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。     

基于分数瞬时单位线的流域汇流模型研究

Nash瞬时单位线反映了流域汇流的短程记忆特性,水流的运动过程往往具有历史依赖性和路径依赖性,表现为长记忆性,而分数阶微积分非常适合刻画具有记忆和遗传性质的过程。将Nash汇流系统中微分方程的阶次由整数阶扩展为分数阶,借助拉普拉斯变换得出了分数瞬时单位线,用于描述流域汇流的长程记忆性;并选取可以忽略产流误差影响的试验数据对分数瞬时单位线进行验证后,进一步将分数瞬时单位线应用于新安江模型的地表产流计算。结果表明:该模型可以在一定程度上提高高水部分的模拟效果,从而提高整体的模拟精度,但可能受产流误差的影响,洪峰和径流总量的模拟效果并没有得到明显改善。     

瞬时单位线法进行流域汇流计算的改进

在利用瞬时单位线法进行流域地面净雨的汇流计算时,传统上是先将基本单位线转换成10 mm的实用单位线,然后再进行汇流计算。实际上,可以直接改用基本单位线进行地面净雨的汇流计算,这种改进,既方便又可靠。     

Nash瞬时单位线法推求老凤河设计洪水

设计洪水是水文规划和水利工程建设规模论证的一项重要研究工作,文章介绍了Nash瞬时单位线法的基本原理与计算步骤,该法概念清楚,物理参数意义明确且容易推求,广泛应用于无实测资料的河道汇流及设计洪水过程线及设计洪峰流量的计算。以北京市大兴区某输变电工程电缆隧道穿越老凤河工程为例,采用Nash瞬时单位线法计算了穿河断面处设计洪水过程线及设计洪峰流量,并与已有研究成果进行对比,对比结果显示该法适用于老凤河设计洪水计算,为下一步分析河道洪水对穿河工程的防洪安全影响提供依据。     

流域汇流瞬时单位线法中因次问题的商榷

根据流域汇流瞬时单位线法的基本原理与概念,分析了瞬时单位线、S曲线、时段单位线的因次或单位问题,以及由时段单位线转换为实用单位线的实质。认为：以往对于由瞬时单位线转换的时段单位线是“无因次”的提法是不妥的,它应该具有流量的单位,即m^3/s。     

基于信息熵理论的流域瞬时单位线

基于流域汇流是一种受确定性和随机性因素影响的随机现象，从流域的瞬时单位线等价于水质点在流域内流达时间的概率密度函数入手，引入信息熵理论，提出了一种流域瞬时单位线。这种模型的数学菜同于Ｎａｓｈ瞬时单位线，具有概念不禁，计算简单等优点，并且计算精度等同ａｓｈ时单位线，以圩缺乏水文资料地区的汇流计算也是可行的。     

基于地貌瞬时单位线的缺资料小流域水文预报

为使水文预报结果具有更高的精度,在地貌瞬时单位线通用公式的基础上,将面雨量的不均匀性反映到面积率上,从而对初始概率作了适当的调整。另外,考虑坡面汇流相对于河道汇流具有一定程度的滞时,将坡地作为特殊的河流引入地貌瞬时单位线,保持了地貌瞬时单位线计算结构的一致性。应用结果表明:改进的地貌瞬时单位线的平均误差为6.02%,而未改进的地貌瞬时单位线的误差为14.70%。     

以单位线为主的汇流研究回顾——兼论黄万里"瞬时过程线"

从单位线概念的产生与发展等回顾了国内外汇流研究的主要历程,重点探讨了瞬时单位线理论在中国的应用与研究,并对黄万里博士论文的瞬时过程线的创新思想进行了探析.     

基于一维运动波理论的坡面汇流和沟道汇流数学模型研究

一维运动波理论常用于坡面汇流和沟道汇流的模拟,根据坡面汇流和沟道汇流的特点,采用不同形式的运动波控制方程组来分别描述坡面汇流和沟道汇流过程。采用Mac Cormack格式开发了坡面汇流模型,采用线性离散和非线性离散的显式有限差分格式开发了沟道汇流模型,通过3个典型的算例对各模型进行了验证。验证结果表明,开发的沟道汇流模型是成功的;空间步长的尺度对数值解精度有较大影响,步长越小,数值解精度越高;在沟道汇流模型中,线性求解和迭代求解两种方法的计算结果基本一致。     

瞬时单位线的Excel快速算法

河段洪水预报中的加里宁河槽瞬时单位线和流域洪水预报中的纳西瞬时单位线均是用不完全Γ函数表示的,应用瞬时单位线进行推流演算时需要把它转换成时段单位线.汇流计算不仅步骤复杂,工作量大,而且在使用S(t/k,n)表推求参数为n和k的时段单位线时,一方面因使用中间参数t/k,增加了舍入误差;另一方面要进行t/k和n的双向内插,存在着方法误差.这样使计算结果的精度受到很大影响.而用美国微软办公软件中Excel软件求解瞬时单位线并进行汇流计算,方法简单,精度高,软件易得,详细地阐述了这一快速而准确的实用计算方法.     

