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。     

流域有众多小水电站的锦江水库降雨径流预报

根据降雨径流相关原理,结合锦江水库流域地理环境、水文、气象、上游小型水电站众多特点,将该流域划分为8个单元区,并在各单元区建立一个虚拟水库,代替众多小水电站调节水量的水库降雨径流预报模型,应用于锦江水库水文预报系统。2008年至今共6年的入库流量短期预报实践证明,该模型预报精度高,在水库防洪发电、水库调度应用中效果优良。     

TOPMODEL水文模型在九龙江北溪流域洪水模拟中的应用

该文以漳平水文站站址所在河道断面以上的九龙江北溪流域为研究区域,利用数字高程模型(DEM)处理的地形指数和距离面积分布函数、区域自动气象站雨量资料作为TOPMODEL水文模型的输入资料,以水库坝址及水文站站址进行流域单元划分,分单元流域模拟重要洪水过程的逐时流量,以水库入库流量和水文站点逐时实测流量作为模型率定依据,优化调整可应用于研究区域的水文模型参数。研究结果表明:TOPMODEL水文模型在研究流域内对洪水过程总平均确定性系数为0.88,平均径流深误差为-4.63%,平均洪峰误差为14.92%;水库入库流量模拟效果好,确定性系数达0.90。这表明TOPMODEL对九龙江北溪流域洪水预报模拟有一定的适用性,可作为洪水预报的参考依据。通过结合更多的洪水过程数据不断优化调整模型参数,应用本地化TOPMODEL水文模型和区域数值预报产品的逐时降水资料,将为水库入库流量及中小河流流域精细化水文气象预报服务的开展提供客观定量的预报产品。     

线性回归法在潮州供水枢纽水库枯水期入库流量预报中的应用

根据韩江流域的特点,结合潮州供水枢纽水库实际情况,研究流域水文要素的具体特征,用线性回归法研究潮州供水枢纽枯水期入库流量预报问题,与实测结果进行对比,该方法有利于提高对枯水期潮州供水枢纽入库流量预报的精度,为今后潮州供水枢纽枯水期水库调度、航运、生态用水和发电规划等工作提供参考.     

浏渭河(朗木)梨站绳套水位-流量关系曲线拟合研究

根据贺龙水库流域的水文特征、水库调度的要求,应用新安江模型、水库优化调度及动态规划等,对贺龙水库入库洪水预报和水库调度进行研究.     

门楼水库洪水预报及修正方法

由于流域下垫面条件、人类活动和水利工程影响,使得概念性流域水文模型更加难于全面地描述流域的产汇流特性,导致预报结果误差较大。研究以门楼水库为背景,分析流域入库洪水组成、水利工程分布、气候及下垫面等水文特点,采用大伙房模型(DHF)进行门楼水库以上流域的洪水预报方案研究,进而修正水库的入库洪水过程。研究结果表明,修正后的洪水预报结果精度比修正前有较大提高,可以为水库防洪调度决策提供依据。     

东江水库入库流量与流域面雨量变化分析

采用2003~2015年东江水库入库流量资料和东江流域内3个气象站点降雨资料,对东江水库入库流量的时间变化特征及其与面雨量的关系进行了分析。结果表明,年平均面雨量与年入库流量呈显著正相关;面雨量与入库流量的转换率年平均为55%,夏季比冬季的降水转换率高,前期的降雨越多转换率越高;大量级、连续降水过程比小量级、分段降水过程的转换率高;洪峰入库时间与流域最大雨强出现时间平均相差4.5 h,不同区域的最大雨强与洪峰流量出现的时间差不一致。利用日面雨量分月建立的日均入库流量预报模型,精度基本满足业务需求,还可以增长水文洪水预报的预见期,在业务上有一定的应用前景。     

瑞丽江一级水电站枯水期入库径流变化规律

下游水库的主要入库流量来源为上游水库出库流量及该流域段至下游水库的区间流量,区间流量受水文、下垫面、人类活动及水文模型等因素的影响,同时在枯水期短期内水文、下垫面、人类活动等因素变化量较小,上游电站出库流量,以及随着上游电站出库流量变化引起的河道水位模型的变化是下游电站入库流量变化的主要因素。通过研究下游入库流量随上游出库流量变化的规律,统计分析历史水情数据,引入流量偏差修正的方式,进一步提高水情预测数据的准确度,为实现瑞丽江电站水库的优化调度提供可靠保障。     

