基于SWAT模型的沙澧河流域径流模拟

基于SWAT构建沙澧河流域分布式水文模型,通过LA-OAT法进行参数敏感性分析,借助数字滤波技术分割基流;以1997—2002年实测流量对各径流成分进行参数率定和验证;初步分析了35种气候变化情景对径流的影响.研究结果表明率定期和验证期总径流模拟相对误差、相关系数和Nash系数分别为-4.3%、0.82、0.73和19%、0.94、0.87.多情景分析表明,降水增加和温度降低将有利于径流增加,其中,最有利的情景为降雨增加15%,温度降低2℃,径流将增加25%.研究成果将为该流域未来水资源规划与管理提供参考.     

干旱内陆河流域月径流的神经网络模拟

针对干旱内陆河流域地表径流形成、消耗的特点,采用1956~2003年的水文气象、灌溉用水等资料建立了用于模拟出山口月径流量、下游径流月径流量的分布式神经网络(ANN)模型。模型的输入为各子流域及中游本月降水、潜在蒸发蒸腾量、上月降水、潜在蒸发蒸腾量、中游灌溉面积、灌溉定额,输出为月径流量.检验结果表明,本文所建立的分布式ANN模型可以有效模拟干旱内陆河流域月径流,模型用于模拟子流域出山口径流的误差为0.18×107~0.42×107m3,用于模拟下游径流的误差为0.52×107m3.与单一ANN相比,尽管分布式ANN的输入不需实测出山口径流,但模型的精度没有明显减小.分布式ANN为研究干旱内陆河流域气候变化及农业活动对地表径流过程的影响提供了有效的工具.     

基于情景分析法的流域径流特性研究

流域径流的变化受控于自然变化和人类活动两组向量.以渭河流域陕西片为例,采用基于分布式水文模型的流域径流变化规律情景分析方法,选取降雨和土地利用作为径流的主要影响因子,进行情景设定,借助分布式水文模型进行模拟计算,有效揭示渭河流域陕西片的径流变化特性.结果表明:年降雨总量对年径流总量影响显著,月径流量的峰值大小及出现时间呈现较大随机性;由于流域片降雨量较少而蒸发量较大,土地利用情景对径流的影响不显著.     

气候变化对新疆黄水沟流域径流过程的影响

采用Mann-Kendall检验、R/S法及一元线性回归等方法,分析了新疆黄水沟流域1961-2013年气温、降水及径流的变化特征.结果表明:这一期间的气温、降水及径流均呈显著增加趋势,其突变年份变量的Hurst指数均大于0.5,表明未来一段时间内仍将持续增加;同时敏感性分析也表明,当降水量不变,温度增加1℃时,黄水沟年径流将增加12.8%.当温度不变,降水量增加10%时,径流将增加4.5%.说明径流对流域气温与降水量的变化均较为显著.     

SWAT模型中集水面积阈值对径流模拟的影响

选择滁河汊河集水文站上游流域为研究区,应用适度指数法获取最优集水面积阈值,并在此基础上设定阈值序列。应用SWAT分布式水文模型,进行不同集水面积阈值条件下的流域径流模拟,进一步分析集水面积阈值对流域径流模拟结果的影响。研究结果表明：适度指数法能够满足径流模拟中集水面积阈值的确定;径流量对集水面积阈值的变化不敏感,最大相对偏差不超过6％,但仍存在适用范围的上下限。     

岷江镇紫区间森林水文效应评价与预测

本文用确定性流域水文模型研究森林水文效应,得出镇紫区间森林径流正效应和森林洪峰负效应的结论,并预测了该区间水源涵养林建设工程的水文效益。     

非参数解集模型在汛期日径流随机模拟中的应用

传统解集模型是对序列相依结构和概率密度函数形式作某种假定后用参数来描述的,因而有其自身的缺陷^[1]。非参数解集模型能避开上述假定,克服了传统解集模型的不足。本文首次将非参数解集模型创造性地应用于金沙江流域屏山站汛期日径流随机模拟,研究结果表明该模型是有效的,模拟成果令人满意。     

