基于GIS的DEM和分布式水文模型的应用比较

本文采用GIS地形分布技术和栅格技术，对TOPMODEL和新安江水文预报模型进行基于GIS的技术改造，构建了基于DEM栅格的TOPMODEL水文模型和基于GIS的TOPMODEL和新安江分布式水文模型，并将3个模型应用于黄河支流——洛河卢氏以上流域的水文模型的参数率定和模拟比较，以探讨 GIS技术的应用和模型的适应性。结果表明在该研究流域上，3个模型都能很好地进行水文过程模拟，其中基于DEM栅格的TOPMODEL模型可取得更好的效果。     

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。     

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.     

西枝江流域水文预报技术及应用

随着社会经济的发展,城市化带来的防洪问题越来越突出。安墩水流域是西枝江上游受人类活动影响相对较小的流域,选择此流域进行模拟研究TOPMODEL和新安江模型在西枝江流域水文预报的适用性。从TOPMODEL和新安江模型模拟结果可以看出模拟径流的精度较高,而且参数变化范围较小,2个模型在此流域是合适的,为TOPMODEL和新安江模型在整个西枝江流域的模拟奠定基础。     

基于分形理论的新安江模型参数空间尺度效应分析

水文尺度效应一直是当今水文科学研究的前沿问题。基于分形理论建立模型空间敏感参数在不同尺度之间的定量转换方程,进而提出了一种水文模型参数空间尺度效应分析方法。以三水源新安江模型为例,分析模型参数在嘉陵江小河坝站以上流域的空间尺度效应。结果表明:新安江模型空间敏感参数(SM、KG、KI、CG、CI、CS)具有随空间尺度变化的标度不变性,与流域集水面积之间定量关系可用幂函数关系进行描述,并可建立相应的定量转换方程。通过在研究流域不同空间尺度上的应用检验,发现基于分形理论标度不变性建立的新安江模型参数空间尺度转换方程具有较高的适用性,能实现有资料地区模型参数向无资料地区的移用,为无资料地区水文模型参数的确定提供参考。     

流域水文模型识别方法研究与应用

基于模型产汇流机理,分析对比水文模型适用性,建立考虑气候特征、下垫面条件和人类活动影响的流域水文模型识别的指标体系,并以辽宁东部各中小流域为研究对象进行实例研究。分析了研究区域的气候特征,将新安江模型、大伙房模型和TOPMODEL模型作为备选模型,利用主成分分析法确定流域面积/主河道长度、河道比降、森林覆盖率、地形指数和气候类型作为流域水文模型识别的输入指标,进而采用层次分析法识别适用于各研究流域洪水模拟的水文模型。洪水模拟结果表明:所建立的流域水文模型识别指标体系有代表性,所识别的水文模型可很好地反映流域的产汇流特性。     

水府庙水库入库洪水预报与应用

根据水府庙水库流域的水文特征，利用ＡＰＩ模型，新安江模型对水府庙水库入库洪水预报进行研究。     

太湖流域湖西山丘区小流域水文模型适用性研究

选取太湖流域湖西山丘区具有代表性的洛阳河流域,收集了2016—2017年的实测洪水资料,采用API水文模型、新安江模型和太湖流域水文模型进行洪水模拟,分析各模型的适用性和模拟精度。研究表明,各模型在洛阳河流域的适用性较好,均取得了良好的效果,其中新安江模型模拟精度总体优于API模型和太湖流域水文模型,为湖西山丘区其他小流域的洪水模拟提供了参考。     

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.     

基于贝叶斯理论的水文多模型预报

水文预报对于防洪、抗旱以及水资源调度等具有重要意义。水文预报通常依靠水文模型来完成,由于受到不同流域特点、产汇流机制等的限制,每个水文模型都具有各自的特点及适用区域。单一模型具有非常大的水文预报不确定性,为了解决单一模型局限性的问题,多模型水文预报常作为降低水文预报不确定性有效方法之一。选用三种常见的水文模型:时变增益水文模型、新安江模型和萨克拉门托模型,在珠江飞来峡流域进行分布式建模,采用相同的输入与初始场,三个模型独立进行模拟,然后对比三个模型的结果,并进行贝叶斯多模型加权平均和简单平均得到多模型平均结果,研究结果表明,贝叶斯模型处理后的结果要比单个模型模拟结果和简单平均处理后的结果准确率高。     

分布式单位线在新安江模型中的应用

将基于空间分布流速场的分布式单位线计算方法应用于新安江模型单元流域,并将其用于大坡岭流域。结果表明:在1971—2003年的37场洪水中,洪峰流量相对误差小于20%的有36场,峰现时间误差小于2 h的有35场,确定性系数大于0.7的有36场;洪峰流量相对误差平均值为6.85%,峰现时间误差平均值为0.63 h,确定性系数平均值为0.93。将分布式单位线分析方法用于新安江模型不但是可行的,而且模拟效果非常理想。     

新安江模型参数变化对流域降雨径流过程的影响分析

水文模型可以模拟自然流域的降雨径流过程,在降雨径流过程模拟中,水文模型参数的选择往往会影响模型对流域径流过程的模拟效果.针对新安江模型,以陕西黑河金盆水库流域为研究流域,分析新安江模型参数变化对模拟流域降雨径流过程的影响,以确定新安江模型参数的敏感程度,从而服务于研究流域的汛期水文预报参数修正.模拟结果表明:在研究流域新安江模型参数中KKSS、KKG、WLM、WDM、kg、k为敏感参数,对模拟流域降雨径流过程的影响较大;参数WUM、IMP、B、c、SM、EX为不敏感参数,对模拟流域降雨径流过程影响较小.     