皂市水库入库流量预报初探

河流源区大型水库上游的来水,由于预见期很短,目前水文预报尚无有效的预测方法。通过分析降水与入库流量的关系,同时利用降水数值预报产品,是探索水库上游区域径流预报的一个有效途径。分析表明,渫水是典型的山区河流,河水陡涨陡降,径流的形成受降雨影响极大,流域内降水具有西多东少的分布特点。针对渫水流域12个区域雨量站2008年1月1日至2014年12月31日的降水资料进行统计,并对比分析同期皂市水库的入库流量变化。从2~11月份,皂市水库的入库流量与渫水流域的面平均降雨量存在很好的正相关关系,其中6和10月份日均流量与日降雨量的相关系数可以接近0.9。因此,利用降水量数值预报产品,结合当前雨水情实况,建立2~11月份期间分月的日均入库流量预报模型,获得了较好的预报效果。     

水电站初运期的入库洪水预报模型

水库形成后，江河洪水的流向，流速发生改变，使该流域的诸多水文特征值受到影响，无论是特征值的大小，还是出现的时间都有不得程序的变化，为此，应该建立水电站初运期的洪水预报模型，水电站的初运期入库洪水预报模型是以区间流量为基础条件，将降雨直接参加产汇流计算，这是既简单又可操作性强的洪水预报经验模型，该模型在雅垄江流域的二滩电站的洪水预报中经误差检验评定，精度较高，作业预报效果很好，为此，对二滩水电站在初运期资料短缺条件下的入库洪水预报具有较好的使用价值。     

水资源调度中蓄水工程下游区间入流预报效益计算模型

本文通过分析有、无水文预报的水资源调度误差的概率分布函数和分布函数参数的确定，从概率的角度出发，建立了水资源调度中水文预报效益计算模型。该模型以区间径流估计误差值的方差、水资源调度供水保证率和调水过程的水库放水历时等数据为基础，定量地描述了水资源调度中水文预报效益的计算方法。实例应用结果表明：水文预报效益与有、无水文预报时的径流估计误差的均方差的差值成正比；并随供水保证率的提高而增大，即供水保证率越高水文预报效益越大，且水文预报效益的增长率也越高。     

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。     

于桥水库入库水量变化趋势分析

对于桥水库多年入库水量进行分析计算,得出入库水量有减少的趋势,从流域降水量、用水量及下垫面条件的变化3个方面进行入库水量减少的原因分析,得出入库水量减少的影响程度。最后,为如何增加入库水量提出了合理化建议。     

分布式水文模型EasyDHM在北江流域的应用

为了解决珠江流域咸潮上溯问题,需要在枯水期对流域水库群进行压咸调度。合理调度的前提是准确掌握流域的来水情况,以便在满足发电需要的基础上兼顾生态需要,特别是在枯水期。飞来峡水库是北江流域的重要水库,位于珠江流域下游,在流域抑咸调度中起到关键的作用。为了对飞来峡水库来水过程进行水文模拟分析,以分布式水文模型EasyDHM为基础,利用DEM、实测河网、土壤、土地利用及水文气象数据,构建了北江流域分布式水文模型。通过模型的参数率定以及验证发现,模型精度较高,可以很好的应用于流域水情形势分析;对飞来峡水库旬入库过程统计发现,枯水期来水量最小值出现在12月上中旬,这对于确定流域抑咸统一调度的最佳时期也有着重要的意义。     

Climate change impact on water quality in the integrated Mahabad Dam watershed-reservoir system

