土地利用数据分辨率对SCS模型在径流模拟中的影响

土地利用/覆被是水文模拟的重要影响因子。为探究不同分辨率土地利用数据对SCS模型模拟降雨径流的影响、减小模型在降雨径流模拟方面的误差,以伊洛河流域为研究对象,结合2005、2010、2015年三年的土地利用数据,利用SCS模型对这三年的降雨径流进行模拟,对比分析基于不同分辨率的土地利用数据集对模型参数CN值的影响。研究表明,SCS模型对于伊洛河流域集中降雨产生的径流具有较好的模拟效果;土地利用数据的分辨率对CN值的影响较大,使用分辨率更高的土地利用数据可以减小模型模拟产生的误差,误差减小范围在5%～10%。     

DEM分辨率对分布式水文模拟的影响

以数字高程模型为基础,采用栅格型新安江模型进行不同分辨率情况下的洪水模拟,分析了分辨率对分布式水文模拟的影响。研究结果表明:数字高程模型分辨率越高,流域数字化的精度相对越高,但模型的模拟结果并不一定越好;针对不同分辨率的数字高程模型,在重新率定汇流参数的情况下,栅格型新安江模型的模拟精度相当,均能取得较好的应用效果;对于中尺度流域而言,采用30″分辨率的数字高程模型不仅能够提高模型的运行时效,也能取得较高的模拟精度。     

DEM分辨率对VIC模型水文模拟精度的影响

为研究DEM分辨率对VIC模型水文模拟精度与运行效率的影响,选用0. 5～5. 0'的DEM对浊漳北源上游地区进行了月径流模拟。在以纳什系数、确定性系数和相对误差为模拟效果评价指标的基础上,采用均值变点法分析水文计算单元数量和相对误差的变化趋势,探讨DEM尺度效应的最佳拐点。研究结果表明:DEM分辨率对水文计算单元数量的划分影响显著,数量变幅最大达到了98. 13%;纳什系数、确定性系数和相对误差受DEM分辨率的影响较小,三者的变化幅度在率定期为0. 019%、0. 009%、11. 879%,在验证期为0. 009%、0. 012%、9. 552%; 1. 0'的DEM能够在保证模拟精度的前提下显著提高模型的运行效率,为DEM尺度效应的最佳拐点。     

伊逊河流域土地不同利用方式的水文效应模拟

利用SWAT模型对伊逊河流域水文效应进行分布式模拟,分别模拟了1985年和2010年两期土地利用条件下、3种不同土地利用模式下流域的产流产沙过程。选取径流年内分配不均匀系数、涵养指数和泥沙年内分配不均匀系数,对不同土地利用模式下的水文效应进行对比分析。研究表明,生态保护型模式有利于减少泥沙流失、增加水土涵养能力;城市扩张型模式虽有助于减少产沙量,却使径流大大增加,不利于城市防洪安全;耕地保护型模式有利于水源涵养,却使输沙量增加。在城市发展过程中,应充分考虑水文效应与经济效益。     

DEM空间分辨率对流域水文特征信息提取及径流模拟影响研究

文章以大凌河流域为研究对象,利用8种DEM空间分辨率建立SWAT水文模型,探讨了水文特征信息提取及径流模拟受空间分辨率的影响规律。结果表明:河流洪峰流量模拟精度、模拟和实测流量误差精度随着空间分辨率的增大分别增加、减少,径流拟合曲线随分辨率的提高其吻合度显著变大;在不同的DEM分辨率下河流平均高度变幅最小,而最低、最高高程随着分辨率的减少分别逐渐增大、减少。文章所建立的模型表现出良好的精确性和准确性,适用于大凌河流域在月尺度的水文模拟研究。     

降雨时空分辨率的尺度变化对分布式水文模拟影响的分析研究

结合不同降雨时间和空间尺度,以浑河流域沈阳站为研究区域,并结合静态和动态两组参数定量分析降雨时空分辨率变化对分布式水文模拟的影响,成果表明:降雨时间分辨率对分布式水文模拟影响较为敏感,降雨输入时间越短,其模拟精度越高,而降雨空间分辨率对分布式水文模拟精度影响程度较低。研究成果对于明晰降雨时空尺度变化对分布式水文模拟影响提供重要的参考价值。     

入库水文时间系列随机模拟

水文系列是进行水利工程规划、设计和管理工作的基本资料依据之一。当水文系列一定时,水文系列处理的好坏,影响着成果的精度。 60年代前,人们习惯用传统的回归模型和确定性模型来插补延长水文系列。但     