基于带约束最小二乘法的海螺沟冰川区同位素三水源径流分割

为克服传统端元混合分析法(EMMA)应用于同位素径流分割中多水源划分时需要多种相互独立示踪剂的缺点,提出基于带约束的最小二乘法径流分割方法,并将其应用到青藏高原东缘海螺沟冰川区。选用同位素监测数据(δ¹⁸O、δ¹⁸H),采用新方法的结果表明海螺沟冰川区研究期内径流中的水源组成：冰川融水为主要补给源(约73%),其次为地下水(约18%),再次为大气降水(约9%),与EMMA方法计算结果(δ¹⁸O和Cl^-、δ 2H和Cl^-)及前人研究结果具有较高吻合度;经分析,在高寒区基于稳定同位素(δ¹⁸O、δ¹⁸H)的带约束最小二乘法多水源径流分割,减小了EMMA中加入互补示踪剂的不确定性,其结果可作为其他研究方法的佐证。该方法为资料短缺高寒区流域提供了新思路。     

降雨径流模拟神经网络模型及应用

针对水文系统的非线性,构建了基于遗传算法和人工神经网络的降雨径流模拟神经网络模型(GA-BP模型).采用附加动量法和自适应学习速率对BP神经网络进行改进,遗传算法用于优化神经网络的初始权重.以大别山及皖南山区月潭流域为例,将GA-BP模型、BP模型以及新安江模型应用于水文日径流过程模拟,进行应用比较以及分析GA-BP模型在水文径流模拟过程中的难点及其可行性.结果表明,GA-BP模型优化了网络结构,加快了算法收敛速率;可以用于降雨径流过程模拟,也为今后类似研究提供一种模拟技术.在实际应用中可以根据流域资料情况选择合适的模型进行水文模拟作业.     

径流过程随机描述有关问题的探讨

本文针对水库优化调度中的径流随机描述问题,讨论了径流随机过程分布函数为周期函数的基本假设,指出了径流随机描述除了马氏过程和独立随机序列的二种简化类型外,还可以试用兼有这二种描述的混合随机描述。在引用现有方法的基础上,本文系统地讨论了便于电算推求时段径流分布函数及条件分布函数的算法。此外本文还提出和论述了对于径流条件分布函数成果合理性的验证方法。     

贡嘎山森林小流域水文特性探索

利用一个森林小流域的水文、气象资料,通过确定性水文模拟方法,探索了该地区的水文特性。通过分析,发现该流域水资源十分丰富,河川径流变化平缓,有利于综合开发利用。并提出了林冠能截留大量降水,森林土壤能贮蓄大量水分、调节径流成分并能消减洪峰,坦化出流过程的结论。     

呼玛河流域水文特性及水文模拟

呼玛河流域具有寒区水文特性：降雪量占年降水量的１３％～１７％;４～６月径流中含有融雪（冰）和雨雪混合补给成份,某些年份此类洪水形成年最大洪峰;每年结冰期长达１５０～１７５ｄ,有连底冻现象。采用新安江三水源模型模拟呼玛河支流塔河新林站以上流域水文过程,７、８月模拟结果较好,５、６月模拟结果较差。     

BTOPMC在山区流域暴雨洪水预警预报中的应用

为验证分布式水文物理模型BTOPMC在山区流域暴雨洪水预警预报中的适用性,利用BTOPMC模型对四川省2个山洪易发流域的暴雨洪水过程进行模拟。结果表明：BTOPMC模型能够较准确地模拟洪峰流量以及洪峰出现时间,达到暴雨洪水预警预报对模型的要求,该模型适用于山区流域的暴雨洪水预警预报。     

黄河中游无定河流域的水文模拟研究

基于SIMHYD降水径流模型,研究了黄河中游无定河流域的水文模拟问题.对无定河流域的7个子流域的日、月流量过程进行了模拟,结果表明:该模型不能很好地模拟无定河流域的水文过程.分析认为:资料的代表性不足、模型本身的局限性及流域下垫面等条件的复杂性是模拟效果不理想的主要原因.     