Climate change, besides global warming, is expected to intensify the hydrological cycle, which can impact watershed nutrient yields and affect water quality in the receiving water bodies. The Mahabad Dam Reservoir in northwest Iran is a eutrophic reservoir due to excessive watershed nutrient input, which could be exacerbated due to climate change. In this regard, a holistic approach was employed by linking a climate model (CanESM2), watershed-scale model (SWAT), and reservoir water quality model (CE-QUAL-W2). The triple model investigates the cumulative climate change effects on hydrological parameters, watershed yields, and the reservoir’s water quality. The SDSM model downscaled the output of the climate model under moderate (RCP4.5) and extreme (RCP8.5) scenarios for the periods of 2021–2040 and 2041–2060. The impact of future climate conditions was investigated on the watershed runoff and total phosphorus (TP) load, and consequently, water quality status in the dam’s reservoir. The results of comparing future conditions (2021–2060) with observed present values under moderate to extreme climate scenarios showed a 4–7% temperature increase and a 6–11% precipitation decrease. Moreover, the SWAT model showed a 9–16% decline in streamflow and a 12–18% decline in the watershed TP load for the same comparative period. Finally, CE-QUAL-W2 model results showed a 3–8% increase in the reservoir water temperature and a 10–16% increase in TP concentration. It indicates that climate change would intensify the thermal stratification and eutrophication level in the reservoir, especially during the year’s warm months. This finding specifies an alarming condition that demands serious preventive and corrective measures.     

水电厂竞价电量的风险分析模型及应用

由来水不确定性带来的申报电量风险和对边际电价预测不准确引起的申报电价风险，是水电厂参与电力市场竞价的主要风险。水电厂水库的水文预报模型和系统不仅包含了丰富的水库来水规律特性信息，也包含了预报系统的大量特征信息。文中建立的基于径流预报特性的蒙特卡罗风险分析模型，在统计实验方法中充分吸纳了水文预报系统的相关信息，为定量分析计算水电厂申报电量的风险提供了一种有效、可行的途径和方法。     

Reliability analysis for reservoir water supply due to uncertainties in hydrological factors,rainfall-runoff routing and operating rule curves

This study aims at developing a reliability-analysis model (RA_WS_RES) to quantify the effect of variations in uncertainties factors regarding the reservoir inflow and outflow at various 10-day periods on the reliability of water supply from the reservoir. The uncertainty factors considered are classified into three types: the hydrological factors (rainfall, baseflow, and initial water level of the reservoir), the reservoir operation rules for the water-allocation model (RIBASIM), and the parameters of rainfall-runoff model (i.e. Sacramento Soil Moisture Accounting, SAC-SMA). In the proposed RA_WS_RES model, the reliability of the water supply attributed to the uncertainty factors considered can be quantified by collaborating the multivariate Monte Carlo simulation (MMCS) methods and uncertainty-risk (advanced first order and second moment, AFOSM) analysis. Shihmen Reservoir watershed in Northern Taiwan is selected as the study area and four associated demand nodes are regarded as the study nodes; the hourly rainfall data from 1987 to 2014 and other hydrological data (i.e. rainfall, baseflow, and initial water level of the reservoir) as well as the operation rule curves are adopted in the model development and application. The results from the numerical experiences indicate that among the uncertainty factors concerned, the average rainfall depth at the current 10-day period and the range between the lower and critical levels are more sensitive to the estimation of water supply from Shihmen Reservoir. Additionally, the impact of variation in baseflow on the reliability of the water supply from Shihmen Reservoir should be taken into account, especially in the dry season. In addition to rainfall and baseflow, the initial water level should be an important source for the water supply, and its effect gradually reduces with the 10-day period. Furthermore, the reliability of water supply is obviously impacted by the uncertainty in the range between the lower and critical rule level, especially in the dry season, due to its range being adversely related with the water supply. Eventually, the proposed RA_WS_RES model can effectively and reasonably quantify the reliability of water supply attributed to variations in uncertainty factors at different 10-day period under the consideration of climate change.     

对流域水文模型的再认识

讨论了流域水文模型的本质,指出模型只是原型的近似,不可能反映原型的一切特征,尤其像流域降雨径流形成这样复杂的现象。诠释了"分解"与"集成"的科学思维在流域水文模型建模中的作用。认为只有产汇流理论和集成基本水文现象为流域水文模型的方法有所突破,才会有流域水文模型的实质性进步。分析了流域水文模型反问题不适定的原因,提出了直接最优化方法用于解决流域水文模型反问题时应注意的事项,以及用"大数据"方法解决流域水文模型反问题的设想和初步思路。认为随着水文观测手段的进一步精准,"大数据"方法在解决流域水文模型反问题和正问题中均有美好的应用前景。