南水北调中线受水区分布式水文模型子流域划分研究

从空间尺度上对分布式水文模拟进行了分类,提出了区域分布式水文模拟的概念.根据区域分布式水文模拟的特点,提出了针对不完整流域进行分布式水文模拟时,研究范围的确定原则.同时通过引入流域入口点,实现了一种基于Pfafstetter编码规则的区域分布式水文模型子流域划分方法,并成功应用到南水北调中线受水区.另外,在该方法中还包括了对狭长子流域的进一步自动细分及根据水文站、水库位置进一步细分子流域的功能.     

考虑城市管网的分布式水文模型子流域划分及编码研究

在基于子流域划分的分布式水文模型应用中,城市区域雨水管网的存在使得原先不相连通的区域具备了汇流的条件,从而改变了天然地表径流汇流路径。另一方面,城市区域还存在着污水管网汇流,其对子流域编码的上下游关系要求往往会和通常的天然水系上下游关系相冲突。因此,在城市区域进行子流域划分和编码的时候,需要考虑雨水管网和污水管网的影响。通过将雨水管网等同于天然河道,参与DEM高程修正,实现雨水管网对汇流路径改变作用。通过对基于天然水系汇流关系得到的子流域进行重新编码,得到能够同时满足天然水系汇流以及污水管网汇流要求的编码序列。以深圳坪山河流域为例进行的实例应用表明该方法可有效地解决雨水管网和污水管网的影响问题。     

分布式水文模型子流域划分方法

子流域划分是构建分布式水文模型的重要工作之一,它关系到水文模拟和预报精度的好坏。通过综述分布式水文模型子流域划分方法的国内外研究进展,总结了现有子流域划分方法在不完整流域的子流域划分、无分叉长河段的子流域划分、水文站和水库控制范围确定以及子流域划分软件等方面存在的问题,提出了水文实践对子流域划分方法的需求,最后针对该问题从开发适用性更高的子流域划分算法、开发通用的子流域划分软件和加强子流域划分层次或水平的研究等三个方面对子流域划分研究方向进行了展望。     

湄公河流域缺资料地区水资源量评估方法探讨——以老挝南乌河和柬埔寨洞里萨湖为例

在部分地区，实测水文资料匮乏制约了流域水资源量的评估，流域由于“汛期成湖、枯期成河”的典型特征更是增加了对缺资料地区进行水资源量评估的困难。选择老挝南乌河(河流流域)和柬埔寨洞里萨湖(湖泊流域)2个典型流域，采用遥感数据以及再分析气象产品驱动分布式水文模型探讨了实测水文资料条件不足时的河流和湖泊流域水资源量的评估方法。研究结果表明：流域分布式水文模型在河流流域进行水资源量评估的适用性较好，在湖泊流域进行水文模拟时，需要考虑利用湖区水位面积曲线计算湖泊动态水面面积。研究成果可为缺少实测水文资料地区的水资源配置研究提供科学的水文基础支撑。     

子流域划分对EasyDHM径流模拟的影响分析

子流域划分是分布式水文模型构建的重要过程之一。对分布式水文模型子流域划分技术进行了综述,简要介绍了EasyDHM（Easy Distributed Hydrological Model）模型及其子流域划分方法。选取第二松花江丰满水库以上流域作为研究区域,使用1 km×1 km分辨率的数字高程（DEM）及50 km2集水面积阈值提取数字河网,并按3种子流域划分配置对该区域进行划分。结果表明,子流域划分数越多,纳什效率系数越大,模拟效果越好。     

基于子流域的TOPMODEL模拟研究

 TOPMODEL是根据水文相似性——地形指数相同的栅格划分为同一产流单元进行产流计算,但是其不能考虑降雨和地形指数统计分布曲线等流域地形地貌信息的空间不均匀性。通过对流域DEM处理,建立了基于水系子流域的TOPMODEL。该模型考虑了降雨、地形指数分布曲线等空间不均匀性。将基于子流域的TOPMODEL和TOPMODEL应用在九州流域,并进行模拟比较,发现基于子流域的TOPMODEL更能反映流域的实际情况,模拟的结果更加合理。可以预测不同子流域降雨组合下的流域出口的流量过程。     