不同土地利用方式坡面产流输沙过程模拟研究

针对目前多数坡面侵蚀预测模型难以模拟土地利用变化对坡面产流输沙过程影响的问题,基于运动波方程和泥沙输移公式,给出了一种能够反映不同土地利用方式下坡面产流输沙时空变化的简化模型,并利用裸地、草地、坡耕地、灌木地及幼林地的试验及自然降雨条件下坡面产流输沙实测资料对模型进行验证,符合较好.利用该模型对黄土高原不同降雨条件下不同土地利用场景坡面产流输沙特征进行了模拟,结果表明:典型降雨条件下,5 a树龄以上的林地或覆盖度在60％以上的草地坡面标准小区基本不再发生侵蚀;坡度小于15°的裸地坡面中下部发生轻度侵蚀;十年一遇降雨条件下,10 a树龄以上的林地坡面土壤侵蚀基本得到控制,而草地调控坡面水沙的能力有限,裸地更差.对低强度短历时降雨,草地调控水沙的见效较快;对高强度长历时降雨,林地调控水沙的作用较大,两者宜配合进行;对不同坡度裸地,要严格控制坡面坡长.研究结果为优化土地利用方式提供了理论支撑.     

荥经河流域径流变化过程分析

为了研究荥经河流域径流演变规律,定量分析影响因素,根据荥经站1965—2010年径流数据及相关气象资料,利用小波分析法、双累积曲线法,综合分析了荥经河流域径流变化过程及影响因素,应用多元线性回归法建立了径流回归模型,并对1965—2010年的径流进行了模拟。结果显示,荥经河流域径流量有减少的趋势,特别是近20年来,枯水年出现的概率增大;1975—1990年、2001—2010年,降雨是影响径流变化的最主要因素,而在1991—2000年人类活动对径流的影响较大;所建立的径流回归模型拟合性较好,有较强的实用性。     

ENSO事件与渭河径流变异的响应关系

为研究ENSO事件对径流变异的影响,以渭河干流华县水文站和支流北洛河状头水文站的还原年径流流量之和作为渭河流域出口流量,采用其1956—2010年径流系列,分析了ENSO事件与渭河流域径流变异的响应关系.结果表明:渭河流域径流量的丰枯变化和变异与ENSO事件都有明显的对应关系,El Nio事件发生年径流偏枯概率较大,La Nia事件发生年径流偏丰概率较大.采用曼-肯德尔(Mann-Kendall)非参数统计检验方法,对渭河流域径流序列进行了变异诊断,得到变异点为1991—1992年;径流变异年份也是El Nio事件发生强烈年;采用Pearson、Kendall、Spearman法对变异点前ENSO事件的不同强度发生年月径流序列与变异年份月径流序列相关性进行检验,表明径流变异年份1991—1992年与El Nio事件年1987年,与La Nia事件年1970年、1956年和1988年在0.01水平(双侧)上显著相关,有明显的响应关系.     

基于灰色神经网络模型的径流模拟与应用

通过对实测年径流系列进行相关影响因子的灰关联度分析,建立了GM(1,N)模型,利用BP神经网络模型对残差值进行拟合修正,构建了一个基于GM(1,N)的灰色神经网络预测模型.结合实例的计算结果表明,该模型可提高年径流模拟精度.     

基于混沌理论的径流降尺度分析

基于混沌理论,研究水文科学的尺度问题,将混沌分析方法应用于经流的降尺度计算。通过分析大时间尺度的年径流量分解到小时间尺度的月径流量的分解系数的混沌特征量,论证了分解系数具有混沌特性。在此基础上,对分解系数进行相空间法预测,利用预测结果进行月径流量的降尺度计算。实例研究表明混沌方法用于降尺度分析的有效性。