基于基本单元的沿渡河流域分布式汇流模型

在概化基本单位为"V"形基本单元和马蹄形基本单元基础上,提出了分布式汇流模型(即坡面汇流、河道汇流模型).给出了坡面汇流"V"形、马蹄形基本单元面积-时间曲线及时段单位线方程,推求了基本单元坡面最大汇流时间;利用马斯京根法建立了河道汇流的水量平衡方程和槽蓄方程.以沿渡河流域为例,概化出59个基本单元,计算出内、外单元的平均面积、链长及坡长,采用新安江模型分析沿渡河流域的雨洪资料,利用其中10场地表径流资料对模型参数进行率定,验证结果表明模型合理可靠,具有较好的实用价值.     

地面径流系统核性质及其模型

二阶核是地面径流系统的要害,因此分析它的性质十分必要。并在此基础上提出非线性核的计算方法。地面径流系系统模型的研究,是涉及水文学有关汇流理论的核心问题。本文提出地面径流系统模型,属于非线性范畴。可作为非线性核函数分析的一种有效方法,具有实用性意义。     

城市雨水管网暴雨洪水计算模型研制及应用

建立了城市雨水管网暴雨洪水计算模型,采用Keifer-Chu法、径流系数法、Horton下渗曲线法、等流时线法、马斯京根法分别对暴雨时程分布、不透水区产流、透水区产流、地表汇流、管网汇流进行分析和计算,并以长沙雅华小区实测资料对该模型进行检验.结果表明,该模型精度较高,简单方便,对我国城市化地区的雨水径流计算具有重要的指导意义和实用价值.     

龙角山水库入库洪水实用预报方法对比研究

为提高流域洪水预报精度,以山东半岛龙角山水库为例,利用25场洪水资料,选择降雨径流经验相关法和新安江模型对比分析二者的预报精度.结果表明,降雨径流经验相关法在率定期和验证期的地面径流深预报合格率分别为94.1％、87.5％,精度为甲等级别;新安江模型洪峰、峰现时间和径流深三个预报项目平均合格率在率定期、验证期分别为84...     

汾河上游流域分布式水文模型的构建

针对研究区的水文、气象特点,本文以坡度、坡向为下垫面主要因素,按照集水区自然分水线划分子流域的流域离散方法,将SCS产、汇流模型与马斯京根法相结合建立了基于流域尺度的次降雨-径流分布式水文模型。模型对研究区典型流域模拟结果表明,该模型的径流量合格率及汇流合格率分别达到70%和80%,且计算流量过程与实测流量过程吻合较好,可适用于该研究区。     

新安江模型在董铺水库洪水预报中的应用研究

针对大中型水库的水位观测资料较丰富,库区存在着难以观测的直接入库径流及主要入库河道径流观测资料缺乏的现状,以安徽省合肥市董铺水库流域为例,将水库流域划分为陆面和水面两部分,水面按直接产流计算,通过水库水位和水库泄水、用水资料反推入库径流过程,采用实码加速遗传算法对日模型和次洪模型的参数进行率定,构建了基于三水源新安江模型的董铺水库洪水预报模型。对董铺水库坝址以上所控制流域进行了模拟计算,日模型率定期14年中,径流深合格率为92.9%,确定性系数为0.94;日模型验证期18年中,径流深合格率为100%,确定性系数为0.93;次洪模型率定期34场洪水中,径流深合格率为88.2%;次洪模型验证期26场洪水中,径流深合格率为92.3%;60场洪水时水库水位推算合格率90%;方案整体预报精度达到甲级。研究结果表明考虑大中型水库流域产汇流特点和水文观测资料的现状,将水库流域的产流分为陆面和水库水面两部分,反推入库径流过程,基于三水源新安江模型进行大中型水库的洪水预报是可行的,其预报精度达到水库洪水调度的要求。     

新安江模型自由水容量参数栅格化方法研究

针对新安江模型中自由水蓄水容量参数SM反映土壤重力水蓄水能力并对地面径流和地下径流的比重起决定性的作用,利用土地覆盖资料及DEM数据获取流域林地面积比与坡度信息在SM、林地面积比、坡度三变量问作回归分析,分别建立一元、二元线性回归方程,将计算获得的各栅格SM应用于栅格化新安江模型中获得了较好的模拟效果,为无资料地区参数的确定提供了可行的方法,具有一定的新意.     

