HEC子模型在降雨径流模拟中的应用研究

介绍了HEC（hydrology Engineering Center)模型包的组成和各子模块的功能。着重探讨了降雨径流子模型HEC—HMS模型的基本结构和松散耦合分布式运行控制方式，以及利用HEC—GEOHMS实现由DEM生成数字流域的运作过程。并以江西修水万家埠流域为例，结合运用2个子模型进行洪水过程模拟。初步模拟结果表明：HEC—HMS模型应用方便，具有较好的适用性。     

HEC-HMS模型在南水北调东线水资源调度中的应用

介绍了HEC-HMS水文模型系统，利用HEC—GeoHMS模块，由数字高程模型（DEM）生成洪泽湖、骆马湖、南四湖及东平湖上游数字流域，并对每个流域进行降雨径流模拟，模型考虑了流域内水利工程及河道取水的影响。结果表明：HEC-HMS模型应用方便，对南水北调东线沿线地区有较好的适用性，计算结果和观测入湖流量有较好的拟合，能为东线工程的水资源调度决策提供区间来水模拟预报。     

HEC⁃HMS模型在黄河中游大理河流域适用性研究

水文预报对流域防洪减灾、水资源利用与管理具有重要意义。为探究HEC-HMS分布式水文模型在黄河中游地区的适用性,以大理河流域为研究区,根据流域DEM、土地利用和土壤等数据,基于GIS技术划分流域单元、提取流域信息,采用SCS曲线法、Snyder单位线法、退水曲线法和马斯京根法进行流域产汇流计算和河道洪水演进模拟。选取流域内13场实测雨洪资料,进行模型参数率定和验证。结果表明:13场洪水的洪峰流量模拟误差均小于20%、峰现时刻误差均小于3 h;率定期8场洪水模拟合格率为87.5%,平均Nash系数为0.816;验证期5场洪水模拟合格率为80.0%,平均Nash系数为0.710,预报精度达到乙级,模型可以应用于大理河流域洪水模拟。     

HEC模型在洪水预报中的运用

HEC模型将水文模型同地理信息系统结合,同以往的水文模型相比,HEC模型更加直观和简洁。该模型以ARCVIEW为操作平台,通过对数字高程模型(DEM)的处理,完成对流域特征数据的提取,生成水系和流域边界。在参数率定中采用了最优化方法的理论,通过不同的目标函数,找到流域参数最优值。通过在漳卫南流域的应用,表明该模型使用方便,结果精度高。     

利用HEC—RAS软件计算山洪沟水面线

本文以桦甸市某山洪沟为例,采用HEC—RAS软件,模拟分析了山洪沟在设计频率洪水下的水面线,为山洪沟治理工程的规模确定提供科学依据。计算结果表明,HEC—RAS软件在分析计算山区急流水面线时有较好的适用性,计算结果对工程有利,在山区河道及山洪沟治理工程中推荐使用该软件。     

基于气象模式的汉江流域洪水预报系统

针对现行洪水预报方法的不足与汉江流域的特点,建立了汉江流域MM5气象预报模式和VIC分布式水文模型,耦合集成3种预报模式并开发了基于气象模式的汉江流域洪水预报系统。应用2005~2007年汛期日水文气象资料进行验证,结果表明所建VIC分布式水文模型具有较高的模拟与预报精度。基于气象模式的汉江流域洪水预报系统可为汉江流域的中长期水文预报和水资源综合管理提供技术支撑和决策参考。     

栅格新安江-地表地下双人工调蓄分布式水文模型

为了提高地表地下双重人类活动干扰下的流域洪水模拟精度,基于调蓄水库概念提出了考虑地表水利工程和地下水超采影响下的网格化降雨径流模拟方法,通过在栅格新安江模型基础上引入地表地下双调蓄模块,构建了栅格新安江-地表地下双人工调蓄分布式水文(GXAJ-DAR)模型,将该模型同半分布式新安江-海河模型在海河的典型流域清水河流域进行了验证比较。结果表明：GXAJ-DAR模型在清水河流域的模拟精度高于新安江-海河模型;基于栅格的双调蓄结构能根据水利工程控制区域和地下水埋深的实际空间分布对地面和地下径流人工调蓄过程进行准确模拟;GXAJ-DAR模型对自由水蓄水库蓄水容量参数的取值较新安江-海河模型更加合理,能有效提高清水河流域的洪水模拟精度。     

HEC-RAS模型在洪水模拟中的应用

介绍了HEC—RAS模型的组成和功能，探讨了其运行方式，并以黑河为例，模拟该河流金盆水库坝址至入渭河口的河道洪水（P=1％）水面线。初步模拟结果表明：HEC-RAS模型应用简便，适用性较好。     

LL-Ⅲ模型在美国Baron Fork流域的应用

有物理基础的流域分布式水文模型对流域产汇流以及对洪水过程的模拟与预报一直是水文研究的重点.分析了美国Baron Fork流域的降雨产汇流特性,应用基于DEM的LL-Ⅲ水文模型对Baron Fork流域进行产汇流模拟及洪水预报,结果表明,从模型模拟精度来看,该水文模型在Baron Fork流域洪水预报、流量模拟应用中取得了较好的效果,可以在水文、地质、地貌、气候等方面与该地区类似的流域推广.     

