2008年。南港主槽上段北淤南冲，中下段南淤，主泓北偏，由于瑞丰沙的冲刷，河槽总容积仍呈增大趋势。2008年后河槽进入发展期；南港河槽上段深淤浅冲，幅度较小，中段串沟导致水流挟带大量泥沙在下游瑞丰沙嘴淤积；三峡工程运行后瑞丰沙嘴冲刷较为剧烈。

关键词：长江口； 南港； 河槽容积； 冲淤变化

折流式厌氧反应器水力特性分析

周冬卉¹， 吴时强¹， 祝龙¹， 吕学研²

（1. 南京水利科学研究院 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室， 江苏 南京 210029； 2. 江苏省环境监测中心， 江苏 南京 210036）

摘要：折流式厌氧反应器（ABR）的处理效果受水力特性的影响较大，而水力停留时间（HRT）又是影响反应器内水力特性的一个重要因素。运用欧拉双流体模型和标准k-ε紊流模型，对不同HRT下ABR反应器内的多相流流场进行三维数值模拟，并从反应器内水流速度、固含率两个方面探讨分析了HRT对反应器内部流场特性的影响。分析结果表明：HRT变化对各反应室内降流区水流速度的影响不大，升流区内的循环水流速度随HRT的减小而增大；反应器内污泥颗粒的分布范围受HRT影响显著，HRT过短或过长，均不利于提高反应器的处理效率，5~8 h时为ABR反应器的最佳水力停留时间，最有利于去除污废水中的污染物。

关键词：折流式厌氧反应器； 多相流； 水力停留时间； 固含率

密实度对砂卵砾石料强度及变形特性的影响

孙明辉^{1, 2}， 朱俊高^{1, 2}， 沈靠山³， 轩向阳⁴

(1. 河海大学 岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室， 江苏 南京 210098； 2. 河海大学 岩土工程科学研究所， 江苏 南京 210098； 3. 钱塘江管理局勘测设计院， 浙江 杭州 310016； 4. 上海岩土工程勘察设计研究院有限公司， 上海 200032)

摘要：为研究试样相对密度对砂卵砾石料强度及变形特性的影响，对4组不同相对密度的砂卵砾石料进行不同围压下的中型三轴固结排水剪切试验。试验结果表明：在试验的相对密度范围内，随着围压增大，相对密度小的试样应力应变曲线硬化特征逐渐明显，而相对密度大的试样无论围压大小，应力应变曲线都呈应变软化型；试样在剪切过程中均表现出不同程度的剪胀性；试样抗剪强度指标φ和φ₀随着试样相对密度D_r增大而增大，c和Δφ随D_r增大而减小，并建立了试样抗剪强度与相对密度的函数关系式；割线模量、切线体积模量都随D_r增大而增大，可近似用线性关系表示。

关键词：砂卵砾石料； 相对密度； 三轴试验; 应力应变

生态袋挡墙护岸结构设计及其力学性能变化

朱海生¹， 陈健¹， 张桂荣²， 王蔚¹， 方绪顺²

（1. 江苏省水利工程建设局， 江苏 南京 210029； 2. 南京水利科学研究院， 江苏 南京 210029）

摘要：目前我国河流整治工程中过度硬化现象仍然普遍，亟需开发和应用兼具生态保护、资源可持续利用以及符合工程安全需求的生态护岸技术。生态袋挡墙护岸技术是能够将生态岸坡和墙体工程完美融合的系统，该系统解决了结构工程与生态工程结为一体的难题。以南京市板桥河岸坡整治工程为例，详细研究了生态袋挡墙护岸结构的设计、施工及植被种植技术。通过现场试验段的全过程跟踪，总结归纳出影响生态袋挡墙护岸工程质量的主要因素为生态袋体质量、加筋材料质量、袋内土体密实度、植被覆盖度等。以生态袋这一典型柔性护岸材料为例，通过对比全新生态袋、工程中已使用1.5年的生态袋力学性能和抗老化性能，评估生态袋的耐久性，研究生态岸坡工程质量与生态袋物理力学性能的内在联系，结论表明使用1.5年后的生态袋力学性能保持率较好，但较难满足30年使用寿命的设计要求。必须进一步改进生态袋护岸工程设计和施工方案，以满足工程耐久性能与力学性能要求。

