新一代水文模拟系统的流域嵌套式强化观测方案设计——以新安江水文水资源实验站改建项目为例

气候变化和高强度的人类活动对水文循环及其时空演变规律产生了重要影响,原有研究成果已不能真实反映现代条件下的水文变化规律。作为概念性模型的代表,新安江模型已不能适应变化环境下流域综合水文要素的模拟,因此有大量应用基础研究工作亟需加强。为解决这一难题,文章以新安江水文水资源实验站改建项目为例,阐述嵌套式强化观测流域设计方案的应用,在原有设施基础上,嵌套增建了原型小流域及坡地水文综合要素观测场、嵌套式强化观测流域、水文综合实验与分析测试中心及远程接收中心。结果表明该设计方案能够有效的提升数据资源类型及涵盖面,为发展新一代水文模型系统提供数据支撑,为建设流域大气-水文-生态综合模型提供科学依据。     

空间嵌套式流域水文模型的初步研究——以三峡水库入库洪水预报为例

三峡水库的防洪调度是多任务和多目标的,既需要掌握整个长江上游的水、雨和工情,也不能忽视三峡区间洪水信息。本论文以三峡水库入库洪水预报为例,依据入库洪水特性,在整个长江上游和三峡区间分别构建了大小两种尺度网格单元的分布式水文模型,并与一维和二维非恒定流的库区水动力学模型相结合,初步实现了这两种尺度水文模型的空间嵌套,以此探讨适合于大型流域数字水文模拟的空间嵌套式流域水文模型结构与构建方法。研究初步表明,嵌套模式构建的流域水文模拟方法,能够解决大流域水文模拟中多尺度之间的衔接问题。     

数字水文模型在漳河观台以上集水区域的应用

结合当前地形处理技术及数字高程模型,生成了观台以上集水区域的数字流域.在此基础上,在子流域内分别建立新安江模型,并构建观台以上数字水文模型.应用此数字水文模型完成对流域内的5次历史洪水的模拟,将模拟结果与传统水文模型的结果进行了对比.分析表明,此数字水文模型具有一定的精度,为建立完全的数字水文模型提供了必要的研究基础.     

基于DEM的汉中流域水文过程分布式模拟

选择汉江上游的汉中流域为研究对象,在基于栅格DEM流域水文特征的获取和降雨空间插值的基础上,建立了基于TOPMODEL的松散耦合型结构的分布式水文模型.应用该模型对汉中流域的水文过程进行模拟,结果表明:该模型的模拟精度与集总式TOPMODEL和集总式三水源新安江模型基本相当,而且能够得到流域内部产汇流的分布状况等信息,基本上能够满足流域水资源规划与管理的需求.     

新安江模型的起源及对其进一步发展的建议

回顾新安江模型产生的历史背景,缅怀以赵人俊教授为代表的中国水文学界的先辈们对模型的创建所做的杰出贡献。深入剖析新安江(三水源)模型不同于世界上其他流域水文模型的特点。从模型发展的世界趋势、模型发展中必须引起注意的一些问题和重视数字流域技术开发三方面提出进一步发展新安江流域水文模型的建议。     

Urbs水文模型及在长江流域防洪中的应用

中澳长江防洪及管理项目中引进水文Urbs模型,综合介绍了Urbs模型的基本原理以及在长江流域的应用情况.Urbs模型充分考虑流域下垫面水文特性的空间差异对流域降雨径流形成的影响,将流域分成若干个子分区,在各子分区上分别进行产汇流模拟并分段演算至流域出口断面.该模型是继新安江模型、API模型后在长江流域广泛适用的一种新的水文模型,对于长江水文预报中采用多模型比较,提高降雨径流预报精度,特别是无资料地区,具有较大的实用价值.     

华中多雨人口密集型流域洪水预报

建立一个集总式水文模型,即基于蓄满产流的三水源新安江模型,模拟抚河流域1981-1995年的18次暴雨洪水过程;采用马斯京根分段连续算法计算河流洪水演算和水流过程线;然后将所有水流过程线线性叠加,确定水流和洪水过程;利用日尺度数据和洪水频率数据对模型进行参数率定.结果 表明:该模型在现场洪水模拟中的平均确定系数为0.9...     