栅格新安江模型在陕西省大河坝流域中的构建与应用

以陕西省汉江支流大河坝流域为研究区域,通过DEM数据分析、地貌特征参数提取等工作,构建了基于栅格的新安江水文模型,模拟分析了流域的径流过程以及自由水含量空间分布的动态变化情况。为验证构建的栅格新安江模型的可靠性,利用大河坝专用水文站2011—2014年7场次实测洪水资料进行洪水模拟验证,结果表明:洪峰流量的模拟误差基本能够控制在20%以下、峰现时间误差均在3 h以内、不确定系数达到0.78以上,表明本次构建的栅格新安江模型能够较为准确地对洪水过程进行模拟;同时以2013年7月16日和25日2场次洪水过程为例,对模拟的自由水的空间分布动态变化进行了分析,结合自由水含量的物理意义,降雨过程的发展情况以及流域出口的洪水过程精度评定可知构建的栅格新安江模型可以较为准确地模拟出流域中自由水含量空间分布的动态变化。     

HEC系列水利软件的应用

HEC系列水利软件是国外一组功能强大,使用范围广泛的软件集.在河道水力分析、水文模拟、洪水预测、河道整治、水库管理规划等方面发挥着重要的作用.详细介绍了该软件包的组成和各主要子模块的结构原理及运行方式,并指出了其工程研究动态和发展方向.     

气象降雨数据在无资料流域水文模拟中的适用性分析

当前水文模拟过程主要采用水文监测站点提供的降雨数据,不过部分区域受自然地理和社会条件的限制,水文站点稀疏雨量数据缺乏导致水文模拟难。针对这一问题,提出了一种利用气象数据用于水文模拟的方法,并以雅砻江安宁河流域为例开展了应用研究。采用安宁河上游气象站网2001—2005年日降雨数据作为输入,支流控制站点孙水关站水文数据作为参考,率定获取孙水关站对应预报分区新安江模型参数,随后将该参数应用至安宁河流域其它无资料地区。结果表明,在有效资料有限的情况下,采用该方法验证期(2006—2010年)内孙水关、米易站流量预报平均相对误差控制在7%～8%,NSE均值分别为0.67、0.78,NSE年际之间变化幅度小且较为稳定,模拟结果基本可信且较好的反映了洪水过程,证明了流域内资料稀疏情况下气象站网数据作为流域水文模拟的降水输入合理性及安宁河流域气象水文参数迁移对水文模拟具有良好的适用性。     

基于流溪河模型的中小流域洪水预报研究

流溪河模型是一种全分布式的物理水文模型,具体包括流域划分、蒸散发计算、产流计算、汇流计算、参数推求、模拟计算6个独立的模块。借助流溪河模型的计算结果,编制中小流域洪水预报方案,首先进行关于流域的水文数据收集、分析和整理工作;再进行流域的单元划分及应用遥感技术实施流域内的河道分级分段,同时对于河道的断面尺寸进行估算;在预设模型的参数初值及进行科学调整后,通过实测洪水和运用迭代法进行参数值的精确,最终得到模拟效果较优的模型。文章结合实际对基于流溪河模型的中小流域洪水预报模型进行了探讨。     

考虑水土保持措施的分布式水文泥沙耦合模型研究

基于栅格型DEM数据,提取数字水系和空间拓扑信息,建立了由水文模块和泥沙模块两部分组成的黄土高原多沙粗沙区小流域分布式水沙耦合模型。以黄河无定河水系岔巴沟流域为例,应用所建立的模型对该流域1970~1989年11场洪水进行了流量沙量过程模拟。结果表明,该模型具有一定的计算精度,一定程度证实了所研发模型的结构、参数和计算方法的合理性。     

汉江上游地区大尺度分布式水文模型与气象模型耦合应用试验

汉江发源于陕西省秦岭南麓,在其上游地区,局地性的洪灾或旱灾较易频繁发生。为改进洪水预报精度,构建了用于汉江上游地区的基于大尺度分布式水文模型和气象模型耦合的洪水预报系统,并于2007年6～8月在该流域的出口控制站白河站进行了流量模拟试验。其间,利用LSHM水文模型（5km×5km水平网格）分别基于地面气象观测资料和MM5模型（最内层水平空间尺度9km×9km）的预报产品对白河站进行流量模拟试验：同时,也利用MM5的24h预见期信息进行逐日流量作业预报试验。初步结果表明,将分布式水文模型与气象模型耦合应用进行洪水预报具有较好的发展潜力,值得推广应用。     