透水坡面降雨径流过程的运动波近似解析解

本文从坡面流运动波理论的基本方程出发，利用运动波特征线法和分级叠加法，推导出了实验条件下考虑净雨强随时间变化的坡面流运动波方程近似解析解。用实验实测资料对模拟计算结果进行了验证。结果表明，坡面漫流过程的模拟计算结果与实测资料符合良好。     

伽玛分布地貌瞬时单位线

本文以概念性元素“特征河长河段”的响应函数作为水质点传播时间的概率密度函数，建立了具有水动力学基础和伽玛分布地貌瞬时单位线模型，推导出了三级，四级和五级流域的地貌瞬时单位线，并对其性质作了分析，详细讨论了参数的约束条件和求解参数的方法，实例检验表明，模型结构合理，内罚函数法求解比较有效，模型拟合精度较高。     

坡地自然降雨入渗产流的数值模拟

从动量定理和水量平衡原理出发,推导出自然降雨条件(即同时考虑变雨强、降雨动量和风影响下的坡地径流过程)下的坡地径流基本方程。在考虑一般问题定解条件的基础上,采用Preissmann隐式格式对模型进行数值求解。利用在江西省水土保持生态科技园内的10组实测资料对模型进行了验证,其计算值与实测值的相对误差不超过±11％;说明模型的计算结果是可靠的,提出的自然降雨条件下坡地径流模型是可行的。     

地貌净雨单位线理论及应用

本文以水分子在土壤中受重力、土壤和气体共同作用的角度,分析了水分在土壤中水平向的运动和受力特征,提出了以重力作用为主要特征的地貌单位线模型.该模型以简化地形参数为主要参数,具有基于降雨、地形地貌和土壤特性的分布式流域汇流水文模型特征.运用该模型计算了尼尔基水库净雨单位线,比较了尼尔基水库运用历史洪水率定的单位线,给出了...     

逆高斯分布地貌瞬时单位线

本文假设水质点在河道状态传播时间的概率密度函数服从逆高斯分布，并根据地貌瞬时单位线理论建立了逆高斯分布地貌瞬时单位线模型。推导了三级流域的瞬时单位线，并对其性质作了分析。     

大孔隙坡面产汇流及侵蚀试验

文章在介绍大孔隙坡面产汇流及侵蚀试验设计、试验布置和试验中遇到的问题的基础上。利用实验室中人工降雨装置,对含有大孔隙结构和无大孔隙结构的可变坡土槽进行降雨对比试验,并分析大孔隙对坡面产汇流和坡面侵蚀的影响。     

单元坡面汇流过程研究

随着计算机和GIS技术的不断发展与应用,分布式水文模型,特别是流域分布式暴雨—径流模型,已成为研究的热点。但是,该模型模拟水文过程的峰现时间普遍存在滞后现象,如何提高分布式暴雨—径流模型模拟峰现时间精度是目前研究的难点。本文通过实验室模拟实验,得到了不同雨强落至不同坡度下垫面上的单元坡面汇流过程曲线,在霍顿汇流模型基础上,提出新的水面线方程,改进了霍顿汇流模型,从而为修正流域分布式暴雨—径流模型,进一步模拟水文过程并为比较准确预报峰现时间提供了实验基础和理论依据。     

基于误差原理的瞬时单位线法参数敏感性研究

计算暴雨洪水的瞬时单位线法在我国应用较广,瞬时单位线法的地理参数、产汇流参数和暴雨参数等原始参数往往存在一定的误差,会通过误差传播使地面径流过程产生相应的误差.采用多元函数一阶泰勒公式展开瞬时单位线法基本方程,可得到各参数一阶代数精度的误差传播方程.结果表明:暴雨的相对误差传播具有一定的放大效应;流域面积的相对误差会导致地面径流过程等量的相对误差;下渗量的相对误差传播敏感性总体相对较小,局部仍有可能较大;线型参数n、K的加大,会导致地面径流峰值减小,上涨段更平瘦、回落段更丰满,并存在不显著的峰值发生时间后移趋势.