关键词：生态袋； 生态护岸； 结构型式； 耐久性； 力学性能

击实黏土剪切断裂韧度的试验研究

胡骏峰

(重庆交通大学 国家内河航道整治工程技术研究中心， 水利水运工程教育部重点实验室， 重庆 400074)

摘要：为研究黏性土剪切断裂韧度，研制了土体剪切断裂韧度测试仪，对黏性土进行了断裂韧度测试，验证了使用线弹性断裂力学来简化土体断裂韧度研究的合理性，并进行相关试验探讨了试样干密度、含水率和剪切速率对断裂韧度值的影响。结果表明：断裂韧度与试样干密度呈正相关，即随试样干密度的增大，土体断裂韧度值也增大，并拟合了两者之间的经验计算式；含水率对断裂韧度有很大影响，当含水率为13%~17%时，断裂韧度随含水率的增加先增后减，即存在一个断裂韧度值最大的最优含水率；当剪切速率在0.5~6.0 mm/min时，相对于干密度和含水率而言，剪切速率对断裂韧度值影响较小，同时土体含水率、裂缝深度、试样尺寸等因素均对土体断裂韧度有较大影响，需要对其进行深入研究。

关键词：击实黏性土； 剪切速率； 断裂韧度； 裂缝深度； 干密度； 含水率

沉入式桶式基础防波堤抗倾覆稳定性计算

杨立功^1,2， 蔡正银²

(1. 同济大学 地下建筑与工程系， 上海 200092； 2. 南京水利科学研究院， 江苏 南京 210029)

摘要：在波浪荷载作用下，沉入式桶式基础防波堤抗倾覆稳定性是其稳定性计算的一个重要部分。假设沉入较深土层的桶式基础防波堤极限状态下的稳定性主要由桶侧土压力、桶侧摩阻力、桶底土反力、桶底摩阻力维持，其工作原理与挡土墙类似。文中假定桶体绕转动中心转动，港侧为被动土压力，海侧为主动土压力，同时假定被动侧桶底土体达到极限状态。由于下桶内部有较多隔墙，假定下桶结构与桶内土体协同变形，即桶与桶内土体看作一个整体。基于上述假设，通过解析的方式，推导了桶壁土压力及摩阻力、桶底土反力及摩阻力的表达式，建立了沉入式桶式基础防波堤满足抗倾覆稳定性要求的三维计算方法。通过数值分析与离心机试验对比，验证了本文抗倾覆稳定性计算方法的可靠性。

关键词：沉入式桶式基础防波堤； 抗倾覆稳定性； 转动中心； 桶壁土压力

硫酸盐和干湿循环耦合作用下混凝土性能研究

刘道维¹， 刘本义²， 李向东¹， 袁杰³

(1. 黑龙江省水利科学研究院, 黑龙江 哈尔滨 150080； 2. 黑龙江省水利厅, 黑龙江 哈尔滨 150001； 3. 哈尔滨工业大学 交通运输工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150006)

摘要：试验主要研究了粉煤灰与矿渣粉掺量以及新拌混凝土含气量对混凝土在硫酸盐和干湿循环耦合作用下质量损失、抗压强度、相对动弹性模量等性能变化的影响。研究结果表明：经过3个干湿循环周期后，掺有矿物掺合料的混凝土试件强度增长大于基准组混凝土；从第4个干湿循环周期开始，掺矿物掺合料的混凝土试件的质量损失均小于基准组混凝土，且试件质量损失大大减少；掺加矿渣后，混凝土试件经过6次干湿循环周期，相对动弹性模量仍保持在60%以上；粉煤灰和矿粉复掺对混凝土的抗硫酸盐干湿循环破坏能力有所提高，当粉煤灰与矿粉比例为3∶1时，采用复掺对改善干湿循环过程中混凝土试件的抗压强度的效果最好。并且，混凝土中适当引气也可提高其抗硫酸盐干湿循环性能。

