陆浑水库入库降雨径流模型研究与应用

伊河东湾水文站(陆浑入库站)以上流域在洪水期间,尤其是汛初第一场洪水,易发生超渗产流和蓄满产流,属典型的混合产流模式。根据流域下垫面和产汇流特性,建立了一般性产流模型。单元汇流模型采用经验单位线,河道汇流模型采用分段马斯京根演算模型。利用该模型在2010年7月伊河上游大洪水期间进行了作业预报,取得了满意的结果。     

小流域产汇流分布式模型

为反映和描述流域下垫面各个因子空间分布不均匀性和人类活动的影响，开发和建立小流域产汇流分布式模型。将流域划分为一系列的网格单元，可以计算出流域内每一网格单元上的径流过程，本模型在黑草河小流域上进行了率定和验证，模拟的降雨径流过程与实测洪水过程符合良好。     

流域水文模型在临界雨量分析中的应用研究

为提高无资料地区临界雨量分析结果的精确度,采用双曲正切产流模型和单位线流域汇流模型,结合山西省清凉寺沟流域水文下垫面产汇流模型参数,对实测暴雨洪水进行了模拟分析。结果表明:径流深及洪峰流量的合格率均为75%,参数是合理、可靠的,据此得出了该流域不同流量级时的临界雨量。     

无资料地区中小型水库预测预报方法研究

无资料地区的水文研究是水文预报的难点和重点,流域下垫面条件是流域产汇流的重要因素。采用《山西省水文计算手册》流域下垫面划分方法,结合长治、晋城两市中小型水库流域产流、汇流及有关的河道特征等资料,给定相应产汇流参数,根据不同降水情况进行中小型水库洪峰、洪量、洪水过程模拟,提出与实时降水相关的洪水预报方法。     

浅析海河流域暴雨声汇流的变化规律

近年来,海河流域连续干旱,超采地下水非常严重,直接引起了地下水位的急剧下降,造成了流域下垫面条件发生了较大变化,致使流域的暴雨产汇流规律发生了一定程度的变化。通过对影响流域暴雨产汇流的主要因素—流域下垫面条件的变化情况进行分析,论述了海河流域暴雨径流参数与产流方式的变化规律,这对当前的洪水预报以及洪水预报方案的编制具有一定的指导意义。     

时空变源混合产流模型及其在小流域洪水模拟中的应用——以四川省、甘肃省的4个小流域为例

近年来山洪灾害造成的人员伤亡和财产损失不断增加,基于GIS和遥感数据的水文模型为山洪预报提供了新的思路。利用DEM和遥感数据提取小流域基础属性并划分地貌水文响应单元,利用垂向混合产流计算产流量,采用包气带非饱和土壤计算下渗,建立垂向上的时空变源混合产流模型。利用时空变源混合产流模型,模拟四川省和甘肃省4个流域多场次洪水过程,通过SCE算法进行参数率定和产流分析。结果表明:模型模拟与实测数据基本吻合,纳什效率系数均超过0.8;四川和甘肃两省小流域受到下垫面信息影响,主导产流成分不同。模型能够提供较为精确的山丘区流域洪水预报。     

岔巴沟流域数字水文模型研制与应用

结合无定河水系的岔巴沟流域的气候、植被以及下垫面条件等,重点探讨了流域产汇流模拟问题。在流域产流机制方面,采用的是超渗产流模式,在每一网格单元上建立数字产流模型;在流域汇流方面,由DEM(数字高程模型)所提取的水流路径和水流路径坡度等信息确定汇流参数,采用等流时线法考虑汇流的滞后效应,应用线性水库法考虑汇流的坦化过程;最后,将数字产流模型和数字汇流模型有机结合,建立了数字水文模型,使用该数字水文模型对岔巴沟流域进行了径流模拟,取得了较为满意的结果。     

HEC—HMS模型在洪水模拟中的应用

以兰陵县小南湖流域为研究对象,利用HEC-HMS软件建立山丘区流域半分布式水文模型,进行小流域洪水产汇流计算。结果表明:该模型对小南湖流域洪水模拟具有较好的适用性,提出的参数率定和建模方法可为其他小流域洪水模拟提供参考。     

