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.     

Urbs水文模型及在长江流域防洪中的应用

中澳长江防洪及管理项目中引进水文Urbs模型,综合介绍了Urbs模型的基本原理以及在长江流域的应用情况.Urbs模型充分考虑流域下垫面水文特性的空间差异对流域降雨径流形成的影响,将流域分成若干个子分区,在各子分区上分别进行产汇流模拟并分段演算至流域出口断面.该模型是继新安江模型、API模型后在长江流域广泛适用的一种新的水文模型,对于长江水文预报中采用多模型比较,提高降雨径流预报精度,特别是无资料地区,具有较大的实用价值.     

MIKE11 NAM模块在入库径流模拟中的应用

通过参证流域西坑水文站实测资料率定MIKE11NAM模型参数,移用至杨楼溪设计流域,模拟逐日径流过程。模拟径流成果合理、精度可靠,可作为水库兴利调节计算的依据。     

新安江NAM和TOPMODEL模型在安阳河流域比较应用研究

海河流域作为我国的政治文化中心,流域内人口密度大,水循环过程受到强烈的人为干扰,导致流域的水文水资源特征改变。因此,为了探讨海河流域河流的产流机制,本研究以安阳河流域为例,分别采用新安江模型、NAM模型和TOPMODEL模型进行日径流过程模拟和次洪模拟计算,结果表明在海河流域三个模型模拟效果均良好。三种水文模型模拟的结果为:在日径流模拟方面,NAM模型与新安江和TOPMODEL模型相比,在率定期其确定性系数较其它模型相对较高,在验证期其率定系数也相对较高,且径流深相对误差较小;在次洪模拟方面,NAM模型与新安江和TOPMODEL模型相比,2场洪水的确定性系数有所提高;2场洪水的径流深相对误差都较小;2场洪水的洪峰相对误差较小,峰现时差有了明显的提高。因此,NAM模型在安阳河流域的应用效果最佳。     

基于MIKE11的流溪河河段洪水预报研究

利用Arc GIS和MIKE11等软件构建了流溪河流域的数字水系及降雨径流NAM模型,并将NAM模型即降雨径流(RR)模块与水动力学(HD)模块进行耦合,同时利用水工建筑物(SO)模块,进行了两种工况下的流溪河河段洪水预报研究.结果表明,以大坳拦河坝为上边界,河口为下边界,考虑区间入流和闸坝影响工况下的河段洪水模拟精度...     

灰关联分析方法在NAM模型参数敏感性分析中的应用

应用NAM模型对资水水系夫夷水流域新宁水文站的洪水过程进行模拟。利用灰色系统关联分析方法来研究NAM模型参数对模型模拟径流深、洪峰流量和峰现时间的影响。计算实例表明：浅层蓄水容量对NAM模型模拟径流深的影响较大,地表径流和壤中流汇流时间常数对NAM模型模拟径流深的影响较小;地表径流系数、地表径流和壤中流汇流时间常数对NAM模型模拟洪峰流量的影响较大,壤中流出流时间对NAM模型模拟洪峰流量的影响较小;地表径流和壤中流汇流时间常数对NAM模型模拟峰现时间的影响较大。     

VIC模型在流域径流模拟中的应用

为了进一步加深对流域径流形成机理的认识，将VIC模型的径流模拟理论与方法应用在栾川、王瑶和尚义3个半干旱半湿润区流域，研究和探讨了径流模拟结果。结果表明．①模型考虑了入渗、蒸发、土壤湿度、径流产生在计算区域内的变化；②从径流模拟的结果可以看出来，对于越靠近湿润地区的流域，并不是模型越复杂模拟精度越高，而是模型越简单往往有比较高的径流模拟精度；而对于半干旱地区的流域，考虑超渗机理的模型模拟精度要比不考虑超渗机理的模型模拟精度高，但混合机制的VIC模型计算过程比较复杂；③对考虑了两种产流机制的VIC模型以及兼容模型的研究，有助于进一步认识流域上的径流形成过程，尤其对于半干旱半湿润流域上的径流形成过程。     