流域汇流的非线性分析及基于ANN流域汇流预报模型

基于Ｖｏｌｔｅｒｒａ积分级数对流域汇流的非线性分析后，提出基于人工神经元络（ＡＮＮ）的流域汇流预报模型，以提高径流预报精度。     

考虑降雨强度的汇流速度计算方法

以沿渡河流域为例,提出了同时考虑地形和降雨特性的汇流速度计算方法,引入半经验公式确定TOPMODEL模型中的地表径流演进速度,基于曼宁公式和连续性方程构建了降雨强度、地表坡度和汇流面积与地表径流演进速度的多元相关关系,并与采用单一平均汇流速度的TOPMODEL模型计算结果做了对比.结果表明,该方法模拟效果更好.     

渤海湾滨海平原河网地区降雨径流模拟

渤海湾滨海平原河网地区河道纵横交错,流态多样,降雨径流过程复杂。为准确模拟其降雨径流过程,在水文特征数据矢量化的基础上,将以二维非恒定浅水运动方程为控制方程的二维水动力模型与以河道汇流关系及水文方法为基础的一维河道拟序汇流模型相耦合,建立了适用于平原河网地区的降雨径流模型。经实测数据验证,模型可靠。研究表明,该模型可模拟计算渤海湾滨海平原2015年各时刻各处产流量、水位、流速及其变化过程;计算得出各河道的入水、出水水量及主要河流的入海水量,实现了对平原河网地区的降雨径流模拟。     

城市地表暴雨产流模型及应用

为适应城市暴雨过程及地表特性,结合城市水文学及水力学原理,采用芝加哥雨型对暴雨进行时程分配,建立了不透水区、透水区及混合区的产流模型。对不透水区,在Linsley产流模型的基础上,结合径流系数对原模型做出了适当改进,建立了适合城市不透水区的产流模型;对透水区,将下渗能力分配曲线和蓄水容量分配曲线耦合,按照二者的产流原理,形成了扣除截留、下渗损失的产流模型;对混合区则结合不透水部分和透水部分的占地面积,通过叠加不透水部分的产流与对应时刻透水部分的雨强作为输入,建立了与之相适应的产流模型。并将所得的暴雨时程分配过程线作为输入,对武汉市汉口区的产流过程进行模拟,得到地表净雨过程线,通过对比,发现该模型能较好地反映城市地表的产流过程。     

不同地下水位埋深下五道沟地区地表径流变化规律分析

基于五道沟实验站1991~1999年实测降水、地表径流及地下水位埋深资料,运用水文学原理及数理统计方法,选取不同降雨量和降雨类型,分析了不同量级降雨量、前期土壤干湿状态、次降雨过程砂姜黑土地表径流量及径流系数随地下水位埋深的变化规律。结果表明,对于砂姜黑土,在50mm以上日降雨过程中,存在土壤表层蓄满、深部超渗的分层产流机制;地表径流量及径流系数随地下水位埋深增加呈指数递减趋势,且随降雨量的增加地表径流系数呈上升趋势;而前期土壤干旱时间长、土壤含水率较低、地表径流系数随地下水位埋深增加而减少,且降雨集中分布比降雨分散分布的地表径流系数高。     

地下水位埋深对地表径流量及入渗补给量影响的数值模拟

针对五道沟实验站亚粘土（砂姜黑土）且无植被覆盖区内的蒸渗仪中的不同地下水位埋深之上的非饱和土层,建立了非饱和带数值模型,进而模拟出不同地下水位埋深时的地表径流量及入渗补给量变化规律。数值模拟结果表明,地表径流量及入渗补给量随降雨量增大而增大,地表径流系数总体随降雨量增大而增大,随地下水位埋深增加而减小;但对强降雨,地下水位埋深对地表径流系数影响较小。     

