基于BP神经网络的旬降雨径流相关预报模型

参照流域暴雨与径流相关的特点,以实际的旬初土壤蓄水量、旬降雨量为输入条件,以实际的旬径流量为输出条件,建立BP神经网络旬降雨径流相关模型.实例表明,模型结构简单,可操作性强,利用该模型进行的旬径流预报具有较好的模拟精度,并为利用旬降雨预报信息实施旬径流中期预报奠定了基础.     

PSRM模型及其在大伙房水库中的应用研究

本文在分析径流物理成因的基础上建立一个旬降雨与旬径流非线性相关模型,并将该模型应用于大伙房水库流域。模拟预测结果表明,该模型模拟精度高,模型结构简单,可操作性强,为应用美国的GPS预报系统和中国气象局的213模式10-15d降雨预报信息,预报旬径流量提供一个有效方法。     

大伙房水库旬降雨径流非线性相关模型研究与应用

分析了大伙房水库引水工程实际调度需要,研究水库流域基于旬降雨、旬初径流的旬径流中期预报模型,通过对水库建库以来的47年旬降雨径流资料的模拟,确定了用于水库旬径流预报的各旬模型参数,参数拟合和检验模拟合格率都比较高。应用结果表明,模型结构简单,可操作性强,可为应用美国的GFS(Global Forecasting Sys...     

流域有众多小水电站的锦江水库降雨径流预报

根据降雨径流相关原理,结合锦江水库流域地理环境、水文、气象、上游小型水电站众多特点,将该流域划分为8个单元区,并在各单元区建立一个虚拟水库,代替众多小水电站调节水量的水库降雨径流预报模型,应用于锦江水库水文预报系统。2008年至今共6年的入库流量短期预报实践证明,该模型预报精度高,在水库防洪发电、水库调度应用中效果优良。     

怀柔水库流域洪水预报数学模型的探讨

传统的洪峰流量预报是通过峰量关系来确定,根据降雨径流相关图,预报径流量再预报洪峰流量.由于流域植被条件变迁和人为活动影响,造成产流要素的演变.直接建立与产流因子间的相关关系,以反比例函数原理,分析降雨径流的物理成因及数学规律,根据本流域特性,以水科院山区小流域推导公式,视其流域特性,推导出降雨径流回归方程.以降雨产流基本公式,考虑局部降雨及前期土壤含水量,确定洪水总量预报模型.     

尼尔基水库上游格点降水数据适用性评估

以尼尔基水库上游流域为研究对象,评估了国家气象信息中心空间分辨率为0. 5°×0. 5°格点的逐日降水产品数据在该流域的适用性。基于格点降水产品提供的逐日降水量资料和该流域17个雨量站的相应资料,应用相关系数R、相对误差RE和均方根误差RMSE 3个指标分别对应用格点降雨产品数据的流域面雨量值及旬径流预报值进行精度分析。结果表明:基于格点数据的面雨量值与实测面雨量间相关系数R为0. 70,相对误差RE为16. 64%,均方根误差RMSE为4. 09 mm,精度满足检验标准,可以用于描述该流域的面雨量值;基于格点面雨量值预报旬径流量时,预报径流值与实测径流值间高度相关;拟合期、检验期径流预报值略微偏大,而外推期存在低估的现象,误差相对较大,但与应用实测面雨量得到的预报径流值误差相差仅3%,该格点降水数据可以替代实测站点的雨量数据用于研究流域。     

基于水雨情信息分类的桓仁水库旬径流预报方法研究

旬径流受多种因素影响,变化规律复杂,单一的径流预报模型往往不能反映流域来水特点。基于此,提出了一种基于水雨情信息分类的旬径流预报方法,将预报时刻面临的水雨情分6种情况,针对不同的情况提出不同的预报方案,并对2000-2010年的8个典型旬进行了预报效果检验。计算结果表明,基于水雨情信息分类的旬径流预报方法预报效果较好,能够用于指导浑江桓仁水库日常调度。     

连续API产汇流模型的改进及应用

结合长江流域上游水文特性和实际预报工作,采用连续的日消退系数计算方法、连续的地下水分割方式、自动计算降雨径流相关曲线(P~Pa~R曲线)和瞬时单位线计算方法,并结合降雨径流相关计算流程进行产汇流计算和评定,得到一套较完整的连续API降雨径流率定参数。通过该方法将API模型归纳成11个数字参数,方便利用智能优化算法进行优化率定计算,提高了API洪水预报模型的率定精度。提出的连续API模型的计算方法,为降雨径流相关模型方案的建立、率定和实际应用提供了一套新思路。     

