异参离散广义Nash汇流模型及应用

在广义Nash汇流理论基础上发展而来的离散广义Nash汇流模型,概念明确,结构简单,便于应用,但模型中各线性水库的调蓄参数K是相同的,致使其在河道地形(坡降和断面形状)变化较大河段应用时有其局限性。通过引入异参瞬时单位线及其S曲线,在离散广义Nash汇流模型概念解析的基础上,推导得出了异参离散广义Nash汇流模型,从而丰富了现有广义Nash汇流理论,扩大了离散广义Nash汇流模型的适用范围。实例分析表明,由于考虑了参数K的空间异质性,异参离散广义Nash汇流模型可以进一步提高河道洪水的模拟精度。     

确定Nash模型参数方法的探讨

以往汇流参数,n、K值是用矩法来求的,该法要求流域具备较完整的降水和流量料,这对于资料缺乏地区往往不适用.于是通过另外途径,即既能反映流域汇流特又适用于资料缺乏地区的方法来确定流域汇流参数,本文便是利用流域地貌参数定Nash模型参数的一个尝试,通过实例分析取得满意效果.     

基于Nash瞬时单位线法的渗透坡面汇流模拟

基于Nash瞬时单位线法,结合Horton土壤入渗经验模型,并考虑植被对降雨的截流作用,建立了渗透坡面汇流计算的数学模型。以矩形坡面为研究对象,基于其汇流时间-面积特性,推导建立了Nash瞬时单位线参数n、K的确定方法。其中参数n的值与坡面汇流时间-面积曲线指数相等,K的值与坡面汇流时间相等。应用本文建立的模型,对林地渗透坡面降雨径流进行计算,并与实测值进行比较。结果表明,计算值与实测值的变化趋势基本吻合,初步验证了本文方法的合理性。     

论流域蓄泄关系

流域蓄泄关系是天然河流的主要特征之一。蓄泄方程和水量平衡方程联解可用于汇流计算,若入流为零可以导出退水计算公式。流域蓄泄关系分为河网(包括坡地)蓄泄关系和地下水蓄泄关系,两者的汇流条件有所不同,在地质条件复杂、流域不闭合的地区,两者的汇水范围往往不一致。 流域蓄泄关系通常如图1所示。S为流域蓄水量,Q为流域出口断面流量。     

基于随机微分方程的流域汇流模型

摘要：针对水文过程中存在的许多随机不确定性因素,本文以Nash模型为基础,利用随机微分方程理论,在确 定性汇流模型中引入随机输入项,建立了输入具有白噪声特性的随机Nash汇流模型,求解得到出流过程均值和 方差的解析解和数值解,并利用出流过程的均值和方差确定各时刻出流过程的概率分布。该方法借助于各时刻的 方差得到流量过程的分布概率,从而考虑预报的不确定性,为防洪决策提供预报值的不确定度,有利于降低水库 调洪风险率。     

基于TOPMODEL的分布式水文模型应用研究

在TOPMODEL模型理论基础上，设计了一个分单元处理产流和汇流过程的分布式水文模型。该模型分单元计算地形指数和模拟产汇流过程，并通过引入Nash地貌瞬时单位线进行单元汇流演算。最后，用模型对一个流域的产汇流过程进行了模拟并和实测的径流量做了比较，结果表明此模型合理具有较高的精度。     

河边水文站产汇流特性分析

根据实测暴雨洪水资料，分析河边水文站暴雨空间分布特征，采用具有蓄满产流机制分析产流，采用推理过程线法分析汇流，并用实测暴雨洪水资料进行检验，通过曲线精度评定，结果表明：蓄满产流机制在半湿润山区是适用的，产汇流参数具有规律性，可供无资料地区移用或参考。     