关键词：硫酸盐； 干湿循环； 耦合作用； 矿物掺合料； 混凝土耐久性； 动弹性模量

淤泥-稻壳灰基胶凝材料试验研究

张慧

（黄淮学院， 河南 驻马店 463000）

摘要：探讨了以河道淤积泥沙和农业废料稻壳灰为主要原料的新型胶凝材料的可行性。试验研究了稻壳灰和石灰掺量、水玻璃用量及养护龄期对试件抗压强度和软化系数的影响，并用扫描电子显微镜观察了试件的微观形貌。试验结果表明：养护龄期、稻壳灰掺量及水玻璃用量对试件的抗压强度和耐水性能影响明显。试件抗压强度和软化系数呈现随养护龄期、稻壳灰掺量及水玻璃用量增加而增长的趋势，其中稻壳灰掺量对试件抗压强度的影响最为明显，水玻璃次之，石灰掺量影响最弱。试件56 d抗压强度最高可达15.30 MPa，相应软化系数为0.93。扫描电镜观察（SEM）结果表明：淤泥-稻壳灰基胶凝材料的反应产物主要是均匀致密的絮状凝胶物质（水化硅酸钙凝胶C-S-H）和少量的CaCO₃晶体。

关键词：淤泥； 稻壳灰； 胶凝材料； 强度； 微观结构

多施工任务多设备配套的系统可靠性分析

晋良海¹， 梁巧秀¹， 韩兰珍¹， 肖山喜2， 李宬¹

(1. 三峡大学 水利与环境学院， 湖北 宜昌 443002； 2. 深圳市水务规划设计院， 广东 深圳 518000)

摘要：工程施工系统是由多阶段多施工任务多设备配套组成的复杂系统。针对施工复杂系统设备配套的失效风险问题，采用二元决策图（Binary Decision Diagrams, BDD）图示法分析任务与设备配套的可靠性。首先将某施工系统的各阶段抽象成串并联关系的混合框图结构并建立此结构的故障树，然后利用共同失效组件对故障树进行简化，再基于递归法将简化后的故障树转化为BDD，最后求得BDD里不相交的“0”分支的概率总和即为任务与设备配套系统的可靠度。该方法能够有效解决施工复杂系统设备配套的失效风险问题，运算复杂度低，结果合理，并在工程实例中得到验证，具有广泛的应用价值。

关键词：多施工任务； 可靠性； 二元决策图； 设备配套； 共同失效组件

岩基上混凝土浇筑块施工期最高温度均匀化调控

练迪¹， 黄耀英¹， 张倩²， 徐佰林¹， 景 继¹

(1. 三峡大学 水利与环境学院， 湖北 宜昌 443002； 2. 长江勘测规划设计研究院有限责任公司， 湖北 武汉 430010)

摘要：最高温度是混凝土坝温度控制的重要指标。浇筑仓最高温度过高会导致后期降温幅度大，而浇筑仓最高温度过低对混凝土早期力学性能增长有一定影响。实际施工过程中，高温季节浇筑混凝土常出现最高温度超标问题，低温季节浇筑混凝土又常出现最高温度过低的问题。但目前工程单位对最高温度过低的问题关注较少，所以调控施工措施保证浇筑仓最高温度在一个合理范围的研究具有重要意义。结合高温季节岩基上混凝土浇筑块，综合应用数值计算、均匀设计和神经网络技术，通过优选通水参数，探讨混凝土浇筑块最高温度均匀化调控的方法。算例分析表明，对混凝土浇筑块最高温度的均匀化调控是可行的，且可保证混凝土块正台阶形温度分布，满足实际施工过程中接缝灌浆的要求。

