基于地貌单位线汇流的新安江模型在洛阳河流域中的应用

针对无资料地区的洪水预报和设计洪水计算常受到降雨流量等资料制约的问题，以洛阳河流域无资料地区为例，通过DEM数据提取洛阳河流域霍顿地貌参数，计算洛阳河流域地貌单位线，从而建立起流域汇流与地貌参数之间的响应关系，并采用三层蒸散发和蓄满产流模型，构建基于地貌单位线汇流的新安江模型，同时结合遗传算法和客观优选法思路对洛阳河流域洪水进行模拟演算，并与传统的新安江模型结果进行对比分析。结果表明，基于地貌单位线汇流的新安江模型能取得较理想的模拟结果，可为中小河流无资料地区的水文分析计算提供可靠的技术支撑。     

地貌瞬时单位线在滦河中小流域的应用

针对中小流域防洪能力薄弱、水文资料缺乏、洪水预报预警难度大的问题,选取滦河两个中小流域,分别采用经验公式法和地形地貌参数法确定流域平均汇流速度,推求相应的地貌瞬时单位线,采用清华大学GBHM产流模型,对该地区2017、2018年暴雨洪水进行模拟分析。结果表明,经验公式法推求的瞬时地貌瞬时单位线模拟精度较高,应用效果较好,可推广应用于无资料中小水库洪水预警预报工作中。     

云南省缺资料小流域临界雨量计算分析

小流域因缺乏长期监测的降雨径流资料,临界雨量的计算是其山洪灾害防治面临的难题之一。针对云南省山洪灾害特征,以典型资料匮乏小流域为基本单元,采用水位流量反推法、频率曲线法、灾害与降雨频率分析法3种方法分析临界雨量,并通过适用于资料匮乏地区的地貌瞬时单位线模拟流域汇流过程。结果表明,3种方法计算的临界雨量值较为接近,其中结合了地貌瞬时单位线的水位流量反推法更适用于计算分析云南地区临界雨量;可见在推求山洪灾害临界雨量计算时采用地貌瞬时单位线模拟云南省流域汇流过程合理可行。     

基于地貌类型的岩溶小流域产流模型

针对广西横县镇龙乡小流域岩溶结构发育、地下暗河分布广泛、汛期多强降雨及产流过程中地下径流丰富、出流过程非线性、流域不闭合等特点,研究了岩溶小流域不同地貌类型的产流规律,将岩溶地区下垫面分为土壤覆盖区与岩溶裸露区,分别运用蓄满产流模型模拟土壤覆盖区产流,水箱模型模拟岩溶裸露区产流,进而模拟流域总产流,建立了基于地貌类型的岩溶小流域产流概念性水文模型,利用岩溶小流域2010~2011年9场洪水资料进行模型参数率定,2012年4场洪水进行产流量验证。结果表明,模型在岩溶区的模拟效果较好,其预报相对误差范围为4.15%~18.49%,均值为13.82%,但对于前期影响雨量较大、降雨历时长的洪水,水箱模型产流模块产流量更大,受到降雨影响更为敏感,模拟精度相对更高。     

基于虚拟水库模型的无资料地区小流域山洪预警方法

针对小流域下垫面条件复杂,传统的单一模型不足以快速准确地进行山洪预警的问题,将小流域虚拟为一个水库模型,提出利用蓄满-超渗混合模型,对不同土壤含水率下的净雨分析结果进行产流计算,将流域降雨产流过程模拟为水库蓄放水过程,根据实时降雨量准确计算出流域出口断面的洪水要素。在武汉市黄陂区肖家寨的应用结果表明,该方法合理可靠,为无资料地区小流域山洪预警提供了新思路。     

基于LH-OAT的双曲正切模型参数敏感性分析

为定性了解无资料地区的产流模拟计算时,不同降雨频率下吸收率S_r、导水率K_s和流域持水度B_0三个参数对双曲正切产流模型的影响,利用基于拉丁超立方抽样法和随机OAT法(LH-OAT)的全局敏感性分析方法分析双曲正切产流模型的参数敏感性。吕梁兴县廿里铺村的集水小流域产流计算结果表明,模型参数敏感性排序为B_0S_rK_s,B_0、S_r随降雨频率的减小呈减弱趋势,K_s随降雨频率的减小呈增强趋势,三个参数随降雨频率变化的速率排序为|vB_0||vS_r||vK_s|。研究成果为无资料地区的小流域产流计算提供了参考。     