非线性调蓄汇流计算模型的研究

本模型采用水文学和水力学相结合的方法,分别处理洪水波移动作用和调蓄作用,将流域净雨过程或河道上游断面流量过程平移一个传播时间,再联解水量平衡方程和非线性蓄泄方程作调蓄计算。非线性蓄泄方程根据水力学上的曼宁公式和达西定律推导而来,方程的两个参数有明确的物理意义。本计算模型经在我省部分河道汇流、流域汇流计算应用,精度较高,具有较高的实用价值和推广价值。     

泵站抽排流量与运行制度的经济合理分析

合理确定泵站抽排流量应充分考虑站前的滞蓄特性对涝区排水流量进行折减。抽排系数视站前汇流历时的延缓和调蓄容积大小而变化，一般可采用０．６～０．８。除此之外，还应建立泵站合理的管理运行制度以保证泵站少投入、多生效、经济合理。     

降雨径流模型在故县水库入库预报中的应用研究

根据故县水库入库控制站卢氏站及以上地区的水文资料,采用超渗产流与蓄满产流相结合的产流模式、纳希瞬时单位线单元汇流模型以及马斯京根多河段连续流量演算的河道汇流模型,研究探讨故县水库入库流量及水量的预报方法,并利用该模型在2011年9月洛河上游秋汛洪水期间进行了作业预报,取得了满意的结果,可作为故县水库调度的决策依据之一。     

马斯京根模型改进新思路

马斯京根模型基于水量平衡原理和线性槽蓄假定而建立,模型自提出以来不断得到改进。归纳起来,模型改进思路主要体现在水量平衡微分方程、槽蓄方程以及参数取值三方面。在已有模型改进思路基础上,通过引入组合流量系数,尝试构建新的马斯京根演进模型。模型以同一断面历史多时刻流量线性组合代替槽蓄方程中当前单时刻流量,并采用微分进化算法进行模型参数率定。以滦河大黑汀水库以下至滦县河段为例,分别选取不同量级的10次代表性水流过程进行模拟。结果表明,模型模拟精度较未改进得到了提高。     

黄河下游河道水沙运动仿真模型的开发研究

介绍黄河下游宽浅河段汛期水沙运动仿真模型建立在二维不恒定流与不平衡输沙理论的基础上，采用无结构不规则网络，结合了有限差分法和有限体积法的优点，能较充分地反映滩区、生产堤与滩槽冲淤变化对洪水演进的显著影响，并具有实时动态图象显示和人机对话功能。     

Research on Runoff Sub-model of Non-point Source Pollution Model

Abstract

In light of the current ability to treat point source pollution, nonpoint source (NPS) pollution has become the primary cause of water pollution. In order to manage and control NPS pollution, we must conduct research on NPS pollution. An effective means for such an endeavor is to construct a mathematical model. However, in the present continuous time and distributed parameter NPS models, such as SWAT, parameter requirements are so numerous that their application is very difficult. In order to make such a model convenient for application, research was first conducted before constructing a new continuous time and distributed parameter NPS pollution model based on hydrodynamics. In this paper, as one of its sub-models, the runoff sub-model is introduced. This sub-model is composed of the SCS model and the water routing model that was constructed by the authors of this paper. This water routing model is based on Saint-Venant equations. Through Laplace transform and inverse Laplace transform mathematical modeling, the outflow hydrograph that is an S-curve was obtained. Then, the authors built the relation between S-curve and water- collecting area coefficient, from which the water routing model is derived. In order to calibrate and validate the new model, the authors applied it in the Guishuihe watershed with satisfactory results. The results show that it has value in application, especially in the area where data are scarce.     

