小流域暴雨山洪水文模型与水动力学方法计算比较分析

针对小流域暴雨山洪精细模拟问题,提出了小流域时空变源混合产流模型,以小流域为单元构建了暴雨山洪分布式模拟模型,开发了可视化时空变源分布式水文模型软件FFMS和水动力学计算软件FHMS。以宝盖寺小流域场次暴雨洪水计算为例,分别采用水文学和水动力学方法计算了小流域暴雨山洪过程,并分析了两种方法的计算精度、效率、实用性等。案例研究结果表明:(1)水文与水动力学方法均可实现小流域暴雨山洪的模拟,模拟结果与实测基本一致;(2)对于无资料小流域暴雨洪水计算,水文学建模速度快,计算效率更高,水动力学方法建模和计算效率更低;(3)在复杂地形条件下暴雨洪水形成机理、演进过程模拟方面,水动力学计算结果更加精细和准确;在山区中小流域洪水预报预警方面,水文学方法更加实用。     

基于HEC-HMS模型的山洪灾害临界雨量研究

针对山丘区小流域水文过程复杂,导致山洪灾害预警预报空报漏报率过高的问题,为提升山洪灾害预警精度,将GIS技术与水文模型紧密结合,构建流域数字水系及HEC-HMS模型,确定精准化降雨径流关系,并用于山洪灾害临界雨量确定。应用于裴河小流域的结果表明:HEC-HMS模型模拟的洪峰流量及洪水总量误差均在5%以内,可有效提高洪水模拟精度,为山洪灾害预警预报提供精确的降雨径流关系;同时HEC-HMS模型短历时预警精度高于IUH模型,长历时预警偏于安全,结果合理性较好,符合山丘区易发生短历时大暴雨的成灾特性,可有效提高山洪灾害预警预报精度。     

基于HEC-HMS模型的大水峪水库洪水预报研究

为有效解决潮白河流域中小水库洪水监测、预报调度的实际问题，本研究选取潮白河流域内暴雨频发、山洪沟道密集、防洪库容偏小的大水峪水库为研究对象，基于HEC-HMS水文模型，构建大水峪水库洪水预报模型，为水库科学优化洪水调度提供依据。HEC-HMS模型是一个具有物理概念的分布式降雨径流模型，在洪水预报中具有广泛的应用。通过大水峪水库上游4场降雨洪水过程，对该模型进行了率定验证，洪峰流量场次模拟合格率为75%，满足乙级预报精度要求。分析表明该模型在大水峪水库洪水预报模拟上有很好的应用。     

基于HEC-HMS的小流域洪水预报模型研究

基于小流域洪水发生规律,构建科学的小流域洪水预报模型对减少山洪灾害具有重要意义。以蛤蜊河步云山流域为研究对象,探讨了基于HEC-HMS的小流域洪水预报模型。模型的模拟结果合格率为84. 09%,达到了乙级标准,可用于小流域洪水模拟与洪水预报。     

基于分布式水文模型的内蒙古自治区小流域洪水分析技术研究与应用

山丘区在经历短时强降雨时,极易暴发山洪,由于内蒙古自治区小流域水文资料匮乏,导致其预报难度大。对内蒙古自治区全部小流域进行整合分析,重新划分了5 935个小流域分区作为洪水预报分析单元,针对不同下垫面和气候条件分析各小流域分区的产汇流特性,以分布式水文模型集群为主对小流域洪水进行分析研究。选取锡伯河试点流域进行应用分析,在该试点流域内洪水模拟预报精度良好,能够满足地区小流域洪水预报预警需求。此研究成果可逐步在内蒙古自治区范围内进行试用推广,为全区防洪减灾提供科学依据。     

宁夏固原小河流域暴雨洪水预报技术研究

宁夏固原小河流域为六盘山区季节性河流,暴雨洪水涨落快,洪水预报误差较大,开展HEC-HMS模型在该流域的适用性研究,为宁夏山丘区暴雨洪水预报提供一种新途径.利用实测1987-2017年水文气象资料,依据流域DEM数据结合流域出口信息划分子流域计算单元,利用遥感影像结合GIS技术提取流域信息,选用SCS径流曲线法、Sny...     

