系统微分响应参数率定方法在建阳流域SWAT模型中的应用

利用基于系统微分响应理论的参数率定方法率定闽江建阳流域SWAT模型,通过流域1992—2000年日资料验证了该方法的实际应用效果,采用纳什效率系数(NSE)、偏差百分比(PBIAS)和相关系数r作为评价指标对率定后的SWAT模型模拟精度进行评价,并与传统利用SUFI-2方法率定得到的SWAT模型模拟结果进行对比分析。结果表明：系统微分响应方法率定的参数在建阳流域的日径流模拟中表现较好,率定期和检验期NSE均为0.65以上,径流量PBIAS在5%以内,r在0.65以上;利用系统微分响应率定参数方法率定SWAT模型参数在实际应用中可行,且效率与精度均高于传统的SUFI-2方法。     

基于协整理论的淮河流域上游洪水预报实时校正方法

为了提高淮河流域上游的洪水预报精度,引入计量经济学中的协整理论与误差修正模型用于洪水预报实时校正;同时为了解决自回归算法无法针对非平稳序列建模以及序贯相关性问题,构建了基于误差修正概念的自回归误差修正模型。以淮河鲁台子站以上流域为研究区域,基于分布式垂向混合产流模型模拟结果,分别构建一阶至三阶自回归模型、误差修正模型和基于误差修正的自回归模型对模拟结果进行校正,采用修正效果评价系数、确定性系数、洪峰相对误差、径流深相对误差和峰现时差5个评价指标,分析对比各校正模型对流域2003—2014年10场洪水的校正效果。结果表明:3种实时校正方法均对淮河流域上游洪水有一定的校正效果,其中,自回归模型校正效果最差,排除误差序列非平稳的两次洪水后,其平均修正效果评价系数为0.20;误差修正模型能够有效校正预报洪水,其平均修正效果评价系数为0.76;基于误差修正的自回归模型校正效果较好,与传统自回归模型相比,对洪峰流量的校正效果显著提高,其平均修正效果评价系数达到0.98,可用于淮河流域上游洪水预报的实时校正。     

降雨观测误差修正方法研究

从水文实际情况出发,分析了遥测降雨系统雨量观测资料误差的类型和特点,结合抗差最小二乘法,提出了雨量观测误差的三步修正方法.每一步利用雨量资料误差不同特点,提出不同的权函数进行修正.选用危水水库乌溪沟以上流域1974年—1999年间共28场洪水的暴雨资料,进行统计分析计算,确定三步权函数修正法每一步的权函数.然后用生成的误差系列,进行模拟估计,效果较为理想.该方法简单实用,便于在其他流域上进一步推广应用.     

云南省缺资料小流域临界雨量计算分析

小流域因缺乏长期监测的降雨径流资料,临界雨量的计算是其山洪灾害防治面临的难题之一。针对云南省山洪灾害特征,以典型资料匮乏小流域为基本单元,采用水位流量反推法、频率曲线法、灾害与降雨频率分析法3种方法分析临界雨量,并通过适用于资料匮乏地区的地貌瞬时单位线模拟流域汇流过程。结果表明,3种方法计算的临界雨量值较为接近,其中结合了地貌瞬时单位线的水位流量反推法更适用于计算分析云南地区临界雨量;可见在推求山洪灾害临界雨量计算时采用地貌瞬时单位线模拟云南省流域汇流过程合理可行。     

基于改进灰关联分析的相似洪水动态识别与预报方法

实时洪水预报是优化流域防洪减灾方案的重要支撑信息,基于洪水相似性的相似洪水预报是一种延长实时洪水预报预见期的可行途径。为改进灰关联分析法在相似洪水识别与预报中的应用效果,通过引入置信度距离、离势系数权重,加强传统灰关联方法的抗差能力,减少相似性分析过程中的信息损失,并将改进后的方法应用于相似洪水识别与预报过程中,最后结合池潭水库实测雨洪资料进行验证分析,预报精度评价结果表明,该方法预报精度优于传统灰关联分析法,可作为实时洪水预报的辅助方法。     

竹林流域各水源的同位素特征对降水事件的响应分析

河水与地表蓄水补给来源的确定对于深入理解流域产流机制及流域滞时分布具有重要作用。通过采集2015～2016年和睦桥竹林小流域5场台风雨事件中林外降水、贯穿降水、地表蓄水、河水和土壤水水样并分析其氘氧稳定同位素特征,探究河水和地表蓄水同位素差异及补给水源。结果表明,林外降水相较于贯穿降水同位素偏富集,主要由于蒸发作用对林外降水影响相对较大。地表蓄水和河水稳定同位素组成及氘盈余值接近,同时两者的同位素组成对降水响应不明显,主要可能由深层土壤水和地下水补给,本场降水对河水和地表蓄水补给量很小。     

误差平方和目标函数在参数率定过程中遇到的问题

目标函数是参数估计最重要的信息来源,针对目前大多以误差平方和目标函数为参数率定方法,通过对误差平方和目标函数的结构及单参数、多参数模型进行实例计算分析,分别发现该方法遇到不同样本所对应的参数局部优值不同、不同样本组合的参数信息不合理、甚至会提供错误参数估计信息等问题,提出了选取合适目标函数的建议,为提高参数率定的精度和效果提供依据。     

抗差岭估计在单位线推算方面的应用

最小二乘法是最小无偏估计,在水文上常被用来推求单位线.但是在法方程系数阵处于病态或者观测值中含有粗差的情况下,采用最小二乘法估计的误差会很大甚至出现不合理的估计.针对这一情况,采用目前在测绘上应用较广的抗差岭估计进行单位线的推算,效果较为理想.     

黄土地区的小流域产沙计算

根据黄土地区小流域泥沙概念性模型,选取黄河中游的三个小流域,分别运用分时段和以次洪为单位的方法进行了产沙计算,总体效果良好。表明了模型结构简单、概念明确、便于应用,可以在实际工作中采用。     

感潮河段洪潮耦合双驱动力水动力模型

分析了感潮河段水流运动特点和感潮河段上下边界水力作用要素差异,在完整感潮河段概念和完整感潮河段上下边界的特殊水流边界条件下,把水流水力要素分离为洪水要素和潮水要素,提出洪水水流要素和潮水水流要素耦合模拟的双驱动力水动力模型,利用长江河口感潮河段实际水流过程进行了模拟检验,获得了比圣维南方程组更合理、模拟效果更好的结果,并指出了进一步需要重点研究的问题。