洪水演算中堰闸调控的处理

以描述河道洪水运动的圣维南方程组为理论基础，用虚拟单元河段法提出了一种洪水演算中堰闸调控的处理方法，用综合流量系数作为反映堰闸水流局部能量损失的模型率定参数，该方法既简便又有明确的物理概念，并在实际的洪水演算中得到了成功的应用。     

双向波演算模型验证

针对河口地区洪水演算受地形、河床结构影响大的特点,水动力学方法常受这些资料条件限制而导致其使用效果不佳或甚至无法使用问题.在水量平衡、河段单元蓄量方程和谢才公式基础上,提出了以物理定律为基础的水位演算模型.考虑到河口地区河道洪水运动受上游洪水波的顺水传播影响的同时又受下游潮水波的逆水传播作用特点,提出了双向波水位演算设想,把水位演算模型改进成了适合于河口特点的双向波水位演算模型.再结合动力学数学物理方程,提出双向隐式差分格式,组成了差分解模型,进而证明了河道水流双向波演算模型与运动波方程的一致性及其演算模型的物理基础.并在曹娥江的河口段进行了检验,表明双向波水位演算模型结构合理、模拟效果良好.     

沭河流域洪水预报的产汇流组合方案优选

针对沂沭泗流域洪水预报问题,选择沭河流域重沟站洪水事件为研究对象,评估了两种产流方法和三种坡面汇流方法的不同组合下洪水模拟精度。 结果表明,CN 曲线数法是研究区最优的产流计算方法,斯奈德单位线和 SCS 单位线均适用于该流域的坡面汇流;CN 曲线数-斯奈德单位线组合是沭河流域最优的产汇流组合方案,洪水预报精度达到乙级以上。     

蓄滞洪区洪水演进数学模型研究及应用

以二维非恒定流基本控制方程为理论基础,采用有限体积法,建立洪水演进数学模型.根据蓄滞洪区内不同地形条件及洪水调度方案,以相应的水动力学方法,对模型区域的通量、蓄水量和洪水实时淹没水位进行计算,并考虑了公路建设中路基体积、涵洞尺度、取土方量对蓄滞洪区洪水演进的影响.采用恩县洼蓄滞洪区的历史洪水淹没资料进行模型验证,模拟了自然滞洪和分区滞洪两种情况下的洪水淹没过程,模拟结果与历史统计淹没范围基本吻合,预报了公路建设后蓄滞洪区洪水位的变化及风浪对洪水最大淹没范围的影响,为蓄滞洪区中的工程建设和防洪影响评价提供了研究思路和方法.     

西三洼洪水演进数值模拟及洪水风险分析

为模拟西三洼蓄滞洪区洪水演进,对其洪水风险进行分析,以一、二维非恒定流控制方程为基本理论,采用有限体积法,结合西三洼地形资料及大清河流域水文资料,建立一、二维耦合的洪水演进数学模型。采用63·8洪水实测资料对模型进行验证,结果基本吻合。对不同工况及重现期下的设计洪水进行洪水演进模拟计算并绘制洪水风险图。研究表明:该模型可模拟西三洼蓄滞洪区各分洪口门开扒时间、各时刻淹没面积、淹没水深及滞洪量等水情信息及其变化过程;规划情况(增加安全区)的滞洪总量大于现状情况滞洪总量;发生百年一遇洪水时,西三洼蓄滞洪区77%地区都遭受洪水侵害,其中57%区域为危险区,11%区域为重灾区,5%区域为中灾区。研究成果可为防汛部门制定科学合理的防洪减灾规划提供参考依据。     

低速非达西双渗油藏DST段塞流测试渗流模型及应用

本文在分析了实际低速非达西双渗油藏DST段塞流测试非自喷井渗流规律的基础上，导出了其有效井径数学模型，利用Laplace变换及特殊物理方程理论，导出了该模型的拉氏空间解析解，利用Stehfest数值算法进行数值反演，得出了实空间解，并绘制了无因次样板曲线。结果表明：启动压力梯度、层问储容比、地层系数比的变化对段塞流试井解释结果有较大的影响。当窜流系数比较大时，在晚期段曲线几乎相交于同一条曲线；但是当窜流系数比较小时，层间储容比、地层系数之比对于压力曲线的后期段有较大的影响，曲线后期段上翘。采用本模型绘制的样板曲线，能较大程度上提高拟合精度，可有效运用于现场DST段塞流试井分析。