基于降雨径流相似性的短期径流预报研究

径流预报是水力发电、防汛抗旱、水资源综合利用、电力生产与保障等的重要依据。针对物理驱动模型在参数率定困难和数据驱动模型预报结果可解释性差的问题，研究提出基于降雨径流相似性的短期径流预报模型，深入分析径流成因，采用数据挖掘技术剖析数据之间的关系以进一步提高预报精度；根据不同时期和量级的产汇流差异进行流量分级，并滚动更新降雨径流信息以实现滚动预报。该研究成果在乌江的应用显示，入库1日、 7日预报结果平均相对误差分别为10.79%、 14.39%，预报效果良好。     

改进的API模型在尼尔基洪水预报中的应用

本文是在降雨径流关系模型(API模型)的基础之上,将整个尼尔基水利枢纽控制流域划分成库莫屯、柳家屯、科后3个流域,并把各个区域的历史降雨和流量资料进行整理、分析,最终寻找出每个区域不同降雨类型下前期雨量指数(Pa)和产流系数(k)的相关关系,通过对历史洪水预报的检验,该方法达到了《水文情报预报规范》对水文预报精度的要求,因此可以将其应用到尼尔基水库水文预报当中.     

江苏太湖流域降雨径流年际变化分析

以江苏太湖流域（1956—2012）降雨为基础,分析江苏太湖流域径流及时空变化特征,研究该流域降雨径流的年际年内变化及两者的变化关系。结果表明：降雨径流都呈增长趋势。降雨平均每10年增加29mm,径流平均每10年增加26mm;降雨在年内季节分配上,夏季、冬季呈加大趋势,春季、秋季呈减小趋势;加大的降水年内分配的不均导致径流在年内分配的更加不均匀,径流集中在汛期,汛期径流量约达年径流量的84．8％,加大了某季节内的洪水、干旱风险。     

高速公路雨水径流污染浓度的系统动力学模拟

针对降雨事件中高速公路雨水径流污染浓度变化的随机性复杂特征,建立了雨水径流污染物浓度演化的系统动力学模型,研究交通流特征、高速公路特征、降雨事件特征对雨水径流污染浓度的影响。利用模拟软件Anylogic,基于5条高速公路的21个降雨事件抽样数据,对模型进行了拟合分析。通过对模型中降雨时间、径流深度、降雨量等参数进行敏感性分析,阐明了不同降雨事件情景下雨水径流污染浓度的时变规律。结果表明:提出的系统动力学模型可以很好地模拟降雨事件中雨水径流污染浓度的变化过程;在持续时间短而强度高的降雨事件中,高速公路雨水径流污染浓度较高,对沿线受纳水体的影响较大;雨水径流深度与污染浓度是正相关的,降雨量大的雨水径流中污染物的最大析出浓度反而会比降雨量小的降雨事件提前出现;在降雨事件的前期,如果选择合理的控制措施,可以显著降低雨水径流的平均污染浓度。     

海绵型公园雨水控制分析计算方法——以成都市活水公园为例

海绵城市建设中,为了实现对雨水控制的定量计算,若采用模型模拟需要详实的数据基础,推广起来存在诸多问题。本文以径流系数为主要分析手段,运用较为简便的方法对成都市活水公园进行海绵型公园改造前后的雨水控制各项指标做了定量计算,利用芝加哥雨型进行雨量分配,对改造前后公园外排水流量进行对比分析,结果表明进行海绵型公园改造后,5年一遇降雨外排水流量削峰率达74%,峰现时间延后25min。外排水流量径流系数为0.278,年径流总量控制率大于85%。对3年和5年重现期的雨水控制效果均较好。此计算方法可用于面积不大的海绵城市试点区域或海绵型公园的雨水控制计算,所需数据量小,操作性强,具有可重复性和实用价值。可对海绵城市建设中的雨水控制指标计算提供一定参考。     