HEC-HMS模型在缺资料地区山洪预报的应用研究

以桃河阳泉小流域为例,探索了HEC-HMS模型在缺资料地区山洪预报的应用可行性。产流模块采用Green-Ampt模型、坡面汇流模块采用SCS单位线、河道汇流模块采用运动波,通过流域DEM、土壤、土地利用等下垫面信息获取了主要参数,构建了山洪预报模型。在1970—2015年的流量系列中筛选出14场典型洪水场次,对模型进行了验证。结果表明,验证期洪峰流量相对误差均小于10%,平均纳什效率为0.88,对于起涨和退水速度快的单峰型洪水,模拟效果较好,通过下垫面信息获取的模型参数准确有效,达到了山洪预报的技术要求。     

山东省山丘区典型流域产流机制研究

本研究通过综合选取15场次暴雨洪水资料,对本流域流量过程线、气候地理和下垫面特征及降雨径流关系等相关因素进行了综合分析,确定了流域以蓄满产流为主的产流模式。同时,分析了不同前期影响雨量和洪水稀遇程度对产流机制的影响,对山东省一般山丘区流域产流机制研究具有一定的借鉴意义,为流域的产汇流规律研究打下了重要基础。     

HEC-HMS水文模型在流域洪水模拟中的应用——以山西石楼县义牒河流域为例

利用HEC-HMS水文模型及Arc GIS平台,对分辨率为30 m的DEM数据进行了预处理和数字流域的提取,并将义牒河流域划分为17个子流域,结合对应的土地利用及土壤类型数据,生成水文模型的基本计算单元,对该流域的降雨径流过程进行了模拟。由于研究区下垫面条件复杂,为了分析不同产汇流方法对洪水的影响,采用2种模拟方案。方案一产流计算选用初损稳渗法、径流计算选用运动波法、河道洪水演算选用马斯京根法;方案二产流计算选用SCS曲线法、径流计算选用SCS单位线法、河道洪水演算选用马斯京根法。结果显示:方案一洪峰合格率为88.9%,DC均值为0.773,洪峰出现时差为10 min;方案二的洪峰合格率为89.9%,DC均值为0.838,洪峰出现时差为8 min。从DC均值、洪峰数值、洪峰出现时差的角度说明该水文模型在义牒河流域的适用性较好。     

基于SWAT模型的北江流域生态径流调节服务评估

为评估北江流域生态径流调节效果并分析径流调节量的时空变化,基于SWAT模型,考虑气象、水文、下垫面等因素,模拟北江流域水文过程,分别计算1980、2000、2015年的植被生态系统对径流的调节量及其经济价值。结果表明:2015年土地利用情况下,生态系统对北江流域的多年平均年调节径流深为-141.2 mm,调节比例为-12.2%,调节价值量为396.2亿元;丰水期的调节径流深为枯水期1.8倍,调节比例小于枯水期,而且丰水期的调节量主要集中在前汛期。流域上游的调节径流深比下游大,2000年与2015年北江流域调节径流深空间分布基本一致,但由于植被覆盖减少、建设用地扩张,北江流域径流调节量减少0.82亿m³,调节价值量降低5.85亿元。     

白盆珠水库流域下垫面变化的洪水响应研究

基于栅格分布式水文模型并结合GIS技术,进行东江流域白盆珠水库子流域下垫面变化的洪水响应分析.根据该流域现状土地利用情景分析方法构建9种流域下垫面情景,选取大、中、小3场典型洪水过程,定量分析下垫面变化造成的洪水响应.结果表明:林地及其空间分布在截留降雨、消减洪峰和延缓洪峰滞时方面效果明显,故保护林地,特别是沿河道及流...     

