两种算法计算金沙江流域月面雨量特征差异分析

长江上游地形复杂,水文气象站点分布不均,利用泰森多边形法和算术平均法分别计算长江上游六大流域1961~2015年逐月面雨量。从空间来看,两种算法的差异在金沙江流域最大;从月份来看,在夏季差异最大。以金沙江流域为对象,分析两种算法造成流域面雨量统计特征的差异,发现两种算法都能较好反映出该流域降水干湿季节分明的特征,但泰森多边形法的结果相对算术平均法要小,尤其是在冬半年个别月份可偏小48%。泰森多边形法得出的面雨量线性变化速率小于算术平均法。在上半年,两种算法的面雨量都为线性增多,但在下半年,泰森多边形法的结论是线性减少的。两种算法的各月面雨量结果都存在着明显的准2~4 a或准6~8 a的周期特征,这与大气的周期振荡关系密切。     

流域平均雨量

流域平均雨量:又叫面雨量。水文工作中常需推求整个流域面上的平均降雨量。最常用的方法是算术平均法和垂直平分法(又叫做泰森多边形法),也有用绘制等雨量线图来推求的。     

加入地形因素的流域面雨量研究

利用嘉陵江流域的降雨资料,以数字高程模型为出发点,研究影响降水的因素,用DEM数据和有限的降水资料推求无资料地区的降水状况,由此计算流域面雨量。并与算术平均法、泰森多边形法、等雨量线法的计算结果进行对比分析,以此研究基于地形因子相关插补法的面雨量计算方法在嘉陵江流域的适应性,结果表明加入地形因素的流域面雨量计算方法适合此流域的面雨量估算。     

上海嘉宝北片面雨量计算方法简析

简单介绍了计算流域面雨量的算术平均法、泰森多边形法和等雨量线法,并运用此三种方法计算了2011年（7月～9月）上海嘉宝北片的面雨量.结果表明：算术平均法精度较差,其余两种方法计算结果很接近,可实际应用.     

基于泰森多边形法的流域面平均雨量计算

以西南山区代表性较强的重庆市蔡家水文站控制断面以上笋溪河流域为研究流域,基于Arc GIS和数字高程模型(DEM)数据为基础,构建研究流域16个雨量站的泰森多边形,并利用16个雨量站2015年6月降雨量资料,采用不同方法对该控制断面以上流域面平均降雨量进行了计算。结果表明,基于Arc GIS和DEM构建泰森多边形计算面雨量较传统方法更简单。在雨量站分布较均匀且降水空间分布均匀的情况下,采用泰森多边形法和算术平均法计算的面雨量结果相差不大;当降雨空间分布极不均匀,个别站点出现了强降水情况时,由于泰森多边形法以权重来考虑分布不均匀的情况,采用该种方法计算结果精度更高更可靠;研究成果对西南山区流域(区域)面雨量计算具有一定的参考价值。     

面雨量计算方法对水文模拟的影响

面雨量计算方法有泰森多边形法、距离子流域中心点最近法以及网格法等。计算方法不同,往往计算结果也会有所差异,进而对流域水文过程模拟产生影响。基于站网情景随机模拟,采用新安江模型模拟水文过程对比分析了距离子流域中心点最近(DIS)和自然流域结合泰森多边形(TP)两种方法在计算面雨量空间分布和量级上的差异。结果表明:流域现有站网情形下,两种方法对流域多年平均降雨空间分配格局影响不大,但降雨量级相差较大,TP方法对小降雨事件把握更加准确;随机模拟站网情景下,采用TP方法获得的面雨量进行流量过程模拟时,所得结果更加稳定,在数量和过程上均优于DIS方法。     

黑龙水电站降雨量高程修正对径流影响分析

采用泰森多边形法及数字高程修正两种方法对云南省小黑江流域黑龙水电站面降雨量进行分析,分析对径流的影响。结果表明,相对于采用传统泰森多边形法,采用数字高程栅格数据计算的黑龙水电站坝址以上平均高程和流域面雨量均有不同程度增加,而设计流域和参证流域的径流系数均有一定程度的减小,设计流域的平均流量会有所增加但增幅不大。     

