分布式陆面-水文模型在淮河流域的应用

分布式水文模型是模拟地表径流、研究流域水循环的有效手段,以淮河流域为研究对象,利用数字高程DEM(digital elevation model)、全球植被覆盖数据、土壤结构资料等构建气象数据驱动下的分布式陆面-水文模型,根据1980-1982年淮河流域水文站实测数据进行模型参数率定,采用相对误差、确定性系数和Nash效率系数作为衡量指标来验证模型的模拟精度,并对比淮河流域主要水文站实测逐日径流量与模拟值,分析该模型对洪水流量的模拟效果.研究结果表明,该分布式陆面-水文模型具有较高的模拟精度,能较好地模拟流域水文过程,可用于变化环境下的水循环过程模拟和流域水文响应研究.     

基于汇流时间方法的空间分布式水文模型研究

基于汇流时间方法的空间分布式水文模型提出汇流时间概念，利用遥感信息和GIS作支持，采用SCS模型进行空间分布净雨强度计算。用DEM确定格网单元的流向，各个单元的流速基于运动波假设得以确定。出口的直接径流就是在各个汇流时间段内到达出口的所有格网单元的体积流之和。这种方法考虑到了降雨信息的空间分布，模型结构简单、参数物理意义明确。最后对基于汇流时间方法的空间分布式水文模型存在的几个典型问题进行了分析和讨论。     

基于GIS的LLCHEN-A分布式水文模型参数及不确定性分析

以杭州瓶窑以上东苕溪流域为例,介绍了LLCHEN-A分布式水文模型参数的物理意义及确定方法.同时采用普适似然不确定估计(GLUE)方法,对模型参数的不确定性问题进行研究和分析.模型参数被分为不敏感参数和敏感参数,其中敏感参数又分为综合敏感参数、气象因子敏感参数及区域敏感参数.通过考虑模型参数与气象条件以及下垫面特征的匹配性,可以有效降低模型参数的不确定性,这将为今后流域水文模拟提供参考.     

一个基于DEM的半分布式水文模型

以自然分水线划分子流域,利用克利金插值法由雨量站雨量插值各子流域中心点的雨量代替面雨量.模型中分别利用初损后损法、分布式单位线和指数消退模型计算产流、直接径流过程和基流过程.为了考虑洪水特性对河道汇流模型参数的影响,采用动态参数马斯京根模型演算各段河道洪水.在河南省干江河流域的应用结果表明:29场洪水中,洪峰流量相对误差小于20%的为93%,洪量相对误差小于20%的为97%,峰现时间误差小于2 h的为100%,确定性系数大于0.7的为90%.     

基于GIS的LLCHEN-A分布式水文模型与水资源预测

构建了一种以地理信息系统技术为支撑,充分利用DEM高程数据、土壤类型数字化、土地利用遥感数据等数字化信息以及考虑流域水资源利用情况的数字流域分布式水文模型(命名为LLCHEN-A模型).该模型产汇流原理采用了通用的水量平衡原理和蓄泄关系,模型代码全部是自编源代码,模型集成上除了融雪产汇流模块外,还有暴雨径流产汇流模块和水资源利用模块,使得模型具有适应性,能广泛适用于融雪地区、暴雨径流地区及河口地区的洪水预报和水资源预测,同时水循环模拟对象也从汛期洪水径流扩大到全年的水资源模拟.多个水文变量过程计算结果分析表明:该模型结构合理,计算的各环节水文过程符合实际水文规律.将模型应用于暴雨径流为主的杭州瓶窑以上东苕溪流域,应用实例表明该模型在水资源模拟与预测中能取得较好的效果.     

分布式工业区面源污染模型研究

通过分析工业区面源污染的来源和污染特征,针对工业区下垫面的特点,在分布式水文模型的基础上建立了工业区降雨径流面源污染模型.模型考虑了工业区大气降尘和地表污染物累积、地表污染物冲刷迁移转化、地表产流和径流挟带污染物在排雨水系统中的运移和汇流等面源产生、迁移主要过程.将建立的模型应用于某钢铁项目的厂区面源过程研究,取得了较好的效果.该模型可为工业区水环境规划、面源控制和管理研究提供科学手段.     

基于栅格式SCS模型的分布式水文模型研究

利用基于栅格分布的土地利用类型和土壤类型,通过将SCS模型改进为栅格式的SCS模型,并结合栅格式Clark单位线汇流方法,构建了一个具有松散耦合型分布式水文模型.该模型结构简单,模型参数较少,所需流域特性资料容易获取,对流域具有较强的适应性,并可以获得流域栅格分布式的产流结果.本研究将该模型应用到欧阳海流域上,构建洪水预报模型进行场次洪水过程模拟,并与新安江模型模拟结果进行对比.模拟结果表明,所构建的松散结构分布式水文模型具有较高的模拟精度,能够应用到实际的洪水预报中.     

基于二元演化模式的流域水文模型

随着人类社会的发展,人类活动对流域水过程的影响越来越大。传统流域水模型已无法模拟人类活动影响下的流域水过程。具有物理基础并且考虑流域空间特性变化的流域水模型可以解决这个问题。提出基于二元演化模式的流域水模型研究方向,以全面考虑自然过程和人类活动对流域水过程的影响。     

LL-III分布式水文模型在宁蒙灌区水资源研究中的应用

采用由武汉大学李兰教授开发的LL-III全分布式水文模型来研究流域水资源.在模型中,利用了大量的GIS和RS数据及信息研究流域水资源的时空变化,分析气候变化和人类活动带来的影响.模拟结果表明,LL-III分布式水文模型适用于干旱半干旱地区的水资源模拟研究.     