山丘区小流域下垫面数据精度对HEC-HMS水文模拟的影响研究

山丘区小流域下垫面条件复杂多变,DEM分辨率及子流域划分水平对分布式水文模型模拟结果的影响有待深入研究。本文选取小流域应用广泛的HEC-HMS分布式水文模型,在河南省栾川流域设置四种DEM分辨率方案及四种子流域划分方案,分别提取不同方案下的流域水文特征参数进行对比,并分析两种类型的数据精度对纳什系数和峰值模拟的影响。研究结果表明,与大中流域相比,DEM分辨率和子流域划分对山丘区小流域空间参数和水文模拟结果的影响要更为显著。在实际山洪预警预报工作中,为保证模拟结果的稳定性和可靠性,应尽可能选择高精度下垫面数据精度。     

DEM分辨率对山洪淹没模拟影响

DEM是表征地形状况的重要指标,在山洪淹没模拟中起着重要作用。以2016年7月19日发生在河北省石家庄市井陉县西部山区的特大暴雨山洪事件为研究对象,利用HEC-HMS水文模型和FLO-2D水动力模型,设置5种DEM分辨率方案(30、20、15、10、5 m),从淹没范围和淹没水深两方面分析了DEM分辨率对山洪淹没模拟的影响,并从模型运行时间角度对其运行效率进行了评估。研究表明:DEM分辨率越高,则淹没范围越小,平均淹没水深越大,即模型模拟精度越高,山洪事件的淹没范围及水深越接近于实际调查情况(DEM分辨率为30和5 m时,淹没范围及淹没深度的模拟精度分别为0.56和0.41、0.76和0.79);随着DEM分辨率的提高,尤其从10 m提高至5 m时,模拟结果差异减少,模拟精度的增幅也减小,淹没范围和水深的精度增幅分别为2.70%和3.94%;DEM分辨率越高,则模型运行时间越长,模型运行效率越低,5 m DEM方案下的运行时间为30 m DEM方案的700倍。综合考虑模拟精度及模拟时间,10 m分辨率的DEM对山洪淹没模拟、风险评估及预警预报等更为适用。     

潘家口水库流域土地利用变化的水文响应分析

以潘家口水库流域为研究区域,采用SWAT分布式水文模型定量评估土地利用变化对流域径流过程的影响。相对于1980年土地利用情景,2006年土地利用变化主要表现为耕地减少,林地和草地面积增大,而水域和城镇用地变化相对较小。利用3个水文站1986年1月至1999年12月的月径流实测数据进行模型的校准和验证。在不同土地利用情景下,对流域的天然径流过程进行模拟分析,模拟结果显示,与1980年土地利用情景相比,2006年土地利用情景下的多年平均径流减少11%;对于不同典型水文年份而言,土地利用变化对枯水年的影响最大,对丰水年和平水年的影响相当;土地利用变化对年径流的影响主要表现为汛期径流减少。潘家口水库流域水资源涵养能力有所增加。模拟研究土地利用变化对潘家口水库流域径流的影响对合理规划土地利用和流域水资源的综合管理具有现实意义。     

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。     

建筑雨水利用指标受估算时间分辨率和边界条件的影响

自来水替代率和年径流总量控制率是评价建筑雨水利用效果的两个主要考核指标,在设计实践中常通过月均值水量平衡计算得到。提出了一种逐日水量平衡算法,基于含有30年的气象数据的案例进行了比较研究。结果表明,月均值法和日值法分别计算得到的自来水替代率相差了40.5个百分点、年径流总量控制率相差了17.4个百分点,原因在于月均值法不考虑降雨和需水在月内分布的不均匀性。对于以日间水量调度为目标的建筑雨水利用来说,宜采用逐日水量平衡进行具体分析。边界条件(即降雨量和需水量)影响建筑雨水利用效果。以用地组合代表不同的绿化和地面浇洒需水情景,在降雨量少的地方,同一用地组合得到的自来水替代率更低,但年径流总量控制率更高;在同一气候条件下,11种用地组合中有3种可达两个指标的考核基本要求,但都达不到满分要求,若要达到需增加其他雨水回用需求。     

土地利用/土地覆被变化的水文效应模拟

通过SWAT模型数据库的建立、参数敏感性分析、率定、验证,模拟了泾河流域1992—2001年的月流量过程,并将构建的5种不同土地利用/土地覆被情景分别输入SWAT模型,模拟土地利用/土地覆被变化的水文效应。结果表明:随着草地和林地面积的增加,年均流量减小;地表裸露无植被时,年均流量比模拟期增大20.36%;地表全部为林地草地时,年均流量比模拟期减小7.68%;退耕还林和土地进一步退化时,年均流量均有所增大,但增幅不大。     