基于ArcGIS的GP服务实现动态平均雨量的计算方法研究

以监测站点中心的泰森多边形的实时雨量监测数据作为该泰森多边形内的雨量值,以行政区划为计算单元的区域平均降雨量则是行政区划内各泰森多边形内各个监测站点雨量值的平均值。通过对监测站点传回来的实时、准确的雨量值,利用基于ArcGIS平台Geoprocessing服务,通过后台的脚本配置,将实时监测的雨量数据实时生成泰森多边形法计算区域平均雨量,解决了传统方法计算泰森多边形面积以及面积权重系数的难题,提高了区域平均降雨量的时效性和准确性,对防汛预报的准确性起着至关重要的作用。     

基于ArcGIS的泰森多边形法计算区域平均雨量

区域平均降雨量是防汛部门进行洪涝预报与评估的重要依据,实时、准确的区域平均降雨量计算结果,对防汛预报的准确性起着至关重要的作用。在众多区域平均降雨量计算方法中,泰森多边形法以适合区域内雨量站及降雨量分布不均匀的情况而被广泛应用。利用基于ArcGIS平台的泰森多边形法计算区域平均雨量,解决了传统方法计算泰森多边形面积以及面积权重系数的难题,提高了区域平均降雨量的时效性和准确性。     

基于网格划分的自然邻点法在降雨空间 分布研究中的应用

基于地理信息系统的网格划分,在泰森多边形法的基础上利用自然部点法内插出相关研究区每个网格上的雨量值,进一步做出降雨空间分布曲线,得出不同量级降雨量在研究区域的覆盖范围,为面雨量和降雨空间分布计算提供了新方法。     

雨量站网分布对雨量插值算法及径流响应的影响

为比较雨量站网密度及分布对不同空间插值算法的影响,选取6种雨量站密度的不同分布,采用4种空间插值算法对研究区2006—2014年的日降雨进行插值,并将面均雨量作为新安江模型的输入,分析和比较其降雨径流响应。结果表明:①雨量站网空间分布越均匀,降雨插值误差越小,其径流模拟的精度也越高;②在雨量站网均匀布置的情况下,各空间插值算法的插值结果差异较小;雨量站网布置不均匀时,站点数目越少各空间插值算法插值结果差异越大;③计算点雨量时,考虑空间变量的克里金法能更准确地计算日降雨的结果;计算面雨量时,不同插值算法间差异较小,建议选用计算简便的插值算法,比如泰森多边形、反距离权重法。     

加权平均的权重优选算法及其应用

通过分析指标值与目标期望值，提出加权平均优选权重的算法。为解除权重的两个约束条件，引入参数，采用e指数函数定义权重。运用最优梯度下降法使目标的计算值与期望值误差最小来迭代优选权重，建立迭代算法模型。将此算法应用于计算龙凤山水库的流域日平均降水量，改进传统计算方法的不足。经过迭代模型对参数率定与检验的误差分析，总误差及每个样本的误差比泰森多边形法的误差明显减小，说明本文提出的算法与应用是科学合理的，便于推广应用。     

SWAT在淮河上游地区径流模拟中的应用研究

为了对淮河淮滨以上流域进行径流模拟,构建了适用于该流域的分布式SWAT模型,采用泰森多边形法产生子流域的面雨量,并以径流资料对模型进行率定和验证。结果表明,采用泰森多边形法处理降雨数据的模拟精度明显高于采用代表站法的模拟精度;SWAT模型对于平水年的模拟精度优于丰水年和枯水年,但对多峰的复杂径流模拟精度不高,说明SWAT模型产、汇流模块不够精细,难以模拟复杂的径流情况。     