基于VIC模型和地貌单位线的中小水库入库预报研究

为解决中小水库入库预报问题,基于VIC模型产流原理和地貌单位线汇流方法,构建了中小水库入库预报模型。其中,VIC模型产流参数基于流域气候、地形地貌、土壤等数据以及VIC模型水文参数全国网格化公式确定;地貌单位线汇流参数基于高分辨率数字高程模型提取的数字化水系获取。实例应用表明,所提出的方法适用于中小水库入库预报,预报的流量过程和入库水量均具有较高的精度;预报误差主要源于网格参数的移用、地貌单位线流速的确定、雨量站代表性的不足。     

一个以DEM为基础的分布式水文模型

研究了如何将从DEM中提取的河网、水流路径等流域特征应用于分布式水文模型。建立了一个以传统产流模式为基础进行产流计算、网格间沿虚拟汇流网络进行汇流的分布式水文模型，并在我国东北部分流域进行了应用。重点研究了以DEM为基础的汇流方法，用汇流时间和线性水库相结合的方法进行汇流演算。结果表明，该方法提高了大尺度水文模拟的精度。     

公伯峡水电站施工期水文预报模型研究

根据黄河上游流域情况,将河网汇流、河道汇流和超渗产流模型结合,使其适用于干旱半干旱的公伯峡流域,并在缺乏资料的情况下使用最小二乘法和卡尔曼滤波模型实时修正.研究采用改进概念性产汇流模型先将流域分单元,再对单元流域进行产汇流计算,以考虑水文现象在面上的不均匀性.     

一种无资料流域综合单位线计算方法

综合单位线是无资料流域水文分析和水文预报的主要工具。为丰富综合单位线方法,构建一个新的流域特征,即面积—距离/坡度函数(f-LLP),分析单位线峰现时间(Tqmax)与f-LLP函数中最大f值对应的LLP(LLPfmax)之间的关系,借助概化的单位线几何形状,计算单位线。利用白土岗、娄子沟及西峡三流域进行率定,采用以子流域为计算单元的流域水文模型和分布式单位线计算方法,率定小流域单位线,得到Tqmax与LLPfmax之间的线性关系及单位线几何形状的概化方法。将该方法应用于裴河流域,结果表明该方法拟合度较高,可为无资料流域的水文预报与分析提供参考。     

地面地下径流分割方法实验研究

地面地下径流分割是水文计算、径流预报、水资源评价中一项根本性的工作。但至今仍无可靠的方法。本文在浙江高坞实验溪观测的地下径流资料基础上,从水动力学原理分析了地下径流汇流模型应采用的型式和地下径流汇流时间随流量的变化规律,提出运用产汇流联合模型法分割地面地下径流。该法经用实际资料检验与应用,表明用于山丘区流域是行之有效的,具有良好的精度。     

基于等价地貌参数的地貌单位线确定方法

针对传统地貌单位线计算过程中地貌参数的获取在很大程度上受到面积阈值的影响,进而造成单位线不唯一的问题,从而影响汇流计算的精确度。为解决此问题,提出一种与面积阈值无关的等价地貌参数及其相应的地貌单位线计算方法,并将该方法应用于海南省中小流域,采用具有资料的定安河流域进行验证,将模拟径流与实测数据进行对比。结果表明,基于等价参数计算出的地貌瞬时单位线(GIUH)能较好地适用于流域的汇流计算。     

玉石水库影响下的碧流河水库洪水预报方法

流域内水利工程的建立可能会改变原有的产汇流机制,以碧流河水库为例,结合日模型和日供水,利用水量平衡估算水利工程的拦蓄作用,提出一种产流模型计算改进方法;并结合降雨、蒸发、前期土壤含水率、遥感等资料验证模型预报结果的合理性。模型计算结果表明,改进后的模型能有效提高碧流河水库的洪水预报精度,对该水库的防洪调度具有重要意义。     