SWAT模型在大尺度流域径流模拟影响因素分析——以巴拉那河上游流域为例

为了探讨SWAT模型在大尺度流域水文分析模拟的效果,以巴西巴拉那河上游流域为研究区,利用构建的流域大尺度SWAT模型,定量分析美国国家环境预报中心再分析数据(CFSR)降水再分析数据质量、子流域划分数量及模型参数对径流模拟结果的影响。结果表明,CFSR再分析数据对流域降水的空间分布估计偏差较大,导致径流模拟误差较大,模型参数经1次迭代后,确定系数(R²)值均小于0.2。随着子流域划分数量的增加,实测站点降水数据可以更准确地估计子流域面雨量,进而提高径流模拟拟合度。在子流域划分数量分别为66、781和4 111的情况下,比较模型参数经过1次迭代后的径流模拟效果发现,子流域个数为781个时,R²值相对于两种情况有明显提高。在涉及SWAT模型径流模拟的20个参数中,土壤蒸发补偿系数(ESCO)和SCS径流曲线数(CN2)是最敏感的两个参数。由分析可知,SWAT模型可以在大尺度流域径流模拟中应用,研究结果可以为大尺度流域水文模型的构建与应用提供参考。     

雅鲁藏布江中上游分布式洪水预报方案研究

雅鲁藏布江中上游,流域面积大,水文站点稀少,目前还无法进行有效的洪水作业预报。基于数字高程模型,利用ArcGIS软件中的水文分析功能,对该区域进行流域空间离散,通过生成流域流水网、划分流域子单元、建立产汇流分区、生成分区间拓扑关系等步骤,构建分布式洪水预报方案。针对雅鲁藏布江中上游的流域特性,选用新安江模降雨径流和马斯京根河道演算模型,对流域的水文过程进行模拟。结果表明,该预报方案能较好模拟流域重要站点的水文过程。     

考虑暴雨中心的子流域划分在洪水预报中的应用

为研究降雨分布不均对水库近坝区洪水预报精度的影响,以五强溪近坝区流域为研究区域,选取 2014—2020 年 20 场历史洪水资料,采用反距离权重法绘制流域暴雨中心图,并据此进行子流域划分,其中,13 场 洪水用于模型率定,7 场洪水用于模型验证。选取 2021 年 4 场洪水进行检验,对比分析仅依据自然子流域划分和 考虑暴雨中心的洪水预报结果。结果表明：两种子流域划分方法在其最优参数下的洪水模拟精度相似,考虑暴雨 中心划分的洪水模拟确定性系数均值为 0.83,略高于仅依据自然子流域划分洪水模拟确定性系数,4 场洪峰误差 均在 10％以内,洪量误差均在 20％以内,达到了甲级精度标准,说明考虑暴雨中心对子流域进行划分是合理的。     

融雪径流模型在嫩江流域的应用

文章以数字高程模型(DEM)和地理信息系统(GIS)为基本支撑,将尼尔基流域划分为12个子流域,基于子流域构建分散式融雪径流模型,通过模拟各个子流域出口的融雪径流,并结合各子流域之间的空间拓扑关系和汇流计算,实现尼尔基水库的融雪径流预报。应用结果表明,该模型在一定程度上达到了模拟预报尼尔基水库入库水量的目的。     

SCS月水文模型构建及其应用

以SCS水文模型为基础，建立了SCS月水量平衡模型，该模型结构简单，模拟结果说明模型具有较高的模拟精度。最后以赣江流域为例，应用SCS月水量平衡模型分析了气候变化对赣江流域水资源的影响。     

BTOPMC模型子流域划分层次的研究

由TOPMODEL模型发展而来的BTOPMC模型,将流域自动划分为由栅格组成的自然边界子流域,以反映地形、土壤等流域物理特性的空间非均一性,从而能较好地应用于大型流域的水文模拟。以日本富士川流域为研究对象,探讨流域划分程度对洪水径流过程的定量影响。结果表明:较低的子流域划分层次模拟结果较差;随着子流域划分层次的增大,洪峰流量逐渐减小并接近观测值,洪峰时刻无明显影响;当子流域划分到一定层次后,模拟结果趋于稳定。     

基于统计仿真和数据同化的流域水文过程模拟

针对模型参数率定计算负荷量和优化性能问题,以沙河流域为研究区域,基于分布式时变增益水文模型,通过PSUADE平台提供的响应曲面参数优化方法,结合误差纠偏的集合卡尔曼滤波数据同化算法,实现水文模拟的综合优化。利用流域出口流量观测作为验证数据,以纳西效率系数和水量平衡系数及其综合函数作为评价目标,借鉴响应曲面方法生成水文模型的统计仿真代理模型,对模型参数进行敏感性分析并缩小取值范围,利用全局优化方法实现参数率定。基于遥感蒸散发观测、借助集合卡尔曼滤波算法,进行水文模型的数据同化,实现流域径流过程模拟的有效校正。结果显示:借助统计仿真方法降低了参数率定的计算消耗;利用数据同化调整了模型模拟的轨迹,验证期水量平衡系数、纳西效率系数、综合评价指标分别达到1.102、0.798、0.152,整体径流模拟效果较好,蒸散发模拟结果同样得到改善。     