长江上游面雨量低频特征分析

目前,对长江上游降雨的研究多以过程和影响分析为主,对其低频特征研究较少。基于1961～2017年长江上游276站逐日降水资料,利用泰森多边形法得到长江上游7大流域逐日面雨量,分析了长江上游面雨量低频特征。结果表明:①长江上游面雨量存在着显著的低频振荡,但各流域周期不同,金沙江石鼓以上和金沙江石鼓以下2个流域具有10～40 d周期,而其他流域具有10～25 d周期。②长江上游夏季低频强降水事件在频次、持续天数、降水强度和最大面雨量特征量上排首位,秋季次之,春季最小,但各流域之间特征量存在着较大的差异。③低频强降水过程次数年际差异大,在15～25次之间,随持续时间、流域数量增加,过程次数呈减少趋势。     

采用子流域面积权重计算面平均雨量方法的探析

面平均雨量是流域水情预报和水资源分析的重要因子。为此,以贝江流域为例,介绍子流域面积权重计算面平均雨量的方法,并与其它3种常用的面平均雨量计算方法相比较,结果表明：其方法方便实用,精度满足规范要求。     

深圳市观澜河流域雨水资源可利用潜力评估

雨水资源化利用是解决城镇化进程中城市水问题的重要途径,对其可利用量进行评估是其中重要的步骤。为给深圳市观澜河流域雨水资源利用提供依据,基于深圳市1984—2018年的日降雨资料,采用基于下垫面分类的雨水资源利用潜力计算方法,计算了深圳市观澜河流域在不同典型年的雨水资源量、雨水资源利用理论潜力、现实潜力。结果表明:观澜河流域具有较大的雨水资源利用潜力,其平水年雨水资源利用理论潜力可达3.74亿m³,在70%年径流总量控制率情况下的雨水资源利用现实潜力可达2.42亿m³;在同样的降雨条件下,下垫面类型和城市建设条件均会对雨水资源可利用量产生较大影响,增大园林绿地、水体等下垫面面积和增大年径流总量控制率均有助于提升雨水资源的利用。     

地表水资源调查评价计算软件在水资源公报编制中的几种应用

地表水资源调查评价计算软件由广西水文水资源局和南京水利水文自动化研究所共同开发,适用于水资源的调查评价。为此,简要介绍该软件在水资源公报中降水等值线绘制、分区降水总量计算(等值线法)、分区降水总量计算(泰森多边形法)等的应用方法。     

Effects of Raingauge Distribution on Estimation Accuracy of Areal Rainfall

Rainfall analysis is important to managing water resources. Mean rainfall is usually used to calculate the spatial rainfall status of a region and is the input into various rainfall-runoff models. However, this method relies on an adequate raingauge network. This study identifies the effects of raingauge distribution based on estimation results of areal rainfall using the Thiessen polygon and block Kriging methods. Twelve rainfall events with complete data from 14 raingauges were selected to complete the goal of this study. The block Kriging method in this study uses a dimensionless semivariogram to obtain hourly semivariograms based on a standardized rainfall depth. The power semivariogram model was used to describe the temporal-spatial variation of rainfall. The analytical process in this study uses raingauge weight and rainfall volume as evaluation criteria. All raingauges were in turn removed from the original raingauge network. The effects of removing each raingauge were compared with computations using all raingauges. Comparison results indicate that (1) the block Kriging method can accurately describe rainfall processes in terms of the spatiotemporal structure of a semivariogram. (2) the block Kriging method is better than the Thiessen polygon method at obtaining exact mean rainfall, and (3) the effects of different raingauge distributions on a mean hyetograph warrant further investigation.     

不同面雨量估算方法对水库入流预测 模型精度的影响

以潘家口水库入库径流预测为研究对象,分别采用分块法、栅格计算法以及DEM法计算区域平均降雨量,并在此基础上建立潘家口水库来流预测模型。结果表明不同的面雨量估算方法对水库入库径流的预测精度具有较大影响。以DEM法计算区域平均雨量值作为预测模型的输入所模拟的效果优于另外两种区域平均雨量计算方法,且预测结果合理。