关键词：最高温度； 浇筑仓； 通水参数； 温度调控

白银市水生态安全评价研究

戴文渊¹， 张 芮¹， 成自勇¹， 宋众艳²， 刘静霞¹， 马奇梅¹

（1. 甘肃农业大学 工学院， 甘肃 兰州 730070； 2. 东北大学 理学院， 辽宁 沈阳 110000）

摘要：研究影响白银市水生态安全的主要影响因子，为白银市水生态安全城市建设服务，同时为白银市水生态安全管理提供理论依据。采用基于模糊系统分析的方法对白银市水生态安全评价指标进行分析优化，运用模糊综合评价的方法对白银市水生态安全状况模糊综合评价，并对白银市各县区水生态安全状况分级。经模糊系统分析得到了影响白银市水生态安全的主要影响因子，模糊综合评价后得出了白银市各县区水生态安全状况排序。白银市水生态安全城市建设过程中，蒸发量、万元增加值用水量、污水处理达标率、GDP、固定资产投资、年均降雨量、城镇居民可支配收入这几个指标对水生态安全的影响尤为突出，白银市各县区水生态安全状况发展不均衡，水生态安全城市建设还面临严峻挑战，应引起城建管理部门高度重视。

关键词：白银市； 模糊系统分析； 水生态安全； 模糊综合评价; 城市建设

基于联合分布的太湖流域梅雨特征研究

刘勇, 王银堂, 胡庆芳, 崔婷婷, 王磊之

（南京水利科学研究院 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室， 江苏 南京 210029）

摘要：为了研究太湖流域梅雨特征量中入梅时间和梅雨量之间的相互关系，首先利用3种拟合评价方法优选单变量的边缘分布，然后基于Copula函数理论构造两变量的联合分布，并用所建的联合分布分析不同情况下入梅时间与梅雨量的遭遇概率和条件概率。结果表明：太湖流域不同入梅时间遭遇不同梅雨量的概率有明显差异，总体上仍以入梅时间和梅雨量正常遭遇为主，不同入梅条件下仍是出现正常梅雨的概率较高，但入梅偏早时出现梅雨偏丰的概率达0.417，入梅偏晚时出现梅雨偏枯的概率也达到0.374。因此，在太湖流域入梅偏早的情况下要密切关注流域防洪情势的变化；而当入梅时间偏晚时，则应注意流域出现干旱的情况。研究可为流域相关部门尽早采取防汛抗旱及水资源调度措施提供决策依据。

关键词：入梅时间； 梅雨量； 联合分布； Copula函数； 太湖流域

基于聚类分析的水文相似流域研究

范梦歌, 刘九夫

（南京水利科学研究院， 江苏 南京 210029）

摘要：在洪水预警预报中，一些中小流域常常由于水文资料短缺造成分析计算困难。随着流域下垫面地形、植被、土壤等数据的大量获取和数据挖掘技术的不断发展，应用聚类分析等无指导学习方法对流域下垫面大量数据进行分析，根据对象之间距离最近的原则对流域进行分组，得到水文相似流域，从而将有水文资料流域的水文参数应用于水文资料短缺的相似流域，使洪水预报得以实现。 选取浙江省118个具有20年以上雨水情资料的流域进行研究，采用流域长度、流域宽度、河长、河流比降、流域平均坡度、流域形状系数、多年平均1,3,6和12 h面最大降水等10个指标，应用主成分分析对数据进行降维，进而对流域进行聚类分析，将浙江省流域分为23个相似组。在分组基础上，选取其中两组中径流资料大于20年的站点进行多年平均最大洪峰、洪量比对，验证水文相似流域分类合理性。结果表明相似流域组内年最大洪峰、年最大平均1,3,6和12 h洪量具有较大相似性，分类较为合理，从统计学角度为浙江省的洪水预警预报提供新的理论与思路。

关键词：聚类分析； 主成分分析； 相似流域； 参数移植； 径流比对