平原河网区坡面汇流分布式单位线研究

针对平原河网区无明确汇流控制断面,无法采用传统方法直接率定汇流参数的问题,综合河网多边形和地貌单位线理论,采用坡面汇流计算中不同滞留时间的水流面积按比例分配的方法,获得了以汇流速度为唯一参数的平原河网区坡面汇流分布式单位线。结合太湖流域1998、2000年的水位资料对分布式单位线进行率定和验证,结果表明分布式单位线的水位计算过程与实测过程吻合,可运用于平原河网区计算。     

分布式水文模型在山洪雨量预警指标确定中的应用

鉴于小流域山洪具有突发性,预警指标确定难度较大。以庙下溪小流域为例,提出基于HEC HMS分布式水文模型的小流域设计洪水计算方法,并运用水位流量反推综合确定山洪雨量预警指标。结果表明,该方法的设计洪水计算结果与浙江省推理公式、瞬时单位线计算结果相差不大,与实际的山洪灾害降雨资料也较吻合,可见其确定的雨量预警指标基本合理, HEC HMS模型在山洪雨量预警指标确定中具有可行性。     

分布式水文模型在山洪雨量预警指标确定中的应用

鉴于小流域山洪具有突发性,预警指标确定难度较大。以庙下溪小流域为例,提出基于HEC-HMS分布式水文模型的小流域设计洪水计算方法,并运用水位流量反推综合确定山洪雨量预警指标。结果表明,该方法的设计洪水计算结果与浙江省推理公式、瞬时单位线计算结果相差不大,与实际的山洪灾害降雨资料也较吻合,可见其确定的雨量预警指标基本合理,HEC-HMS模型在山洪雨量预警指标确定中具有可行性。     

基于混合产流与二维运动波汇流分布式水文模型

为了提高半湿润半干旱流域的洪水模拟与预报精度,基于GIS、RS和DEM技术,以DEM栅格为流域计算单元,构建了基于混合产流和二维栅格汇流的栅格型分布式水文模型(Grid-MK-2D模型),即混合产流模型是在蓄满产流基础上增加基于Green-Ampt下渗方法的超渗产流模型,坡面二维汇流计算采用基于栅格单元的分布式运动波模型水流演算,河道汇流应用一维运动波模型演算,运动波方程组由隐式有限差分求解。将Grid-MK-2D模型、Grid-MK-1D模型与新安江模型应用于半干旱的沁河孔家坡流域并对比分析。结果表明,两个基于DEM栅格的分布式水文模型(Grid-MK-2D、Grid-MK-1D)的模拟效果优于新安江模型,但GridMK-2D模型洪峰模拟效果更好。     

地貌瞬时单位线参数敏感性分析

针对流域汇流速度和降雨时空变异性等不确定性因素为地貌瞬时单位线研究的难点问题,采用人工扰动法分析了汇流速度的敏感性,统计分析得出流域暴雨中心为汇流速度的主要影响因子,并建立了两者间的关系,进而由暴雨中心来推求汇流速度;同时比较分析了不同流域河网级别对地貌瞬时单位线的影响程度,得出流域河网级别为影响其他地貌参数的综合性参数,并选出适于研究流域水文模拟的最佳流域河网级别.     

基于GIS的LL-Ⅱ分布式降雨径流模型的结构

主要讨论了LILAN—Ⅱ分布水文模型的结构。该模型结构是为水文过程模拟和预报而设计的，它提出了变动生态产流模式，耦舍了一维坡面流、一维壤中流、一维地下水流、一维河川径流和二维土壤含水量方程组。通过实际检验，该模型能够明显改善模拟预报精度、增强数值计算稳定性、提高参数优选的运行速度和减少存储空间，能够适合不同水文特征地区的产汇流计算，可以提供流域内任意空间网格的水文计算过程。     

变动单位线与纳西瞬时单位线在洪水预报中的应用

针对洪水预报中采用不同的地面汇流方式影响预报精度的问题,将变动单位线与纳西瞬时单位线法分别应用于湖南省嘉禾子流域的地面汇流部分,采用遗传算法优选产汇流参数,并比较了两种方法的汇流结果.结果表明,采用变动单位线法的建模结果优于纳西瞬时单位线法的建模结果.