基于双超-GIUH耦合模型的山洪预报研究

为了解决半干旱半湿润山区无资料流域的洪水预报问题,将适用于半干旱半湿润地区产流特性的双超模型与适用于无资料地区汇流计算的地貌瞬时单位线(GIUH)进行耦合,建立双超-GIUH耦合模型。基于该耦合模型,对山西省王家会流域25场历史洪水进行模拟研究,其模拟结果在率定期与验证期的精度均达到了乙级,说明模型方法合理且适用性良好,可在半干旱半湿润地区的无资料流域进行推广应用。     

多种水文模型在潘家口水库流域中的应用比较研究

由于传统水文预报模型的局限性,分别采用新安江模型、TOPMODEL模型及降雨径流相关图,对位于半湿润半干旱地区的潘家口水库流域进行洪水模拟计算并进行适用性分析。结果表明,采用蓄满产流机制的新安江模型及基于地理信息系统的TOPMODEL模型均适用于该流域,在潘家口水库洪水预报中预报精度较高,为海河流域洪水预报方案的建立提供了新的思路和模式,具有一定的理论基础和借鉴意义。     

北方地区两种产流预报模型的应用与比较

以大伙房水库流域为例．分别应用大伙房模型、新安江模型对大伙房流域进行洪水产流预报。结果表明．两种产流预报模型均可用于北方半湿润半干旱地区。大伙房模型对于流域内的大洪水预报较准确．对于中小洪水有预报净雨偏大的趋势．而新安江模型对流域内的中小洪水有较高的预报精度。     

垂向混合模型在湫水河洪水预报预警中的应用

针对半干旱半湿润地区的产汇流特点,采用垂向混合模型进行了洪水模拟与预报研究;面向洪水等级预警需求,提出了洪水等级与相对误差相结合的洪峰预报精度等级评价标准,并结合置信区间洪峰包含比这一评估指标,构建了洪水预报预警可靠性的综合评价方法。以黄河中游湫水河流域为例,选取流域出口林家坪水文站1980—2012年间洪峰大于300 m3/s的20场洪水进行模型率定与验证。结果表明:洪峰预报精度等级评价合格率在70%以上,可靠度为95%,优于新安江模型或陕北模型,在一定程度上能够满足当地洪水预报预警需求。     

三水源新安江模型在黄河三小区间的应用

三水源新安江模型在南方湿润地区精度较高,在北方半湿润半干旱地区的应用经验不多。应用三水源新安江模型对黄河三门峡~小浪底区间(以下简称三小区间)进行了产汇流模拟计算。经过对1980年以来的7次洪水进行产汇流模拟计算,小浪底站平均确定性系数0.85,可用于小浪底水库入库洪水预报。     

新安江-海河模型在清漳河流域的应用

针对北方河道洪水初期比较干枯的情况,以及人类活动对产汇流影响等特点,文中采用修订的新安江-海河模型应用于清漳河流域,对匡门口站多年洪水资料进行产汇流模拟。结果表明,在考虑了海河流域的特性,新增地下水和河道初损等参数的新安江-海河模型达到了预报精度,参数取值合理、模型结构较完善,径流量合格率高于洪峰的预报结果符合清漳河流域的特性,可以将径流量预报进行实际应用。     

新安江模型与衰减记忆最小二乘法耦合洪水模型的应用

利用新安江模型进行流域产流计算，采用扩散波方程推得的汇流状态方程描述流域汇流过程，由衰减记忆递推最小二乘法实现参数估计实时化，从而使新安江模型与衰减记忆递推最小二乘法耦合，实现洪水实时预报。利用耦合模型对矶头水库76场入库洪水进行模拟，模拟结果表明，耦合模型适合中小水库入库洪水实时预报，预报精度比独立使用新安江模型得到了大大的提高。     

XPBK神经网络模型的构建与应用

为了较好地模拟流域汇流过程,采用K最近邻算法、Pareto前沿解集法等方法对传统的BP模型进行了改进,然后结合新安江模型的产流模块构建了XPBK模型,以呈村、东湾、阜平3个流域作为研究对象,对各流域进行了模拟。结果表明:①在呈村、东湾和阜平3个流域中,XPBK模型的模拟效果总体上优于新安江模型的;②呈村流域新安江模型和XPBK模型的确定性系数均值均为0.97,东湾流域、阜平流域中XPBK模型的确定性系数均值均大于新安江模型的;③XPBK模型运用于流域模拟是可行的,尤其对湿润地区的模拟精度较高。     

半湿润半干旱地区TOPKAPI模型的洪水模拟

为了探索分布式水文模型在半干旱半湿润地区的应用效果,选用基于物理的分布式水文模型TOPKAPI,研究其在国内中小流域的适用性。选取半湿润地区马渡王流域、板桥流域及半干旱地区志丹流域作为典型研究流域,分析2000年~2010年的8场洪水模拟精度等特征值。结果表明,模型在半湿润地区取得较好的应用效果,验证了模型的合理性和适用性;而在半干旱地区模拟精度较差,适用性不好,但可用于中小河流洪水模拟,基本满足流域洪水预警的应用要求。     

乌溪江流域洪水预报及实时校正方法研究

应用新安江模型对乌溪江流域进行洪水预报,基于流域产汇流特点,将乌溪江流域以雨量站为中心划分子流域,以各子流域坡面汇流流达时间参数控制流域汇流,以达到模拟流域汇流时变性的效果。为了减小初始状态误差,使得模型计算过程中误差不逐时段累积,提出采用逐时段优选前期自由水蓄水量方法进行实时校正,并利用预测流量过程的径流系数做合理性验证。结果表明,在乌溪江流域划分子流域洪水预报效果较好,实时校正后预报精度更高,优选前期自由蓄水量实时校正预报流量是合理的。     