降雨空间尺度对径流模拟的影响研究

通过分析不同分辨率的雷达降雨数据所产生的降雨空间分布的变化对径流模拟的影响发现:本文所用的基于DEM的蓄满产流分布式水文模型对降雨时间和空间的变化是比较敏感的;由于降雨空间分辨率的变化计算的径流总量、洪峰都有不同程度的变化,但是这种变化的大小又与降雨场的特征、流域面积的大小以及土壤含水量的变化有很大的关系:随着面平均降雨量(P BAS)的增减,洪量也随着增减,P BAS与洪量有很好的相关性;降雨CV值的增加导致洪峰和洪量都相应的增加;流域的面积越小洪峰和洪量对降雨空间变化就越敏感;在前期干旱的条件下降雨空间变化导致的洪峰和洪量的变化要比在湿润的条件下产生的洪峰和洪量的变化大。     

土地覆被和气候变化的水文响应研究

采用分布式水文模型SWAT研究北京地区过去10a间径流量剧减的主要原因.采用等高线→TIN→DEM的方法获取研究区分辨率较高的DEM图,基于DEM图提取流域边界、河网、子流域及相关属性,根据土壤类型与土地覆被类型的组合划分水文响应单元,实现下垫面的空间离散;采用校准和验证后率定的参数研究了10a来气候变化和土地覆被变化对径流量的影响.研究表明:10a间土地覆被变化的主要趋势是旱地城市化.过去10a间,由于土地覆被变化导致北运河年均径流量增加了10%～20%,而气候变化导致年均径流量减少了约2/3.     

基于水文水动力耦合模型的三江流域防洪模拟预报应用研究

为解决下游河网站点防洪模拟预报过程中存在预报精度偏低,以及采用水动力模型方法时所需资料数量过于庞大的问题,基于不同下垫面水文特征的分布式架构模型理论,通过对流域内山丘和平原区各阶段产汇流进行分解模拟的方式,建立了以交界面动量与通量交换实现互馈耦合的水文水动力一体化模型。以三江流域为研究区域,构建耦合了上游山丘区、平原区和下游长江水动力模型,利用代表站点开展了全流域一体化模型的率定与验证工作。对流域内 2016—2022 年降雨进行分析和场次降雨大于 100 mm 的多场洪水进行验证,结果显示耦合模型的模拟精度较好,在不需要大量资料的前提下有效提高了平原河网区预报精度及整个流域防洪调度能力,具有较强的借鉴意义,可为其他类似流域防洪模拟预报研究提供参考。     

流域水文模型识别方法研究与应用

基于模型产汇流机理,分析对比水文模型适用性,建立考虑气候特征、下垫面条件和人类活动影响的流域水文模型识别的指标体系,并以辽宁东部各中小流域为研究对象进行实例研究。分析了研究区域的气候特征,将新安江模型、大伙房模型和TOPMODEL模型作为备选模型,利用主成分分析法确定流域面积/主河道长度、河道比降、森林覆盖率、地形指数和气候类型作为流域水文模型识别的输入指标,进而采用层次分析法识别适用于各研究流域洪水模拟的水文模型。洪水模拟结果表明:所建立的流域水文模型识别指标体系有代表性,所识别的水文模型可很好地反映流域的产汇流特性。     

下垫面变化对城市内涝的影响

采用美国农业部提出的SCS水文模型计算产流、二维非恒定流公式计算汇流、概化排水管网计算排水,构建了城市洪涝灾害积水模型。以蚌埠市为例,通过分析2006年与2014年的土壤及下垫面资料,确定产流关键参数,计算20年重现期降雨条件下的城市积水情况,对比分析了下垫面变化对内涝灾害的影响。     

基于元胞自动机和大伙房模型的洪水演进研究

为了快速、准确地模拟洪水演进过程,将元胞自动机和二维圣维南方程相结合,构建了基于元胞自动机的洪水演进模型,实现了元胞间的局部水量交换,以及全流域洪水模拟过程的全局转换。接着,创新性地构建了基于DEM的单元栅格大伙房产流模型并将其作为元胞产流输入,将直接径流、地面壤中流和邻域元胞入流共同作为水深增量,充分考虑到了降雨对河道滩地洪水演进模拟带来的影响。以浑河沈阳城区河段物理模型试验数据为基础,选取了不同设计频率洪水进行实例验证与分析。分析结果表明:水深的模拟具有较高的精度;流速总体上满足模拟需求;淹没范围具有相同的变化趋势,具有合理性和有效性。研究结果可为洪水演进模拟提供一种新方法,同时对其他相似地区洪水演进模拟工作也具有借鉴意义。