不同模型方法在中小流域洪水预报中的适应性研究

延长洪水预报的时间和提高洪水预报精度,是减少中小流域洪灾损失最有效的非工程措施。该文选择广东山区和沿海的局部暴雨地区,采用三水源新安江模型、相关图、谢尔曼单位线和无因次单位线等模型方法进行应用研究,以探索不同模型方法在不同流域的适应性。     

东南沿海典型流域台风暴雨洪水预报的HEC-HMS模型

东南沿海的西溪流域属于山区性河流,汛期洪水暴涨陡落,台风暴雨影响下的洪水预报是防洪减灾的重要问题.选用HEC-HMS(The Hydrologic Engineering Center's Hydrologic Modeling Systerm)模型,基于2003-2012年历年最大一次台风暴雨洪水资料,采用循环渐近法...     

河南省山丘区小流域洪水预报系统研究及应用

采用数字高程模型、分布式水文预报模型、DEM技术、计算机仿真计算等信息技术,对河南省山丘区小流域洪水预报方法进行了分析研究。把无资料小流域单位线、无资料河段洪水演算模型参数估算方法用于洪水过程模拟,解决了山丘地区无资料小流域的洪水预报问题;采用先进的分布式交互仿真计算技术构建洪水过程计算模型,实现了连续、实时推演,通过高速、稳定的计算保证了洪水预报的时效性;以DEM数据为基础,实现了省级行政区划范围内的小流域划分、小流域单位线的确定,是大尺度数字流域构建技术的突破;系统对实时洪水预报、断面告警、预估降雨模拟、水库调度等多种应用模式进行了综合集成。实际应用结果表明,该系统在豫西山区2000年、2011年、2012年暴雨洪水灾害防御中发挥了重要作用,取得了显著的经济社会和生态效益。     

HEC-HMS模型在岢岚流域的应用研究

针对岢岚流域1967—2007年的场次洪水情况,在基于DEM构建数字模型的基础上,采用HEC-HMS模型,选取SCS-CN值法、SCS单位线法、指数衰退法以及马斯京根法分别对流域产流、坡面汇流、基流以及河道汇流进行计算,进而构建洪水预报模型,并对模型的适用性进行研究。结果表明：率定期与验证期各场次洪水的洪峰流量、峰现时间以及径流深均达到合格水平,确定性系数DC均值分别为0.640、0.612,合格率均为71.4%,均达到乙级预报精度,且模型对小型洪水的模拟精度较大中型洪水更高;HEC-HMS模型在岢岚流域的适用性良好,能为岢岚流域未来洪水预报提供新的依据。     

SCS模型在山区小流域山洪灾害预报预警中的适用性分析

预报预警是山洪灾害防治中重要的非工程措施,是防灾减灾救灾的关键环节。选取分别代表秦巴山地水资源保护区、西南地震作用区、喀斯特地区、黄土高原超渗产流区、东南沿海台风影响区的湖北省丹江口官山河流域、四川省都江堰白沙河流域、贵州省望谟县望谟河流域、陕西省子洲县岔巴沟流域、广东省高州市马贵河流域这5个典型流域,通过构建改进的SCS模型进行历史山洪模拟,探讨该模型在小流域暴雨山洪预报预警中的广泛适用性。结果表明:基于SCS模型构建的小流域暴雨山洪预报方案中官山河、白沙河、望谟河、马贵河方案均为乙级方案,可用于正式发布预报;岔巴沟为丙级方案,可用于参考性预报。SCS模型在5个典型示范区的洪峰流量预报精度普遍在80%左右,高于我国山洪灾害洪峰流量预报平均水平(40%)。总体来说,SCS模型对各类典型流域的山洪模拟效果较好,能够用于山洪灾害预报预警业务。SCS模型结构简单,参数少,特别适用于无资料地区推广应用。     

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。     

基于水文相似性的预报误差修正

如何进一步提高水文预报精度,降低预报误差,更好的服务于防洪抢险、水资源调度是水文学重要研究方向。基于水文预报误差主要影响因素在相似流域具有相似性,致预报误差具有相似性的特性,以相似流域各预报站预见期不同为切入点,优选误差修正因子,基于二次正交回归设计,构建了预报误差模拟模型以修正预报结果,提高精度。经怒江道街坝水文站模拟预报检验,修正后模拟确定性系数由0.933提高至0.998,洪峰流量平均绝对误差由693m3/s降低至116m3/s,洪峰流量平均相对误差由16%降低至3%,洪峰出现时间预报误差由平均5.4h降低至0.9h,方案精度由乙级提升至甲级。提出的基于水文相似洪水预报修正方法结构简单、计算方便、修正效果明显,是一种高效提高洪水预报精度的方法,适用于相似流域不同预报站洪水过程无明显差异的情形。     

基于一二维水动力模型的山丘区小流域洪水模拟与淹没分析

我国东南沿海山丘区小流域降水充沛,山洪灾害频发.为科学指导山丘区小流域防洪减灾,以浙江省松阴溪流域遂昌县城为研究区域,构建一二维耦合水动力模型,通过"20140820"、"19930624"两场历史洪水对模型参数率定验证,模拟不同重现期设计洪水情景下的洪水淹没过程,为山丘区小流域防洪决策提出合理建议.     