LL-Ⅲ分布式水文模型在宁蒙灌区水资源研究中的应用

采用由武汉大学李兰教授开发的LL-Ⅲ全分布式水文模型来研究流域水资源．在模型中，利用了大量的GIS和RS数据及信息研究流域水资源的时空变化，分析气候变化和人类活动带来的影响．模拟结果表明，LL-Ⅲ分布式水文模型适用于干旱半干旱地区的水资源模拟研究．     

飞来峡流域基于栅格DEM的分布式水文模拟

基于栅格DEM的分布式水文模型能利用DEM提供的流域地形,包括流域边界、坡度、坡向、河网等特征信息,充分考虑下垫面条件的不均匀性及空间尺度相耦合性.以集水面积34097km2的飞来峡水库流域为例,利用SRTM90m精度的DEM资料提取流域特征信息和划分水系和子流域,采用基于栅格DEM的分布式水文模型来计算每个栅格的产汇流,河道汇流采用马斯京根法,参数率定采用SCE-UA优化算法.结果表明:一个结构简单、物理过程明确、参数较少的栅格DEM分布式模型可以被用于大中型流域的水文模拟,以更好地利用流域地形特征信息和描述流域水文过程.     

基于DEM的数字化渭河流域水系构建

为了更好地进行渭河流域的研究与管理,构建了数字化渭河流域.借助地理信息系统(GIS),在ArcGIS平台上提取流域的河网、确定流域边界;依据Pfafstetter河网分级编码方法划分渭河流域并进行编码;探讨数字高程模型(DEM)的预处理及分析方法,并基于流域的DEM数据,分析了流域各点的高程、汇流面积等地形数据.     

VIC distributed hydrological model to predict climate change impact in the Hanjiang basin

The climate impact studies in hydrology often rely on climate change information at fine spatial resolution. However, the general circulation model (GCM), which is widely used to simulate future climate scenario, operates on a coarse scale and does not provide reliable data on local or regional scale for hydrological modeling. Therefore the outputs from GCM have to be downscaled to obtain the information fit for hydrologic studies. The variable infiltration capacity (VIC) distributed hydrological model with 9×9 km² grid resolution was applied and calibrated in the Hanjiang Basin. Validation results show that SSVM can approximate observed precipitation and temperature data reasonably well, and that the VIC model can simulate runoff hydrograph with high model efficiency and low relative error. By applying the SSVM model, the trends of precipitation and temperature (including daily mean temperature, daily maximum temperature and daily minimum temperature) projected from CGCM2 under A2 and B2 scenarios will decrease in the 2020s (2011–2040), and increase in the 2080s (2071–2100). However, in the 2050s (2041–2070), the precipitation will be decreased under A2 scenario and no significant changes under B2 scenario, but the temperature will be not obviously changed under both climate change scenarios. Under both climate change scenarios, the impact analysis of runoff, made with the downscaled precipitation and temperature time series as input of the VIC distributed model, has resulted in a decreasing trend for the 2020s and 2050s, and an overall increasing trend for the 2080s.     

基于DEM的分布式流域水文物理模型

在全面综述分析国内外文献的基础上 ,提出和建立了一个基于DEM的分布式流域水文物理模型 ,并用来模拟小流域的降雨径流时空变化过程 ,得到了较好的模拟结果 .论文分为模型结构和应用检验两部分 .本文论述模型结构和数值解法 ,详细分析植物截留 ,蒸散发 ,融雪 ,下渗 ,地表地下径流方向和洪水演进等水文物理过程     

ArcGIS9.0在水文分析中的应用

文章介绍了Arcgis9.0中水文分析的方法,通过对基本水文因子的提取和基本水文分析,可在DEM表面之上再现水流的流动过程,最终完成水文分析过程。     

多时间尺度的流域水沙演化分析——以清涧河流域为例

以黄河清涧河流域为例,首先在10年尺度下对流域水沙因子进行分离,采用中间差分格式估算水沙演变各项因子的年代影响量,确定主成分.然后在年尺度下,以这些主成分为析因变量,借助SPSS软件进行因素分析,准确给出各主成分在流域水循环效应的贡献率.结果表明,人类活动对流域减水、减沙的贡献率分别为97.7%和92.0%,是水沙演化的主导因素,且时间尺度越大这种趋势表现得越明显.     

基于主成分分析法的流域水循环效应

针对主成分分析法能解决多因素影响的优点,分别介绍了主成分分析法的原理和算法,并将其运用到流域水循环效应综合评价中.在年尺度下,选择降雨、输沙和径流作为析因变量,借助SPSS软件包进行析因研究,以黄河清涧河流域为例,确定各因素在水循环效应中的贡献率.结果表明:人类活动对流域“二元水循环”的驱动力活跃,对于减水、减沙的贡献率分别达到97.7%和92.0%,且时间尺度越大这种水循环效应表现得越明显.可以认为,在全球气候变化背景下,人类活动因子是清涧河流域水循环的主要驱动因子,降雨因子的作用不显著.