一个以DEM为基础的分布式水文模型

研究了如何将从DEM中提取的河网、水流路径等流域特征应用于分布式水文模型。建立了一个以传统产流模式为基础进行产流计算、网格间沿虚拟汇流网络进行汇流的分布式水文模型，并在我国东北部分流域进行了应用。重点研究了以DEM为基础的汇流方法，用汇流时间和线性水库相结合的方法进行汇流演算。结果表明，该方法提高了大尺度水文模拟的精度。     

基于TOPSIS法的水文模型多目标参数自动优选方法研究

将TOPSIS法与遗传算法相结合,以径流总量误差、总径流过程均方误、洪峰过程均方误和枯水过程均方误为目标函数,采用均方差确定目标函数权重,利用四个流域连续雨洪资料对新安江模型进行多目标参数优选,并与距离函数法比较,探讨其对水文模型多目标参数优选的适应性。结果表明,TOPSIS法和距离函数法模拟效果相当,基于TOPSIS法的多目标参数优选优于单目标参数优选。     

海绵城市建设技术对地下水污染的影响评价

为避免海绵城市建设技术的实施造成地下水污染,采用层次分析法和聚类分析法评价海绵城市建设技术对地下水污染的影响。结果表明,22项海绵城市建设技术对地下水的影响分为3个等级,一级技术共11项,增加了地表径流进入地下水的概率,但对雨水径流的净化效果有限;二级技术共7项,有一定的概率使得地表径流进入到地下水中,同时具有一定的净化雨水径流的能力;三级技术共4项技术,能降解或净化雨水径流中的大部分污染物。结合海绵城市建设技术对地下水潜在影响的评价结果,可为不同风险区域的海绵城市选取适宜的海绵城市建设技术提供科学依据。     

基于粒子群优化算法的RBF神经网络在泾惠渠灌区地下水位埋深预测中的应用

针对不恰当地选取RBF神经网络的网络结构和参数会使网络收敛慢的问题,采用粒子群优化算法对RBF神经网络参数进行优化,建立了基于粒子群优化算法的RBF神经网络模型(PSO-RBF模型),对泾惠渠灌区地下水位埋深进行了模拟和预测。结果表明,与单一的RBF神经网络相比,PSO-RBF模型具有较高的预测精度。再根据时间序列预测法预测的降水量、径流量、蒸发量、渠灌引水量、地下水开采量、气温等模型的输入变量,用训练好的PSO-RBF模型预测了泾惠渠灌区2009~2020年地下水位埋深,发现该灌区地下水位埋深呈下降趋势。     

地貌瞬时单位线在滦河中小流域的应用

针对中小流域防洪能力薄弱、水文资料缺乏、洪水预报预警难度大的问题,选取滦河两个中小流域,分别采用经验公式法和地形地貌参数法确定流域平均汇流速度,推求相应的地貌瞬时单位线,采用清华大学GBHM产流模型,对该地区2017、2018年暴雨洪水进行模拟分析。结果表明,经验公式法推求的瞬时地貌瞬时单位线模拟精度较高,应用效果较好,可推广应用于无资料中小水库洪水预警预报工作中。     

降水同位素时程变化对流量过程线划分的影响

流量过程作为流域降水的响应,综合反映了流域水源概况和降水强度等特征,对其科学划分有助于深入研究流域的降雨径流关系、产汇流机制和水文模型的构建。采用二水源划分方法分割和睦桥小流域2016年两场降水事件的流量过程线,对比分析考虑降水同位素时程变化前后的划分结果。研究表明,降水、河水和地表水的同位素特征均随时间推移产生波动,但河水和地表水的波动远远小于降水的波动。此外,忽略时程变化将高估洪峰时刻事件前水对流域总出流量的贡献,而在退水阶段则低估了事件前水的贡献。这说明降水稳定同位素的时程变化深刻影响着流量过程线划分的结果,忽视这种变化不可取。     

呼和浩特市平原区地下水数值模拟

以呼和浩特市平原区为例,考虑区域水资源条件与地下水开发利用现状,基于"自然—人工"二元水循环理论,依托水文地质概念模型,构建流域分布式水循环模型,通过2010～2014年实测月地表径流过程系列及典型观测井信息对模型进行了率定与验证,发现模拟结果与观测结果一致性好,满足精度要求,为研究平原区地下水补排演变特征提供了可靠的技术工具。