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。     

土壤空间分辨率对BTOPMC模型径流模拟的影响

以湄公河为例,给出了3种不同分辨率的网格土壤类型,分析了不同的土壤空间分辨率对BTOPMC模型参数的影响。结果表明:不同分辨率下,用1980年优化得到的BTOPMC模型参数模拟1982年径流时,都能体现湄公河流域的水文过程,且峰现时差几乎不受土壤空间分辨率的影响;使用不同土壤分辨率的数据进行优化得到的Nash效率相近;BTOPMC模型对土壤信息的敏感性较弱。     

DEM分辨率对葫芦河流域径流模拟的影响

选取北洛河支流葫芦河张村驿水文站以上控制区域为研究区域,基于ASTER GDEM V2 30 m DEM数据与张村驿水文站1980—1990年实测流量数据,建立流域月尺度的SWAT水文模型,并评价了模型在该流域的适用性,分析了DEM分辨率对流域水文地形特征提取与径流模拟的影响。结果表明:建立的SWAT模型可以用于研究区域的径流模拟;DEM分辨率对坡度、面积、子流域划分影响较大,对高程提取影响较小;不同分辨率的DEM数据对径流的模拟结果不同,其中120~150 m分辨率模型模拟结果较优,DEM分辨率为150~1 000 m时,模拟结果可满足精度要求但存在一定偏差;各模型均存在低估流量值的现象。     

水文时间序列高阶自相关性识别及其对水文分析的影响研究

以往水文序列分析中,对序列自相关性的研究多集中于一阶自相关性及其处理方法,而对于水文序列的高阶自相关性则鲜有表述。以陕西省典型流域实测年径流序列为研究对象,开展序列高阶自相关性的研究,探讨高阶自相关存在与否的问题。结果表明陕西省渭河、汉江、无定河三大典型流域中,仅有无定河流域风沙区的韩家峁、横山以及流域出口的白家川水文站的年径流序列检测到了高阶自相关,其余站点的径流序列均不存在高阶自相关性。为了验证高阶自相关性对水文分析的影响,通过BP神经网络预测模型对高阶自相关性的影响进行了评估,结果显示在输入变量中加入合适的高阶变量序列后,可在一定程度上提高模型的预测效果,从侧面验证了高阶自相关性客观存在的假设。同时,研究结果还表明对径流关系不佳的小样本资料地区,考虑高阶自相关性的影响,可有效提升小样本径流资料的展延效果,为区域水文设计的科学性与应用效果提供保障。     

DEM分辨率对BTOPMC参数及模拟结果的影响

以日本富士川流域为研究对象,在4种不同的DEM分辨率条件下利用BTOPMC模型对洪水进行了模拟,并对各种分辨率条件下所得的模型参数以及模拟结果进行了对比.结果表明:①DEM分辨率对饱和土壤导水率、平均饱和差初始值的影响比较大,对饱和土壤导水率的衰减因子、根层最大储水量、糙率的影响不是很明显;②由于对流域物理特性进行了概化,因此模拟的精度不是很理想,但总体结果还可以接受;③并不是DEM分辨率越高模拟的效果就越好.     

巴基斯坦拉伊河流域土地利用变化对地表径流影响的模拟

土地利用变化会对流域水文和生态过程产生很大的影响。将土地利用变化经验模型和降雨径流模型相结合,量化拉伊河(Lai Nullah)流域土地利用变化对暴雨径流产生的影响。结果表明,流域出口模拟和实测流量过程线具有良好的一致性。基于伊斯兰堡总体规划和经济增长模式预测未来土地利用情景,应用率定的HEC-HMS模型评估潜在的土地利用对暴雨径流产生的影响。结果表明,未来土地利用情景估计将使径流总量和洪峰流量增加,洪峰流量增量大小与建筑面积扩张率有关。     

东江流域土地覆被变化的水文响应模拟研究

采用近年来快速发展的水文模型模拟手段,应用HSPF模型模拟东江流域不同下垫面条件下的径流影响变化情况,定量地评估了东江流域土地覆被变化对径流深、年内径流分配的影响。结果表明,随着流域内城镇化进程的加快,流域调蓄能力下降,因而产流能力增强;从年内分配的情况来看,汛期影响最为明显,这显然与土地利用变化影响到流域调蓄能力有关。