新安江水文模型在水文预报中的应用

以海南省万泉河流域为研究对象,在新安江水文模型的基础上,通过完善模型结构、优化参数率定等,开展了对模型的改进和实证研究,并对相关结果进行了分析.在万泉河流域1990～2000年加积站和加报站的水量平衡研究中,模拟结果比较符合实测值,证明模型对万泉河流域具有较强的适用性,在流域水资源管理中具有较好的应用前景.     

湿润地区山区小流域水文模型应用与比较

将新安江模型、萨克拉门托模型及TOPMODEL应用在3个不同的湿润地区山区小流域,将洪峰相对误差及峰现时间误差作为预报精度主要评价指标,分析不同水文模型在各流域的精度及适用性。结果表明:在南阳河流域,新安江模型略优于另外两种模型,但3种模型总体精度均不高;在雾渡河流域,新安江模型精度较高,萨克拉门托模型次之,TOPMODEL精度最低;茅坪河流域资料匮乏,仅有的6场洪水全部用于模型率定,3种模型均能达到预报精度要求。综合比较后发现,新安江模型在3个研究流域预报精度最高。     

基于Arc Hydro数据模型的金沙江水文数据库设计及应用

为了更好地利用金沙江下游流域大量的水文、泥沙观测历史数据及空间地理数据,并形成有效的时空联系,基于Arc Hydro数据模型,分析金沙江下游流域数字高程模型数据,并将各类要素数据集、对象类、关系类数据组织、存储在关系型数据库中,设计及应用金沙江下游流域水文地理数据库,将水文及空间地理数据组织成为一个有机的整体,以便更加真实地展现水文现象的时空特性,为数字化流域管理等奠定坚实的基础.     

基于新安江模型的曲江流域水文模拟研究

水文模型在水文理论研究和实践中具有重要意义。将曲江流域西山水文站以上区域作为研究对象,分析了新安江模型在该区域的适用情况。结果表明:新安江模型在曲江流域模拟效果良好,Nash效率系数多在0.7以上,水量平衡误差也基本控制在±10%以内;资料序列的长度对模拟效果影响显著,长序列资料的峨山站和西山站模拟结果明显优于短序列的大矣资站和马家庄站;新安江模型能较好适用于我国南方山区,对研究变化环境下水文过程的响应具有良好的适用性。     

城西试验流域水文特性及水文过程模拟

水文试验是认识水文规律的重要基础工作。根据我国东部低山丘陵区城西试验流域的实测资料,分析不同尺度降雨径流之间的响应关系,再利用新安江流域水文模型进行径流模拟,进一步探讨该模型在我国东部低山丘陵区的适用性。结果表明:在试验流域空间尺度(几十平方公里)的暴雨洪水过程中,洪水峰现时间一般滞后雨峰3～4 h;场次和月尺度上的降雨径流具有较好的正相关关系;在日尺度上,降雨径流关系散乱,以10和70 mm降雨量为阈值呈U型分布; 3种时间尺度上,径流均受到前期退水过程的影响,其中,时间尺度越短,受前期退水过程的影响越显著;新安江流域水文模型在我国东部低山丘陵区具有较好的水文模拟能力,且月尺度水文过程的模拟效果优于日尺度,对天然流域的模拟效果优于人类活动扰动的流域。     

新安江模型和改进BP神经网络模型在闽江水文预报中的应用

精确的水文预报是防洪减灾中重要的非工程措施,水文模型是开展水文预报最有力的工具。采用LM算法改进了的BP神经网络水文预报模型,以闽江富屯溪流域为例,进行了BP模型和新安江模型在日流量模拟预报中的应用比较。结果表明:两个模型总体均达到水文预报的精度要求,水文预报合格率可达到90%以上;新安江模型在丰水年模拟效果较好,相比而言,BP神经网络模型的模拟精度更高一些;两个模型均可用于闽江流域的水文预报研究。     

流域水文数据挖掘体系研究

针对流域水文数据存在的海量、复杂、时空性等一系列特点,面向流域防洪与兴利等主题,建立了以数据层、组织层、挖掘层以及决策层为基础的流域水文数据挖掘体系,并从数据仓库、数据挖掘、元数据管理等几个方面建立了该体系的分析流程,为流域防洪和兴利业务提供了新的解决方案。将数据挖掘体系初步应用于流域的预报和调度中,证明在有充足数据的支持下．形成可行的流域预报和调度方案是合理可行的。随着数据管理、数据分析等技术日益完善．以数据仓库、数据挖掘等技术为基础的水文数据挖掘体系将逐步走向实用化。     