三参数月水量平衡模型在丹江口水库控制流域的应用

基于水热平衡方程和流域蓄泄关系,建立了流域三参数月水量平衡模型,该模型概化了径流、降雨、蒸发和流域蓄水量之间的关系,并根据分区域汇流特点计算月径流量。利用该模型对丹江口上游7个子流域及全流域1977—1987年的月径流过程进行模拟和检验,率定期和检验期的确定性系数分别为0.85和0.80,径流总量相对误差分别为0.7%和0.2%。模拟和检验结果表明,所建模型具有较强的适用性,能较好地模拟丹江口水库控制流域及其各子流域的月径流过程,为建立丹江口水库月径流预报模型提供了可靠的技术途径。     

基于水量平衡的月水资源量长期预测方案探讨

受人类活动影响的流域,往往由于历史资料缺乏或长期统计预测模型或方法不适用等原因,难以较好模拟预测其月径流过程。选择金沙江流域作为研究对象,对其出口断面屏山站月实测径流过程进行了还原计算,采用两参数月水量平衡模型,分别对实测和还原后的月径流过程进行模拟分析,提出了针对试验流域的一种月径流长期预测模型或方案构建方法。研究分析表明：模型模拟的月径流过程与还原月径流过程基本吻合,模拟精度较高。可为其他类似流域开展月水资源预测工作提供借鉴和参考。     

Application of hydrological models in a snowmelt region of Aksu River Basin

This study simulated and predicted the runoff of the Aksu River Basin, a typical river basin supplied by snowmelt in an arid mountain region, with a limited data set and few hydrological and meteorological stations. Two hydrological models, the snowmelt-runoff model （SRM） and the Danish NedbФr-AfstrФmnings rainfall-runoff model （NAM）, were used to simulate daily discharge processes in the Aksu River Basin. This study used the snow-covered area from MODIS remote sensing data as the SRM input. With the help of ArcGIS software, this study successfully derived the digital drainage network and elevation zones of the basin from digital elevation data. The simulation results showed that the SRM based on MODIS data was more accurate than NAM. This demonstrates that the application of remote sensing data to hydrological snowmelt models is a feasible and effective approach to runoff simulation and prediction in arid unguaged basins where snowmelt is a major runoff factor.     

Topmodel模型在柬埔寨典型区域的应用研究

以柬埔寨境内3S河流域(3个子流域分区)和湄公河流域上段为研究区域,探讨了Topmodel在缺资料、少资料地区的应用。采用水文学方法、天气发生器以及再分析数据获取研究区域1980~2015年的气象水文长系列资料,将其作为Topmodel模型的输入,对径流过程进行了模拟。研究表明月序列确定系数高于日序列确定性系数,且都达到乙级标准。再利用该模型对研究区域的9个子流域的水资源量进行了模拟分析,结果表明Topmodel模型具有较好的适用性和良好的模拟效果,模拟结果能够反映流域水资源特性。     

黄河流域典型流域水文气象变化与径流过程模拟

典型流域水文气象分析及水文过程模拟是合理评价黄河流域水资源变化的重要基础。利用Mann-Kendall秩次相关检验法和均值差异T检验法分析了黄河流域7个典型流域的年降水量、年径流量和年均气温序列的变化特征,并采用VIC模型、新安江模型、WBM模型和GR4J模型模拟站点的径流过程。结果表明:各典型流域年均气温显著升高;年降水量变化趋势和突变情况均不明显;而年径流量呈显著下降趋势,且突变多发生在1980s。模型模拟结果表明4种水文模型在黄河流域应用效果较好。就Nash效率系数而言,VIC和新安江模型因为考虑产汇流过程较为详细,模拟径流过程与实测过程更贴近;就径流相对误差而言,WBM模型在水量模拟计算中表现较优,其结构简单,适用于流域水资源的模拟与评价。     

