基于遗传算法的TOPMODEL参数优化

模型参数的确定是模型研制与应用成功与否的关键．一般采用人工经验率定和自动率定两种方法来确定．遗传算法和一般的优化算法不同,它具有全局寻优能力,是一类优秀的非线性函数优化算法．利用遗传算法来进行TOPMODEL参数优化,并和人工率定的计算结果作了简要的对比,明显地显示该方法的优点．采用遗传算法所得到的精度较高,可以类推到其他水文模型的参数优化中去．     

DEM分辨率对TOPMODEL模拟精度影响研究

选取韩江流域梅河水系宁江河上游合水水库部分为研究区,采用多流向法对研究区内多分辨率的DEM数据提取地形指数以进行降雨-径流模拟,研究TOPMODEL在湿润地区小流域中应用的可行性,及DEM分辨率变化对TOPMODEL降雨-径流模拟精度的影响。     

基于TOPMODEL的分布式水文模型应用研究

在TOPMODEL模型理论基础上，设计了一个分单元处理产流和汇流过程的分布式水文模型。该模型分单元计算地形指数和模拟产汇流过程，并通过引入Nash地貌瞬时单位线进行单元汇流演算。最后，用模型对一个流域的产汇流过程进行了模拟并和实测的径流量做了比较，结果表明此模型合理具有较高的精度。     

TOPMODEL中地形指数的几点看法

在TOPMODEL模型中地形指数的计算方法基础上,针对一些地形指数的改进算法指出了其中的不妥之处,认为之所以会出现这种改进算法是因为对于"径流在任一位置上的累积趋势"理解有所偏差所致,据此对该点提出了自己的理解和建议;针对坡度为0的栅格地形指数的计算提出了解决方法,所得结论愿与读者共飨。     

TOPMODEL在无DEM资料地区的应用

通过优化选择三参数的伽马函数来代替地貌指数的分布曲线,将TOPMODEL模型应用在无DEM资料的半干旱半湿润地区的尚义、栾川及王窑流域,并与新安江模型进行了比较。结果表明,通过优化选择合适的理论曲线代替地貌指数的分布曲线可以将模型应用在无DEM资料地区,模型在半湿润地区的应用结果优于半干旱地区。     

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。     

DEM网格尺度对水文模拟影响的研究

选择汉江上游旬河流域为研究对象．研究了DEM网格尺度对提取流域地形特征参数的影响．采用基于地形指数的TOPMODEL模型进行水文模拟,进而分析DEM网格尺度和不同流向分配方法对径流模拟结果的影响。结果表明,DEM网格尺度对流域地形特征参数的影响还比较大,但由于模型参数率定采用了优选算法,掩盖了不同DEM网格尺度和不同流向分配方法计算的地形指数的差别．使得模拟的结果相差不大。但随着网格尺度的增大．多向分配法模拟的结果要比单向分配法好一些。     

地形指数算法对TOPMODEL模拟精度的影响

TOPMODEL是以地形为基础的半分布式流域水文模型,地形指数为该模型最为核心的内容之一。简要介绍了地形指数计算中较为常用的单流向法、多流向法和改进的多流向法,并以东江流域中的小试验流域星丰为例,探讨了不同的地形指数计算方法对TOPMQDEL模拟精度的影响。洪水的研究结果表明,采用改进的多流向法所得到的模拟精度更高。     

TOPMODEL和新安江模型的应用比较

通过ArcView软件对淮河息县以上流域进行了流域信息的提取,并利用VB编程提取出该流域的地形指数与河网等流时线,使之成为TOPMODEL模型的客观物理参数。为了客观表示流域的初始状态,还建立了初始土壤缺水量与地形指数之间的关系式。最后将TOPMODEL模型和新安江模型分别应用于该流域的洪水模拟中,并在径流深相对误差、洪峰相对误差、确定性系数等方面进行了比较和分析。     

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 水文模型理论及其应用

概述以地形为基础的水文模型(TOPMODEL)的基本原理及模型结构,绘制了单元流域计算流程图.选择干旱和湿润气候过渡地带的潮河流域为研究对象,研究TOPMODEL径流模拟问题,同时研究不同分辨率DEM对地形指数计算的影响及对流量模拟的影响,以此推动TOPMODEL的发展,为变化环境下水文循环模拟的研制开拓一些思路.     

基于Sobol法的TOPMODEL模型全局敏感性分析

Sobol法是最具代表性的全局敏感性分析方法。应用Sobol全局敏感性分析方法分析TOPMODEL模型的参数对Nash-Sutcliffe效率系数、总水量平衡误差系数、低水流量误差系数和高水流量误差系数4个目标函数的敏感性。通过对白盆珠水库、流溪河水库的分析结果表明,较敏感的参数有M、lnT0、Sr0和Rv,Sobol方法给出的定量敏感度能衡量敏感性表现的差异,并反映出了模型"异参同效"的现象。     

Application of TOPMODEL in Buliu River Basin and comparison with Xin'anjiang model

Along with the rapid development of computer and GIS technology, hydrological models have progressed from lumped to distributed models. TOPMODEL, a bridge between lumped and distributed models, is a semi-distributed model in which the predominant factors determining the formation of runoff are derived from the topography of the basin. A test application of TOPMODEL in the Buliu River Basin is presented. For the sake of comprehensively evaluating the TOPMODEL, the Xin’anjiang model, a classic lumped hydrological model, was also applied in the basin. The structural differences and the simulation results of the two models are compared and analyzed.     

TOPMODEL模型中地形指数计算方法的研究进展

半分布式流域水文模型（TOPMODEL）是以计算地形指数ln（a/tanβ）及其分布为基础的.目前常用的计算地形指数的方法为多流向法,在现行的多流向法的计算中,当网格单元没有入流（即计算单元网格比周围单元地势高）时,公式中出现分母为零的情况,这给通过格网DEM自动计算地形指数带来了困难.笔者把栅格单元径流的流入与流出各自看成独立事件,提出了一种栅格流入与流出方向各自权重归一化的方法,并对多流向法进行了改进.     

基于子流域的TOPMODEL模拟研究

 TOPMODEL是根据水文相似性——地形指数相同的栅格划分为同一产流单元进行产流计算,但是其不能考虑降雨和地形指数统计分布曲线等流域地形地貌信息的空间不均匀性。通过对流域DEM处理,建立了基于水系子流域的TOPMODEL。该模型考虑了降雨、地形指数分布曲线等空间不均匀性。将基于子流域的TOPMODEL和TOPMODEL应用在九州流域,并进行模拟比较,发现基于子流域的TOPMODEL更能反映流域的实际情况,模拟的结果更加合理。可以预测不同子流域降雨组合下的流域出口的流量过程。     

TOPMODEL 在韩江流域暴雨径流模拟中的应用研究

该文借助ArcMap与GRIDATB计算地形指数-面积分布函数,运用TOPMODEL模型对广东省韩江棠荆流域的暴雨径流进行研究,利用该流域1989-2004年的降雨、蒸发与流量资料,采用地貌参数法与人工调参法对其中的6场洪水进行模型参数的率定,使用另外的6场洪水进行模型的验证,并对影响模型模拟精度的因素进行了讨论。在参数率定期及验证期的确定性系数平均值可达82.05％和76.58％,结果表明,该模型可用于韩江棠荆流域的暴雨径流模拟。该研究成果对广东省中小流域的洪水预报具有重要的实际意义。