苏州河沿线设计高水位

为确定苏州河两岸防汛墙改造的墙顶高程,采用水文概率统计与水力模型计算相结合、原型实测与数学模型相结合的方法,与太湖流域河网水文水动力模型相衔接,建立基于数字河网的苏州河水系水文水动力模型,从影响苏州河高水位的洪、涝、潮、控等要素着手,计算分析洪、涝、潮单一水情以及历史典型年不利水情影响下的苏州河高水位分布规律。研究结果表明,现状及规划近、远期工况条件下的苏州河沿线设计高水位分别为4.60 m,4.79 m和4.77 m。     

汉江流域分布式水文模型构建及应用研究

基于分布式流域水文模型EasyDHM,根据汉江流域不同区域的特点,运用长系列水文实测资料,建立了流域分布式水文模型。在汉江流域水文模拟基础上,分析了1980年、1995年和2000年土地利用情境下,流域气候条件和土地利用的变化对流域水资源响应关系。     

地理信息系统在我国水利行业的应用综述

文中首先简要阐述了地理信息系统的基本概念、构成、功能,并概括地回顾了其发展历程。然后重点针对地理信息系统在我国水利行业中的应用进行了综合分析和评述,包括对它在洪水监测评估、防洪规划、水情会商、流域水文模型、地下水模拟模型、水资源综合评价、水资源管理、水利工程施工与管理、水土保持与河流信息管理等多个领域的应用情况、特点和效果等做了介绍、分析和讨论。最后,分析了目前地理信息系统在水利行业的应用中所存在或面临的主要问题,并对地理信息系统在水利行业的应用前景做了分析与展望。     

基于水土保持的流域降水-径流统计模型及其应用

本文在变量共线性分析基础上，提出了流域降水量标度和水土保持标度及其计算方法，建立了流域降水-水土保持-径流统计模型，该模型不仅能分离水土保持措施对河川径流量影响程度，而且还可分析降水及水土保持对流域径流量变化的影响。研究表明，在佳芦河和秃尾河流域，水土保持使流域径流量平均减少10%～22%。因降水量减少及水土保持措施面积增大，20世纪70～90年代比60年代径流量明显减少，佳芦河降水变化及水土保持措施影响分别为25%和75%，而秃尾河分别为35%和65%。     

SPARROW模型的传输过程研究——以新安江流域总氮为例

建立新安江流域总氮的SPARROW模型,以土-水传输因子(LDF)表示降雨、坡度、气温3个土-水传输变量的影响,结合农业源、林草地源、生活源3个污染源排放系数,分析总氮经过土-水传输之后到达河道的比例(LDR),由此揭示总氮的非点源污染特征。结果显示坡度的影响在整个流域范围内差异相对较大,LDF为0.86~1.06,因而对3类污染源进入河道的传输比差异亦较大。综合考虑3个土-水传输变量作用下,子流域60土-水传输因子最大,而子流域225最小,因此若制定减排措施要求入河减少量相同,管理上会优先考虑子流域60所在的地区。研究采用改进的河流衰减方程同时描述水文和非水文因素的影响,代替河流分级衰减系数,引进传质系数作为模型模拟参数,削减速率与流量呈负相关关系,且大部分河段削减速率均在以往文献研究范围之内,表明改进的传质速率用于新安江流域总氮模型具有可行性。     

GEF海河流域水资源与水环境综合管理知识管理系统

GEF海河流域水资源与水环境综合管理知识管理系统是GEF海河项目的核心内容之一,是海河流域水资源和水环境管理信息的存储、管理和共享交换中心;利用先进的3S（GIS/RS/GPS）和IT技术,建设流域水资源与水环境知识共享平台,实现海河流域水利与环保部门之间的信息交流与共享;以遥感监测ET为管理措施、水功能区为管理单元、水权为管理核心、模型为支撑工具、取水许可与排污许可为控制手段,构建海河流域水资源与水环境综合业务管理系统;该系统的建设为加强海河流域水资源与水环境综合管理,促进各级水行政管理部门间的协调合作,改善海河流域水资源与水环境状况提供了重要的技术手段和成功经验。