TOPMODEL模型在半湿润地区径流模拟分析中的应用及改进

为了使TOPMODEL模型结构更合理,并能够用于半湿润地区或半干旱地区的径流过程模拟,文章对TOPMODEL模型的蒸发产流模块以及汇流模块进行改进,在蒸发产流模块中添加植被冠层截留蒸散发模型和Holtan超渗产流模型,汇流模块中坡面汇流采用瞬时单位线模型,河道汇流采用马斯京根河道洪水演进模型。通过对半湿润地区流域内降雨径流过程的模拟验证,表明通过对TOPMODEL模型的改进,模型对半湿润地区的降雨径流过程模拟精度有很大的提高,拓展了TOPMODEL模型适用范围。     

TOPMODEL模型改进及应用研究

为了使TOPMODEL模型结构更合理,并能够用于半湿润地区或半干旱地区的径流过程模拟,文章对TOPMODEL模型的蒸发产流模块以及汇流模块进行改进,在蒸发产流模块中添加植被冠层截留蒸散发模型和Holtan超渗产流模型,汇流模块中坡面汇流采用瞬时单位线模型,河道汇流采用马斯京根河道洪水演进模型。通过对半湿润地区流域内降雨径流过程的模拟验证,表明通过对TOPMODEL模型的改进,模型对半湿润地区的降雨径流过程模拟精度有很大的提高,拓展了TOPMODEL模型适用范围。     

双超模型在小流域洪水预报中的应用

在半干旱半湿润地区,其降雨径流的形成过程十分复杂,既有蓄满产流,又有超渗产流。为了适应这种复杂的降雨径流的形成机制,建立适用于超渗产生地表径流和超蓄产生壤中流的"双超"产汇流模型,并将其应用于山西省古县小流域洪水模拟预报。计算结果表明,该模型模拟预报的洪水过程与实测洪水过程基本吻合。     

东湾流域下垫面变化及其子流域嵌套分析

采用双累积曲线法和新安江模型分析东湾流域1960—2011年降水及径流变化,将东湾流域洪水系列划分为1994年前后2个系列,并以东湾流域与其潭头、栾川2个子流域为研究对象,用1994年前后东湾流域率定出来的两套参数模拟其子流域。结果表明:下垫面的变化影响到嵌套流域的降雨径流关系,1994年前东湾流域的参数对其子流域的模拟较好,1994年后东湾流域的参数模拟其子流域的精度已经达不到洪水的精度要求。     

网格新安江模型在于桥水库洪水预报中的应用

根据于桥水库流域的地理概况和水文气象特性,利用网格新安江模型GRID-XAJ对流域历史资料进行降雨径流模拟及参数率定,研制洪水预报方案。从模拟结果上看,网格新安江模型能有效反映流域下垫面变化及降水空间分布的离散对降水径流的影响。     

基于元胞自动机的分布式洪水预报研究

洪水预报是防洪减灾的重要技术手段,鉴于我国北方半干旱半湿润地区的特殊性,以栅格DEM为计算单元,将每个栅格作为一个子流域,对基于超渗产流机制的大伙房模型进行栅格化,构建栅格型大伙房水库流域产流模型。采用元胞自动机模型实现汇流模拟,把栅格产流计算结果作为每个元胞的产流输入,将二维圣维南方程作为转换规则,充分考虑地表径流、壤中流、地下径流三种水源之间的蓄渗关系,实现元胞之间的水量交换,最终构建基于元胞自动机和大伙房模型的分布式洪水预报模型。采用30场历史典型洪水对模型进行参数率定及精度验证,利用空间信息和粒子群算法进行参数优选。研究表明:新建模型与大伙房模型具有相同的预报趋势,而且新建模型各项指标的拟合程度均比大伙房模型有所提高,说明利用新建模型进行洪水预报是可行的。     

流域洪水实时预报模型研究及应用

根据广西合浦水库流域的水文特征 ,利用分散型新安江三水源模型对合浦水库流域洪水实时预报进行了研究。对流域产汇流模型以及洪水实时预报校正模型的参数进行了率定 ,并将研制的模型应用于实际洪水预报 ,取得较满意的效果     

通过流量放大减小水文模拟与预报不确定性的应用研究

应用TOPMODEL模型,采用普适似然不确定估计(GLUE)方法,以属于半干旱地区的东湾流域为例,探讨径流系数在水文模拟与预报中的影响作用。通过其影响来提高径流系数较低地区的模拟精度,减小水文模拟与预报的不确定性。研究发现,模拟精度随着径流系数增大而提高,并在径流系数为0.5附近达到峰值后逐渐降低。基于此通过流量放大的改进方法进行东湾流域的水文模拟,改进后的结果有较大改善。     

新安江模型在紫荆关流域的应用

文章选取大清河流域紫荆关水文站为例,运用河海大学赵人俊教授团队提出的新安江模型分年代、分量级对紫荆关流域大、中洪水进行率定计算,分析其敏感参数,探究其规律,并应用实际预报,对北方半干旱半湿润山区洪水预报有积极作用。     

基于栅格的新安江模型与GTOPMODEL模型

根据新安江模型和TOPMODEL,建立了基于网格的分布式水文模型Grid-Xin’anjiang和GTOPMODEL。将模型用于黄河支流洛河流域以及钱塘江支流密赛和太湖支流西苕溪流域的洪水模拟计算,并与新安江模型和TOPMODEL的结果进行比较。结果显示,基于网格模型的模拟精度要高于原模型的精度。