雨强和地表糙度对坡面微地形及侵蚀的影响

地表糙度是影响坡面侵蚀产沙的重要因素之一,以往研究多关注糙度对坡面产流产沙特征的影响,而较少关注不同糙度条件下坡面微地形变化和侵蚀产沙的关系。通过人工模拟降雨试验,结合Photoscan技术研究了不同雨强和地表糙度对坡面微地形及产流产沙的影响。结果表明:在试验条件下,降雨后光滑坡面和粗糙坡面4个微地形因子(地表糙度、地形起伏度、地表切割度、洼地蓄积量)数值均减小,且有随雨强增大,其减幅增大的趋势;相同雨强和降雨历时条件下,粗糙坡面微地形因子变化幅度大于光滑坡面,微地形因子变化量与侵蚀产沙量呈明显正相关;与光滑地表相比,粗糙地表只在降雨初期能有效减少产流,随着降雨时间延长,2种坡面的产流率趋于一致;在试验选取的4个雨强条件下,粗糙坡面和光滑坡面产流率均呈现先增大后趋于稳定的趋势。粗糙坡面产沙率和产流率变化规律一致,但光滑坡面产沙率表现出在产流初期迅速增大,而后呈降低并趋于稳定的趋势。研究结果可为揭示坡面土壤侵蚀机理和建立坡面侵蚀产沙模型提供参考。     

关于海绵城市两种降雨控制模式的讨论

我国《海绵城市建设技术指南—低影响开发雨水系统构建(试行)》采用降雨总量控制模式以实现径流总量控制目标,但降雨总量控制率并不等同于径流总量控制率,降雨控制需将降雨转换成径流后才能与径流控制对应。按美国EPA提出的降雨场次控制模式进行设计,其降雨场次控制率等于径流场次控制率,降雨控制与径流控制直接对应。为此,本文开展了关于海绵城市建设中两种降雨控制模式的讨论。论文首先对两种降雨控制模式内涵进行了解析。然后以北京、武汉、广州为代表比较了两种不同控制模式下的城市产流雨量设计结果。研究表明,两种降雨控制模式其设计降雨量具有一定对应关系,但概念上应有所区别;相同控制条件下,按降雨总量控制的设计降雨量要明显高于按降雨场次控制,但两种模式下的最优控制率差异并不大;总量控制模式能较好地反映城市年均产流水平,有利于雨水利用目标实现,而场次控制模式则更能代表城市对场次降雨的消纳能力,有利于径流污染控制目标的实现。     

湫水河流域水沙变化现状及成因分析

根据湫水河流域林家坪水文站47年降水、径流、泥沙资料,利用水文法建立降雨径流模型和降雨产沙模型,在此基础上根据降雨资料建立模拟天然径流量和模拟天然输沙量序列,对因降水变化和人类活动对河川径流及输沙量的影响进行了定量分析,并根据流域内主要的人类活动类型分析了水沙变化的原因。     

SCS-CN模型改进及其径流预测

黄土高原的土壤侵蚀与水土流失程度都很严重,对其进行水土流失的预报有着重要的生态意义和经济意义。利用SCS-CN(soil conservation service curve number)模型进行地表产流预测。针对黄土高原特定的气候及下垫面条件,以陕西省榆林市绥德韭园沟典型小流域为研究区域,借助韭园沟流域次降雨径流资料,优化影响降水产流关系的相应参数(初损率和降雨强度)。结果表明:①使用反算法来优化初损率,确定初损率为0.075,模型效率系数为0.208;②使用MATLAB结合粒子群算法来进一步优化初损率,确定初损率为0.13,模型效率系数为0.504,相比于反算法提高了142%,模型预报精度得到了很大提高;③在黄土丘陵沟壑区引入雨强因子修正降雨量函数,改进后模型效率系数为0.652,确定性系数为0.753,利用雨强修正函数后的SCS模型相比于标准SCS模型,确定性系数和模型效率系数分别提高了101%和534%。通过预测流域径流深与实测流域径流深的比较,模型模拟精度较为理想,可用于黄土高原不同小流域场次降雨的产流预报。     

城市不透水地表降雨径流污染监测与研究——以北京工业大学校园为例

城市不透水地表降雨径流污染是面源污染的重要组成部分,而城市不透水地表在非降雨天累积的污染物又是降雨径流中污染物的主要来源。以2015年的前10场降雨为例,选取北京东南部大学校园范围内的教学楼屋顶、校园道路、邻近交通主路等不透水地表为研究对象,对自然降雨及其产生的降雨径流污染进行实地采样分析。分析结果表明:冬季过后的第一场降雨雨水径流污染严重,水质为劣V类,之后,降雨径流污染有所减轻;不同采样点水质污染严重程度不同;距离建筑物厕所排气口距离越近的地方,氨氮污染浓度越高;透水地面设施的存在可以减轻径流污染程度。根据分析研究结果,提出了控制和治理城市降雨径流污染的建议。