子流域划分对SWAT模型模拟结果的影响研究

基于分布式水文模型SWAT,选择三峡库区支流大宁河为研究区域,在不同的子流域划分数量条件下,进行流域径流、泥沙以及营养物模拟计算,进而分析子流域划分对模拟结果的影响。研究结果表明:1不同子流划分方案对SWAT模型模拟结果存在直接影响。对于所研究流域,径流、TN和TP受到的影响较小,泥沙受到的影响较大。2为体现流域的真实河网水系特征,保证模拟效果,子流域划分个数不宜过少或过多。3在不同流域,子流域划分数目对径流、泥沙和营养物的变化趋势影响不同,不可同一而论。4推荐大宁河的子流域划分个数为37~121个。     

山丘区小流域下垫面数据精度对HEC-HMS水文模拟的影响研究

山丘区小流域下垫面条件复杂多变,DEM分辨率及子流域划分水平对分布式水文模型模拟结果的影响有待深入研究。本文选取小流域应用广泛的HEC-HMS分布式水文模型,在河南省栾川流域设置四种DEM分辨率方案及四种子流域划分方案,分别提取不同方案下的流域水文特征参数进行对比,并分析两种类型的数据精度对纳什系数和峰值模拟的影响。研究结果表明,与大中流域相比,DEM分辨率和子流域划分对山丘区小流域空间参数和水文模拟结果的影响要更为显著。在实际山洪预警预报工作中,为保证模拟结果的稳定性和可靠性,应尽可能选择高精度下垫面数据精度。     

基于分布式水文模型SWAT的临沂流域水量时空分布特征研究

为了分析上下游区域水量分布特征,以临沂流域为研究区,结合流域水量平衡分析理论,构建了临沂流域分布式水文模型SWAT,进行了临沂流域产水模拟.在此基础上,给出临沂流域上下游区域水量时空分布图,并结合临沂上下游流域经济发展及用水情况,分析了临沂流域上下游区域的水资源分布及供需状况.研究结果表明:对于半干旱区中尺度流域采用多站点多时段多要素的率定方法,能够提高SWAT模型的模拟效率;临沂流域上下游水资源均较丰富,能够满足工农业生产和人们生活需要;临沂流域水量在时空分布上极不均匀,容易发生旱涝灾害,应加强水利设施建设.     

基于MIKEBASIN平台的汉江流域径流预测模型初探

为合理配置水资源、促进水资源的可持续利用,开展水资源量的预测预报研究是一项重要的基础支撑工作。以汉江流域为实例,基于流域水文分析软件MIKEBASIN进行子流域划分,采用降雨径流模型(NAM)来模拟各分区降雨径流过程,初步构建了汉江流域水量预测模型系统,并对水量模型的各关键技术重点展开研究。研究果表明,通过细化模型分区、提高NAM模型参数率定精度、改进水库处理方法等工作,可以明显提高水量模型的模拟预测精度。     

基于MIKEBASIN平台的汉江流域

为合理配置水资源、促进水资源的可持续利用,开展水资源量的预测预报研究是一项重要的基础支撑工作.以汉江流域为实例,基于流域水文分析软件MIKEBASIN进行子流域划分,采用降雨径流模型(NAM)来模拟各分区降雨径流过程,初步构建了汉江流域水量预测模型系统,并对水量模型的各关键技术重点展开研究.研究成果表明,通过细化模型分区、提高NAM模型参数率定精度、改进水库处理方法等工作,可以明显提高水量模型的模拟预测精度.     

基于Budyko假设的黄河流域水热耦合平衡规律研究

本文通过对黄河流域内63个子流域的年降水、径流深及实际蒸散发和蒸发能力的分析，证实了基于Budyko假设的流域水热耦合平衡关系是成立的。根据各子流域的长期水量平衡结果拟合并检验了水热耦合平衡模型中的唯一参数，结果显示，该参数具有显著的区域分布规律，黄土高原区平均为3.22，青藏高原区平均为2.27。 同时，研究结果表明，模型参数综合反映了流域的下垫面条件，并提出了根据流域相对入渗能力、相对植被-土壤有效蓄水能力和流域平均坡度估算模型参数的经验公式。     

基于新安江模型的曲江流域水文模拟研究

水文模型在水文理论研究和实践中具有重要意义。将曲江流域西山水文站以上区域作为研究对象,分析了新安江模型在该区域的适用情况。结果表明:新安江模型在曲江流域模拟效果良好,Nash效率系数多在0.7以上,水量平衡误差也基本控制在±10%以内;资料序列的长度对模拟效果影响显著,长序列资料的峨山站和西山站模拟结果明显优于短序列的大矣资站和马家庄站;新安江模型能较好适用于我国南方山区,对研究变化环境下水文过程的响应具有良好的适用性。