TOPMODEL模型在长江上游无资料地区的水文模拟

针对无资料地区水文模拟精度不高的问题,以长江上游李庄、朱沱、寸滩、宜昌四个子流域为例,假定其中一个流域无实测资料,其余流域为参证流域,分别选择TOPMODEL模型和新安江模型,以多目标算法MOCSCDE进行模型参数率定后,移用于无资料流域,开展水文模拟研究工作与结果分析。结果表明,TOPMODEL模型径流模拟结果与实际具有更高的拟合度,更适用于无资料情况下的流域水文模拟,为TOPMODEL模型在无资料地区的应用提供一定依据。     

三个水文模型在沂河洪水模拟中的分析

为探讨半干旱半湿润流域的产流机制,以沂河高里流域为例,采用HEC、TOPMODEL和新安江三个水文模型进行洪水模拟计算.在TOPMODEL模型中初步引入了初始土壤缺水量与地形指数间的经验关系式,结果表明在半干旱半湿润流域三个模型模拟效果良好.在洪峰及峰现时间,以超渗产流为机制的HEC模型比以蓄满产流为机制的新安江模型和TOPMODEL模型的模拟效果更好.     

改进的TOPMODEL在流域洪水模拟中的应用研究

将具有流域分布特征的Green-Ampt下渗曲线引入TOPMODEL中,并在TOPMODEL的结构中增加超渗产流模块,将TOPMODEL结构中的一层蒸发模块改进为二层蒸发模块。根据Internet提供的土壤组成和土地覆盖资料,提出了计算植被根系层最大持水量参数的方法。分别用原始的、改进后的TOPMODEL和三水源新安江模型对黄河渭河流域的秦渡镇流域洪水资料进行了验证和应用。计算结果表明,参数植被根系层最大持水量在流域分布上是不均匀的,改进后的TOPMODEL可取得更好的洪水模拟结果。     

HEC-HMS模型和TOPMODEL模型在东庄流域山洪预报的应用研究

水文模型是山洪预报的理论依据,不同模型间的结构、适用性、精度均不同。为探究HEC-HMS模型和TOPMODEL模型的特性及其模拟效果的差异,选取东庄流域10场代表性洪水,以峰现时间误差、径流深误差、时间误差和确定性系数为检验指标,进行场次洪水模拟。结果表明,两模型的预报方案在东庄流域模拟中各评定指标均达标,率定期均为甲等精度,验证期均为丙等精度。HEC-HMS模型和TOPMODEL模型对蒸散发的差异性参考,使得在半干旱区HEC-HMS模型的适用性更好。研究成果对于HEC-HMS模型和TOPMODEL模型在该区域的应用及防灾减灾有重要意义。     

CPSO算法在TOPMODEL参数优化中的应用

以江西省抚河娄家村流域为例,采用混沌粒子群优化算法(CPSO)优化半分布式水文模型(TOPMODEL)参数,并对优化结果进行了检验。结果表明,该法有效改善了PSO的全局寻优能力,粒子群体进化速度加快,收敛速度和精度提高。     

地形指数算法设计对分布式水文模型径流模拟影响研究

阐述了单流向、多流向的地形指数算法设计思想,介绍了改进的多流向IMFD算法并对其进行了修正,构建了基于TOPMODEL概念的分布式水文模型.以汉江上游的酉水街流域为例,利用不同算法计算地形指数并代入模型检验.结果表明,不同的地形指数算法得到的地形指数及地形指数空间分布曲线均有较大的差别,但对分布式水文模型的径流模拟系数及径流总量模拟影响不大,仅在地表径流和地下径流量的模拟有一定的差别.采用改进的多流向算法模拟精度较高.     

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.     

石羊河流域基流分割及特征分析

针对基流分割是水文预报中产汇流模型模拟、流域水文分析计算、区域水资源评价中经常遇到的问题,以石羊河流域为例,采用数字滤波法对流域的8条主要河流进行了基流分割和模型计算,分析了计算结果与流域水文特征值,探求了各指数指标的响应机制.结果表明,基流值与降水、地形等因素密切相关,该模型计算为流域水资源保护和合理分配提供了依据.     

基于TOPMODEL的流域水文模拟研究

为减小河道栅格对地形指数分布的影响,引入适度指数法获取流域生成河道的起始临界值,并作为流域中河道栅格的上坡集水面积,使计算的地形指数更符合实际情况。基于TOPMODEL原理与地形指数计算的原理与流程,以腰古流域为例,采用次洪资料对模型进行了参数率定与检验。结果表明,TOPMODEL模拟精度较高。     

基于GIS的LL-Ⅱ分布式降雨径流模型的结构

主要讨论了LILAN—Ⅱ分布水文模型的结构。该模型结构是为水文过程模拟和预报而设计的，它提出了变动生态产流模式，耦舍了一维坡面流、一维壤中流、一维地下水流、一维河川径流和二维土壤含水量方程组。通过实际检验，该模型能够明显改善模拟预报精度、增强数值计算稳定性、提高参数优选的运行速度和减少存储空间，能够适合不同水文特征地区的产汇流计算，可以提供流域内任意空间网格的水文计算过程。     

基于种群进化的多目标参数优化

介绍一种基于种群进化TOPMODEL的多目标参数优选方法,并以该法为例,以四个描述水文过程线不同特征的函数为目标函数在酉水河流域进行研究,并取得较好的模拟结果。对优化得到的Pareto集,采用平衡聚合法求得折衷解,参数模拟的结果与观测数据有较好的吻合。用这种方法进行参数率定方便,并能保证结果的客观性和全局最优。     

降雨时间尺度对BTOPMC模型参数及洪水模拟的影响

以分布式水文物理模型BTOPMC为平台,选取四川省东南地区湔江、石亭江、明江流域为研究区域,探讨降雨时间尺度对该模型参数的影响,以提高模型洪水模拟结果的精度,并为建立流域物理特性与模型参数之间的定量关系提供参考。结果表明,不同时间尺度下三个流域不同洪水过程模拟结果均较好,1h时间尺度下的模拟结果纳希效率明显高于2h、3h时间尺度。     

基于运动波下渗的产流模型研究与应用

阐述了基于运动波下渗的产流模型的基本原理,并在长江三峡地区沿渡河流域进行了初步应用,结果良好。该模型从描述流域各点土壤水分剖面的变化过程出发,给出流域下渗能力和饱和面积的时空分布,从而得到超渗径流和蓄满径流成分在流域上的时空分布,在物理概念合理的框架之下实现了超渗和蓄满产流机制的综合模拟。     

公伯峡水电站施工期水文预报模型研究

根据黄河上游流域情况,将河网汇流、河道汇流和超渗产流模型结合,使其适用于干旱半干旱的公伯峡流域,并在缺乏资料的情况下使用最小二乘法和卡尔曼滤波模型实时修正.研究采用改进概念性产汇流模型先将流域分单元,再对单元流域进行产汇流计算,以考虑水文现象在面上的不均匀性.