泾洛渭河流域产汇流特性分析

利用流域水文模型和经验相关方法较深入地分析了泾洛渭河流域的降雨径流特性.初步论证结果表明:对于渭河流域,尤其是渭河以南发源于秦岭北麓的诸河流流域,新安江模型是适用的;对于泾河流域和北洛河流域,新安江模型基本上也是适用的;产流面积的变化是影响泾洛渭河流域产汇流规律的重要因素.     

新安江模型在嫩江流域洪水预报中应用

根据嫩江流域的地形和降雨特点,选用新安江降雨模型来建模,预报时段长达6h.文章详细介绍了建模的具体过程,模型结构、参数、以及参数的虑定等.通过新安江对嫩江流域洪水预报方案的编制,可以看出预报方案精度受多因素影响,但最基本的还是雨量资料.以河道汇流为主且区间雨量测站密度相对较大的预报站点,预报方案合格率相对较高.同时,通...     

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。     

阿克苏河源流径流模拟初探

观测困难、站点稀少、自然条件恶劣是高寒山区水文系统研究面临的基本问题。特殊的自然地理条件给水文过程研究带来了极大的复杂性,同时也阻碍了高寒山区水文过程和机理研究的发展。本文以阿克苏河源区库玛力克河流域为研究区,采用含融雪结构的新安江模型模拟该流域的径流过程;利用出山口径流数据对模型进行率定和检验。结果表明:含融雪结构的新安江模型能在水文、气象资料稀缺的条件下,模拟库玛力克河流域的日径流过程,并且与实际的径流过程具有较好的同步性,径流量相对误差15%以内,但精度还有待提高。为资料缺乏的高寒山区河流径流过程进一步研究提供参考。     

基于熵权的集对分析在水库移民后扶实施效果评价中的应用

通过实地调查、发放调查问卷、召开座谈会等形式获取新安江水库淳安县移民后期扶持实施监测评价数据,借鉴水库移民后期扶持资金使用效益评价指标体系的构建,选取后期扶持实施效果评价指标,应用集对分析对后扶实施效果进行评价。在确定各评价指标的权重时,将信息论中熵值理论引入该模型,运用信息熵所反映的监测评价数据的效用值计算各评价指标的权重。结果表明:新安江水库移民后期扶持政策实施效果总体上有效改善了移民村经济、社会和生态状况,评价结果与实际情况相符。     

遗传算法在水文预报中的应用

本文简要介绍了遗传算法的基本原理，利用该算法率定新安江模型的参数，并应用于江界河-思南区间的水文预报。结果表明，利用遗传算法率定水文模型参数直观、简便、适用性强，能较大的提高水文预报的效率和精度。     

多源降水信息在秦淮河流域洪水模拟中的应用

目前天气雷达测雨与卫星遥感降水具有高时空分辨率与大面积的覆盖范围等特点,为洪水模拟预报提供了新的数据支持,但此类降水产品的预报能力差别较大,因此需对其进行精度评估。结合地面雨量站观测数据,在中纬度秦淮河下游流域定量评估S波段雷达测雨和全球高分辨率卫星CMORPH,Era-Interim,GPM和TRMM(3B42V7)降水数据的精度,并采用三水源新安江模型对选定的3场洪水过程进行了模拟。结果表明:在洪水过程径流模拟中,S波段雷达测雨数据与4种卫星降水产品均具有较好的径流模拟适用性;除雨量站外,精确度最高为S波段雷达和GPM,是当前评估中最好的降水产品,径流模拟精度达到0.92以上,且两种降水产品的趋势一致,其次是TRMM(3B42V7),Era-Interim,CMORPH卫星降水数据。研究成果可为天气雷达与常用卫星遥感降水数据在流域洪水模拟的水文预报应用提供参考与借鉴。     

基于改进粒子群算法的坝体位移监控模型

在基本粒子群算法的基础上,提出了一种基于以e为底的指数函数的惯性权重策略的改进粒子群算法。将粒子群算法引入大坝安全监控领域,并结合坝体位移的多元回归统计模型,建立基于改进粒子群算法的大坝安全监控模型,并应用于新安江大坝的安全监测。实际应用表明,改进粒子群算法与最小二乘法、基本粒子群算法相比,预报结果精度较高且收敛速度较快。