Application of HEC-HMS for flood forecasting in Misai and Wan'an catchments in China

The hydrologic model HEC-HMS(Hydrologic Engineering Center,Hydrologic Modeling System),used in combination with the Geospatial Hydrologic Modeling Extension,HEC-GeoHMS,is not a site-specific hydrologic model.Although China has seen the applications of many hydrologic and hydraulic models,HEC-HMS is seldom applied in China,and where it is applied,it is not applied holistically.This paper presents a holistic application of HEC-HMS.Its applicability,capability and suitability for flood forecasting in catchments were examined.The DEMs(digital elevation models)of the study areas were processed using HEC-GeoHMS,an ArcView GIS extension for catchment delineation,terrain pre-processing,and basin processing.The model was calibrated and verified using historical observed data.The determination coefficients and coefficients of agreement for all the flood events were above 0.9,and the relative errors in peak discharges were all within the acceptable range.     

HEC-HMS 模型在江西省山区中小河流洪水预报中的适用性研究

山区洪水暴涨陡落,常造成严重经济损失和人员伤亡,实现中小河流洪水预报在防洪减灾中十分重要。为探究HEC-HMS 分布式水文模型在江西省山区中小河流的适用性,以蜀水流域为研究区,构建了基于HEC-HMS 的蜀水流域分布式水文模型,选用2013-2019 年间的12 场降雨对模型进行参数率定、敏感性分析和洪水过程模拟。结果表明：模型参数中CN 值为最敏感参数;模型预测值与实测值结果显示洪峰流量和峰现时间合格率均为91.67%,径流深合格率为100%,确定性系数均高于0.7;HEC-HMS 模型在蜀水流域中有较好的模拟效果,可为江西省山区中小河流域洪水预报提供参考。     

雨量输入对分布式流溪河模型中小流域预报精度的影响

中小流域由于资料欠缺、洪水汇流时间短、水量集中等特点,导致其洪水预报难度大,预报精度低。针对我国中小流域的洪水预报精度有待进一步提高的问题,为了让分布式水文模型在全国广泛投入实际应用,选取四川省达州市清溪河流域作为了研究对象。采用流溪河分布式水文模型,从降水量入手,讨论雨量数据对模型结果的影响,探讨满足预报精度所需的雨量站布设密度条件,并将得到的洪水模拟结果与传统预报模式下的洪水模拟结果进行对比分析。结果表明: 12 场洪水中,确定性系数在 80%以上的洪水有 10 场,占比 83. 33%,其中 11 场洪水的洪峰误差小于 20%,合格率为91. 67%,峰现误差合格率达到 100%。因此,流溪河分布式水文模型对于中小流域的洪水预报具有较强的适用性,模拟结果较好。中小流域不同雨量站的降水差异明显,降水总量和雨型的差异对模型输出结果影响较大,当前提高预报精度的重要措施是提高基础数据的质量。清溪河流域雨量站布设密度达到 86 km2 /站时已基本满足该流域流溪河模型预报的要求。现阶段我国许多地区雨量站布设密度已达到较高水平,采用流溪河模型等分布式水文模型进行中小流域洪水预报变为可能。     

山前小流域水文—水力学耦合洪水预报研究

为了提高受人类活动影响显著的小流域洪水预报精度,以浙江省杭州市东苕溪流域为研究对象,分别以半分布式新安江模型、平原区水文模型、分洪区水动力模型以及一维河网模型模拟山区、平原区、分洪区以及河道的洪水过程,在卡尔曼滤波实时校正技术的支持下,建立流域水文—水力学耦合预报模型。通过对1996年以来瓶窑站典型洪水进行率定和验证,表明该模型符合东苕溪预报的精度要求。在2012年"海葵"台风的实时预报应用中,该模型发挥了辅助决策的作用,可作为后期防汛决策的参考。     

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。