基于改进双超模型的采空区特殊下垫面径流模拟

针对长期大规模开采煤炭资源导致许多地区形成了煤矿采空区,改变了传统的水文过程的问题,通过室内试验,将采空区对径流过程的影响参数化,并将参数引入传统双超模型,建立适用于采空区特殊下垫面改进的双超模型,并以静乐水文站控制流域为例,选取了该区域23场次洪水,分别用改进前传统双超模型与改进后的双超模型进行模拟。结果表明,在采空区出现前,传统双超模型的模拟结果较好,模拟合格率达90.9%;采空区出现后,如果暴雨中心位于煤矿采空区附近,那么采空区将会严重影响降雨径流的产生过程,从而导致传统双超模型的模拟精度大大降低,模拟合格率为0。采用改进后的双超模型模拟采空区出现后的12场次洪水的精度得到了显著提升,模拟合格率达75%。     

煤矿采空区对册田水库流域降雨形成径流的影响

为研究煤矿开采所导致的水文过程,以册田水库水文站控制流域为例,通过建立适合流域的水文模型,以流域1973～2003年23个典型降雨数据为基础,对模型参数进行评价和验证,并将传统模型参数率定结果与考虑采空区模型参数率定结果进行对比。结果表明,在考虑采空区影响的饱和导水率Ks值是未考虑采空区影响的饱和导水率Ks值的5倍,考虑采空区影响的土壤吸收率Sr值是未考虑采空区影响的土壤吸收率Sr值的2倍的情况下,洪水预报的准确性得到了显著提高。研究指出了考虑采空区特殊下垫面影响下的洪水预报规律,对采空区洪水预报具有重要意义。     

分布式水文模型区域分解并行计算方法及其应用

针对区域分解并行计算方法中存在任务分配负载不均衡、通信时间长的问题,采用OpenMP编程模型,以WEP-L分布式水文模型汇流过程为例,设计了区域分解并行方法,首先通过子流域拓扑关系表确定子流域属于干流或支流,然后将每一条支流划分为一个水文区域,并保证水文区域中子流域按上游到下游的顺序排序,同时,为了实现分配的负载均衡,设计了基于贪心算法的优化调度,最后将支流任务分配给不同的线程计算,干流子流域采用串行计算。对黄河流域在不同线程条件下并行效果的测试结果表明,基于贪心调度的区域分解并行计算方法能有效提高汇流过程运算效率。     

变化环境下水文模型在洛阳河流域中的应用

为了提高通胜山丘区来水模拟精度,解决通胜地区防洪安全问题,分析了洛阳河流域下垫面土地利用类型,并基于遗传算法构建水文模型进行洪水模拟。结果表明,近20年来,在现有气候、下垫面等变化环境下,洛阳河流域下垫面不同土地类型面积变化较大,快速城镇化使得旱地明显减少,水田增加11%,水面基本保持不变,水文模型参数也在发生动态变化,新水文参数与原始水文参数相差较大,前者模拟结果在径流深、洪峰、峰现时间、确定性系数4个方面均明显优于后者,可见基于遗传算法优化的水文模型参数能较好地反映现状下垫面水文情景。     

分布式水文模型研究综述

概述了分布式水文模型的发展历程和研究现状,归纳了模型的主要特征和模拟方法,针对存在的问题进行了分析并展望了未来发展方向.     

考虑人工活动影响的流域水文模拟研究

为更精确地研究人工活动对流域水文的影响,在三水源新安江模型中加入多重线性水库,模拟小水库、塘坝及洼地等小水利工程对径流的影响,从而评价人类活动对流域水文过程的影响,并以淮河上游干流主要水文站水文过程为例验证改进后模型的有效性。模型引入滞后演算法对汇流时间进行控制,采用多目标粒子群优化算法对参数进行优化,选择纳什效率系数、丰枯水期水量相对误差、月最大水量相对误差等多个指标对模拟结果进行系统评价。结果表明,流域内小水利工程对径流影响作用明显,断面越处于河道下游,其控制流域内流量过程受影响也越大;小水利工程在枯水期对径流的影响控制作用比在丰水期更为明显,模型改进比较合理,可有效提高模拟结果。     

分布式水文模型在洪水预报中的对比研究

为提高洪水作业预报精度和及时程度,采用以GIS为基础的LL-Ⅱ分布式水文模型,选用增江流域应用较好的新安江水文模型进行洪水预报对比研究。结果表明,LL-Ⅱ分布式水文模型的模拟效果更好。     

基于AnnAGNPS模型的桃江流域农业区水文模拟研究

水是污染物迁移的载体,流域水文过程的模拟为土壤侵蚀及非点源污染的模拟提供了必要的前提。以江西桃江流域农业区为研究对象,利用农业非点源模型(AnnAGNPS模型)定量模拟和评价了研究区水文过程,基于3S技术对地形、气象、土壤、土地利用和农业管理等资料进行收集和参数化,并用数字滤波法切割基流后的月观测径流对模型进行校准和验证。结果表明,在校准期和验证期,采用的3个评价指标均满足径流模拟的精度要求,表明AnnAGNPS模型具有良好的模拟效果,能较好地模拟桃江流域农业区的水文过程。     

水文模型参数识别技术综述

参数识别技术是水文模型研究及应用的关键。在阐明水文模型参数识别原理的基础上,对参数识别方法进行了评述,探讨了参数识别技术在水文预报领域的应用,提出了水文模型参数识别中存在的问题和进一步研究的方向。     

水文模型参数识别技术综述

参数识别技术是水文模型研究及应用的关键。在阐明水文模型参数识别原理的基础上，对参数识别方法进行了评述，探讨了参数识别技术在水文预报领域的应用，提出了水文模型参数识别中存在的问题和进一步研究的方向。     