华中多雨人口密集型流域洪水预报（英文）

建立一个集总式水文模型,即基于蓄满产流的三水源新安江模型,模拟抚河流域1981—1995年的18次暴雨洪水过程;采用马斯京根分段连续算法计算河流洪水演算和水流过程线;然后将所有水流过程线线性叠加,确定水流和洪水过程;利用日尺度数据和洪水频率数据对模型进行参数率定。结果表明:该模型在现场洪水模拟中的平均确定系数为0.911,模型校准的平均径流深度误差为4.73%,验证的平均径流深度误差为8.21%,三水源新安江模型可以被应用于抚河流域的洪水预报工作中。该研究为我国中部多雨地区的洪水预报研究提供了有益的参考。     

浑河流域河道洪水演算对比模拟研究

传统的河道演算模型通常是以传播时间为定值作为基本条件,从而使得洪水演算模拟与实际情况往往在较大的偏差。鉴于此,文章以浑河流域为例利用变动态存储系数法模拟演算了河道洪水过程,根据浑河流域沈阳水文站2005-2018年的14个水文站的资料验证、率定模型的参数,在此基础上对比分析了与传统水文模型的模拟结果。结果显示:在河道洪水演算过程中变动态存储系数法相对于以往的方法具有更好的精准度与科学性,可提高洪水模拟合格率20%;可为分布式水文模型的研究及浑河流域水文模拟提供一定理论依据。     

采空区特殊下垫面径流模拟研究

由于长期大规模地开采煤炭资源导致山西省许多地区形成了煤矿采空区，改变了传统的水文过程。以上静游水文站控制流域为研究区域，通过6组室内试验，探讨了采空区裂隙发育对产汇流过程的影响机制并进行参数化，引入到传统双超模型，选取研究区大规模煤矿开采前后25场洪水分两种方案进行了水文模拟。结果表明：在采空区特殊下垫面进行水文模拟时，可引入4个参数来表示采空区对流域坡面产汇流过程的影响，可引入2个参数来表示采空区对河道汇流过程的影响。大规模煤矿开采前的14场洪水模拟结果中，模拟合格率为85.71%,大规模煤矿开采后的洪水11场洪水模拟结果较差。考虑采空区特殊下垫面对产汇流过程的影响，引入概化的参数重新计算上静游水文站控制流域大规模煤矿开采后的11场洪水过程，得到重新模拟的11场洪水模拟结果总体合格率由0提升为了81.82%,大规模采煤后采空区参数的引入有效提高了上静游水文站控制流域内场次洪水模拟精度。     

空间嵌套式流域水文模型的初步研究——以三峡水库入库洪水预报为例

三峡水库的防洪调度是多任务和多目标的,既需要掌握整个长江上游的水、雨和工情,也不能忽视三峡区间洪水信息。本论文以三峡水库入库洪水预报为例,依据入库洪水特性,在整个长江上游和三峡区间分别构建了大小两种尺度网格单元的分布式水文模型,并与一维和二维非恒定流的库区水动力学模型相结合,初步实现了这两种尺度水文模型的空间嵌套,以此探讨适合于大型流域数字水文模拟的空间嵌套式流域水文模型结构与构建方法。研究初步表明,嵌套模式构建的流域水文模拟方法,能够解决大流域水文模拟中多尺度之间的衔接问题。     

基于 H EC2HM S 模型的温榆河流域水文模拟

水文模拟对于流域防洪减灾、水资源规划管理有重要的意义。将分布式水文模型 HEC2HM S 应用到北京温 榆河流域, 模拟该区域 1980- 2005 年间 6 场暴雨洪水过程和 1983- 1995 年日降雨径流过程, 评估H EC2HM S 模型 在模拟场次洪水和日径流过程两种时间尺度上的适用性。结果表明, 场次洪水模拟的洪峰流量和洪量相对误差均 在 20% 以内, 峰现时差均不超过 2 h, 平均 Nash 效率系数为 01 82, 平均相关系数 r 为 01 92; 日径流模拟率定期和验 证期的平均 Nash 效率系数为 01 6, 平均相关系数 r 为 01 78, 平均相对误差为 31 95 % 。分析结果表明, H EC2H MS 模型在温榆河流域的适用性较好, 能够有效模拟北方地区短时和长时降雨径流过程, 可用于该区域的洪水预报和水 资源评价与管理。