基于元胞自动机和大伙房模型的洪水演进研究

为了快速、准确地模拟洪水演进过程,将元胞自动机和二维圣维南方程相结合,构建了基于元胞自动机的洪水演进模型,实现了元胞间的局部水量交换,以及全流域洪水模拟过程的全局转换。接着,创新性地构建了基于DEM的单元栅格大伙房产流模型并将其作为元胞产流输入,将直接径流、地面壤中流和邻域元胞入流共同作为水深增量,充分考虑到了降雨对河道滩地洪水演进模拟带来的影响。以浑河沈阳城区河段物理模型试验数据为基础,选取了不同设计频率洪水进行实例验证与分析。分析结果表明:水深的模拟具有较高的精度;流速总体上满足模拟需求;淹没范围具有相同的变化趋势,具有合理性和有效性。研究结果可为洪水演进模拟提供一种新方法,同时对其他相似地区洪水演进模拟工作也具有借鉴意义。     

不同蒸发计算方法对水文过程模拟影响的分析

为研究不同蒸发输入对流域水文模拟的影响,以印江河流域印江水文站以上集水区域为对象,将蒸发站蒸发皿实测资料和P-M公式计算的参考作物蒸散发作为模型蒸发输入,应用于垂向混合产流模型进行日径流过程模拟。研究结果表明,以P-M公式计算的参考作物蒸散发为蒸发输入的垂向混合产流模型,其模拟精度总体上要高于以蒸发皿实测蒸发为输入的模拟精度,能够更合理地模拟印江河流域的日径流过程。     

沙颍河流域径流过程模拟与径流组分变化特征

采用线性关系和非线性关系对沙颍河流域的地下水退水曲线进行拟合对比,基于改进的SWAT(soil and water assessment tool)模型对沙颍河流域径流过程进行模拟,并采用Nash-Sutcliffe效率系数、百分比偏差及确定系数等3个指标对模拟效果进行评价,在此基础上,分析沙颍河流域径流过程的年内和年际变化特征。结果表明:沙颍河流域地下水退水曲线非线性关系拟合比线性拟合效果好,基于此建立的模型模拟结果较好;沙颍河流域地表径流、壤中流和基流分别占径流量的55.5%、25.4%和19.1%,冬季径流主要由基流补给,径流年内分配与降水变化基本一致,具有明显的季节变化和不均匀性;1961-2014年径流量呈上升趋势,地表径流和基流的波动与径流的变化基本一致,呈上升趋势;1961-2014年壤中流呈下降趋势。     

基于TOPSIS的长江上游流域降水模拟与预报研究

为研究长江上游流域高精度的短期降水模拟和预报,优选适宜于流域的WRF模式参数化方案组合,构建了模式中不同微物理过程、陆面过程和积云参数化方案组合,建立了包含平均绝对误差、布莱尔评分、TS评分和合格率多个指标的定量综合评价体系,提出了基于TOPSIS多属性决策的最优参数化方案优选方法,并在长江上游流域选取了4场典型强降雨过程进行模拟分析。研究结果表明:在长江上游流域采用微物理过程WSM3方案、陆面过程Noah方案、积云参数KF方案条件下,WRF模拟降水与实测降水的空间分布和降水量级更为相符。     

基于SWAT模型的长江源区巴塘河流域径流模拟

为了分析长江源区巴塘河流域气候变化与径流的水文响应关系,根据研究区的DEM(digital elevation model)、气象数据、土壤类型和土地利用数据,建立了SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型,并选用SUFI-2(Sequential Uncertainty Fitting)算法进行SWAT模型参数的矫正及验证。模拟结果表明:矫正期与验证期的模拟径流量与实测流量的峰值出现月份基本一致,均在巴塘河流域的6—9月份,最小值出现月份均在巴塘河流域的1,2月份,地下水延滞参数为影响模拟结果的首要因子。矫正期与验证期的模拟径流量与实测径流量之间的确定性系数及效率系数都高于0.8,该模型对巴塘流域的模拟效果良好,但受冻土影响较大。通过径流模拟及影响因子分析,可为巴塘河流域的山洪泥石流灾害预测、风险分析与管理提供参考。