某大学校园及周边不同下垫面降雨径流污染过程研究

以大学校园及其周边区域降雨、径流和径流水质3年观测试验数据为依据,分析不同下垫面降雨过程、径流过程及污染物运移过程的规律及特征,计算出不同下垫面污染物输出系数。结果表明,雨水中氨氮浓度高于Ⅳ类水质标准,悬浮物、硝酸盐氮和COD浓度均低于最高水质标准;产流时间与产流前平均降雨强度呈幂函数关系,不同下垫面径流过程与降雨过程呈正相关关系;径流强度是径流携带污染物运移的重要影响因素,径流强度增加,径流携带污染物质量随之上升。污染物输出系数计算结果表明,屋面主要污染物为含氮污染物,餐饮街道主要为有机污染,不同下垫面悬浮物、硝酸盐氮、氨氮和COD输出系数均值分别为2 294.91、7.21、14.86、430.34kg/hm2/a。     

下垫面要素变化对洪水影响的多元统计分析

为研究下垫面变化对流域洪峰模数、径流深等的影响程度,选取大清河水系的紫荆关、阜平、漫水河、城头会和张坊五个典型子流域为研究对象,利用卫星遥感资料提取五个子流域1980、1990、2000年的土地利用情况,分别对洪水按重现期分为大于10年一遇和小于10年一遇两个量级下流域的洪峰模数、径流深及其影响要素进行多元统计分析,利用得出的回归模型分析下垫面要素变化对洪水的影响程度。结果表明,对大于10年一遇的洪水,径流深和洪峰模数主要受林地变化的影响,影响贡献比例分别为0%~65%和0%~40%;而对小于10年一遇的洪水,径流深主要受草地变化的影响,影响贡献比例为10%~120%,洪峰模数则受草地和林地变化的共同影响,影响贡献比例分别为0%~0.8%和0%~2.5%。     

基于DREAM算法的双超模型参数不确定性研究

鉴于半干旱半湿润地区的流域水文模拟及预报一直是水文模型领域研究的重点和难点问题,基于山西省张峰水库1988~2007年间18场洪水资料,前12场用于率定模型参数,后6场用于检验模型,采用DREAM方法分析其双超模型参数的不确定性,并在此基础上分析由参数不确定性导致的模型输出的不确定性。结果表明,10个参数的后验分布峰值不明显,说明参数的不确定性较大;4个参数的后验分布为具有明显峰值的不规则分布,7个参数的后验分布呈现偏态分布,其峰值也比较明显,说明该参数的不确定性较小。研究结果可为双超模型不确定性分析提供一定的理论基础。     

采煤塌陷区矿山地质环境治理模式探析

在中国当前的矿山地质环境治理过程中,采煤塌陷区地质灾害处理始终是一个难点。针对矿山采煤塌陷区的具体形成条件、发育特征以及具体的表现形式进行深入分析,并就矿山采煤塌陷区矿山地质环境的治理进行总结归纳,希望能够为后期进行采煤塌陷区矿山地质环境治理起到科学的指导作用。     

地下水库与地表水库的对比分析研究

从地表水库的定义角度提出了地下水库的概念,阐述了地下水库在国内外的发展现状、前景及其显著优点,并在建库基本条件、水库基本结构系统、建库效益与冲突等方面对地下水库和地表水库进行了相应对比和研究.     

环境变化背景下海河流域水文特征演变规律

在气候变化和人类活动等要素的影响下,海河流域的水文特征发生了显著的变化。利用Mann-Kendall趋势检验方法诊断了1951~2010年海河流域环境变化背景下的河川径流量、入海水量、水资源总量和地表水资源量的演变规律。结果表明,1951~2010年海河流域的年平均气温呈现出显著的上升趋势,而年降水量呈现出显著的减少趋势;1980~2010年海河流域内的植被覆盖率明显提高,且从北到南增幅越来越大;流域内的地表水资源耗水量总体上呈现出先增加后稳定略减的变化特征;在环境要素变化的影响下,海河流域内的河川径流量、入海水量、水资源总量和地表水资源量都呈现出显著的减少趋势;滦河、海河北系和海河南系的入海水量、水资源总量和地表水资源量都呈现出显著的下降趋势,而徒骇马颊河的变化趋势不明显。     

基于响应面模型涡轮叶片冷却性能的数值研究

为了给我国自主研发涡轮叶片提供理论基础,基于试验设计和响应面模型对某型叶片的冷却性能进行了数值研究。对某型涡轮叶片的设计参数进行了试验设计,数值研究了主流出口压力、主流进出口压比、冷气与主流温度比及流量比对叶片表面的无量纲温度分布的影响规律,并根据响应面模型拟合得到了叶片平均无量纲温度的经验公式。结果表明：根据试验设计和响应面模型拟合得到的叶片平均无量纲温度的经验公式有较高的精度;在设计参数范围内,涡轮叶片的平均无量纲温度随着主流出口压力(120～140 kPa)和冷气与主流温度比(0.6～0.7)的增大分别提高了0.57%和2.81%,随着主流进出口压比(1.3～1.5)和冷气与主流流量比(3～8)的增大分别降低了1.14%和3.68%。     

BTOPMC模型在小流域的适宜性及参数敏感性研究

将为大流域开发的一个具有物理基础的BTOPMC分布式水文模型应用于史灌河流域的黄泥庄集水区,检验该模型在小流域的适宜性,并对模型参数进行敏感性分析.模拟结果表明,对小流域径流总量较精确,径流系数误差很小,为模型参数率定提供指导.