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。     

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。     

改进的新安江模型多目标参数优化 ——以临涣集流域为例

平原灌区水文过程受人类开采灌溉影响较大,地表水与地下水物质能量交换频繁,单目标率定方法难以同时有效模拟该区流量和地下水埋深过程。对此,在新安江模型基础上加入地下水蓄水库,构建地表-地下水耦合模型,建立包含流量与地下水埋深信息的多目标函数。采用MCAT分析流量和埋深单目标以及多目标下的参数敏感性,用SCE-UA算法率定遴选出的敏感参数,比较单目标和多目标率定结果。结果表明,该多目标参数优化方法显著提高了工作效率,解决了单目标率定中无法同时达到流量与地下水埋深过程模拟高精度的问题。模型在临涣集流域的耦合模拟中取得较好效果,为平原灌区地表水与地下水动态模拟和水资源评价提供参考。     

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.     

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.     

RESEARCH ON HYDRODYNAMIC AND WATER QUALITY MODEL FOR TIDAL RIVER NETWORKS

1 .　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＰｌａｉｎｒｉｖｅｒｎｅｔｗｏｒｋａｒｅａｉｓａｌｗａｙｓｔｈｅｒｅｇｉｏｎｗｉｔｈｌｏｗｅｒｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ ,ｈｉｇｈｄｅｖｅｌｏｐｅｄｃｉｔｉｅｓａｎｄｌａｒｇｅｑｕａｎｔｉｔｙｏｆｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ ,ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｓｏｍａｎｙｌａｋｅｓ,ｒｉｖｅｒｎｅｔｗｏｒｋｓ.Ｔｈｉｓｋｉｎｄｏｆａｒｅａｉｓｓｔｒｏｎｇｌｙｉｎｆｌｕ ｅｎｃｅｄｂｙｔｉｄａｌ,ａｎｄｆｌｏｏｄｏｃｃｕｒｓｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙ .Ｈｙｄｒｏｄｙ ｎａｍｉｃｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｔｉｄａｌ…     

怀沙河流域水文情势模拟与分析

怀沙河是北台上水库入库河流,作为北京市应急水源,其水文情势对首都供水保障有重要影响。运用NAM模型构建了怀沙河降雨-径流过程模型,对模型参数进行了率定,模拟结果和实测流量过程能够较好的吻合,模拟精度纳西效率系数为0.642。利用该模型对怀沙河流域局地暴雨洪水过程及洪水的淹没分布情况进行分析后认为,流域出口处的最大流量是30.8m3/s,与西沟水文站观测的最大流量31.0m3/s比较接近。     

Terrestrial hydrological features of the Pearl River basin in South China

This paper presents the terrestrial hydrological features of the Pearl River basin in South China by using a macro-scale hydrological model, the Variable Infiltration Capacity (VIC) model, and a routing scheme. Without calibration, the VIC model is used to simulate streamflow, evapotranspiration and soil moisture change at a daily time step for the period 1951–2000. After aggregation of daily output, it is observed that the VIC streamflow simulation is comparable to the observation at a month step. Moreover, from the model simulation, the study reveals that the monthly soil moisture change varies dynamically for maintaining the basin water balance, and both of the streamflow and evapotranspiration are dominant hydrological processes over the basin. With the routing scheme, the hydrological simulation from the VIC model is investigated at a daily step. It is observed that the scheme can improve the simulation of the timings and magnitudes of the daily streamflow peaks significantly, and the temporal scale of the influence of the routing on the streamflow simulation is less than 2–3 weeks in the Pearl River basin.     

HBV模型在逊毕拉河流域的适用性研究

流域水文模型是水资源评价和管理的重要工具之一,以我国北方的逊毕拉河流域为研究对象,评估了HBV模型在不同资料条件下的区域适用性。结果表明:HBV模型对逊毕拉河流域模拟效果总体较好,Nash系数多在0.6以上;雨量资料的质量对水文模拟效果具有较大的影响,在雨量资料较为充分的条件下模拟效果更好,Nash效率系数超过0.8(吴家堡站);HBV可以较好地适用于资料较好的我国北方寒冷地区进行环境变化影响评估等方面的研究。     

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。     

基于洪水分级的两江电站洪水预报方案研究

本文以两江电站为研究对象,针对传统洪水预报方案中没有考虑洪水分级的问题,将洪水分为大、中、小3个等级,编制了基于洪水分级的洪水预报方案。方案中,以泰森多边形对流域进行分块,预报模型采用三水源新安江模型和实时校证算法;采用人工经验与粒子群算法结合的方法,利用2000—2015年的资料,率定了不同类型洪水的模型参数。采用2016年洪水资料对预报模型和实时校正算法进行了验证。结果表明,本文洪水预报方案优于洪水不分级方案,率定出的模型参数适合不同等级的洪水,采用的实时校正算法可以提高预报精度。     

Cascade Dam-Induced Hydrological Disturbance and Environmental Impact in the Upper Stream of the Yellow River

The construction of a dam converts the natural streamflow to human control. It is necessary to learn the accumulated effect of cascade dams on hydrological characteristics, sediment and nutrient pollution discharge. The current research describes the analysis and simulation of streamflow, sand concentration and nutrient pollutant discharge alterations caused by the construction of a cascade of eight dams along the Longliu section of the upper stream of the Yellow River. The analysis shows that the maximum monthly streamflow difference between the inlet and outlet of the Longliu section decreased from 430 to 115 m³/s, after the appearance of the cascade dams between 1977 and 2006. In the same period, the correlation coefficient (R ²) of monthly streamflow between the inlet and outlet of Longliu dropped from 0.959 to 0.375. The peak of streamflow shifted from June to May and October. The difference in sand concentration between two sections decreased from 0.52 to 0.39 kg/m³, which was the direct consequence of the operation of the reservoirs. The R ² value of sand concentrations of the inlet and outlet were also reduced from 0.504 to 0.356. A t-test analysis indicates that the original hydrological nature was significantly disturbed by the cascade dams. The influence of the dams on nutrient pollutant transport was simulated by the SWAT model. This simulation suggests that the cascade dams decreased the discharge of total nitrogen and total phosphorus from 15.4 × 10³ t and 1,996 t to 0.4 × 10³ t and 328 t, respectively. In conclusion, the accumulated impact of cascade dams on streamflow, sand concentration and nutrient pollutant discharge were analyzed, which were helpful for understanding the environmental features of the entire watershed.     

Characteristics of Rainfall, Snowmelt and Runoff in the Headwater Region of the Main River Watershed in Germany

In the headwater region of the Main River watershed in Germany, floods resulted from rain-on-snow events often occur in winter. Data of long-term observations at 16 gauging stations and 11 climate stations are available. Using these data, the objective of this paper is to study the characteristics of precipitation including snow depth and snow water equivalent (SWE). The importance of rainfall on the snow melt process has been assessed. Statistical analysis and trend analysis of extreme precipitation, snow depth, SWE and river discharges have been carried out. Through introducing equivalent precipitation depth from snowmelt with rainfall as a new variable, the simultaneous occurrence of snowmelt and rain-on-snow has been assessed; the characteristics of runoff including peak discharge caused by rain-on-snow have been investigated. The major climatic feature was found to be a precipitation, which as maximum in summer; and the major hydrological feature was a discharge, which was maximum in winter. By using two different models, the Unit Hydrographs at some gauging stations have been determined and compared.     

降水预报产品在不同水文气象分区中小流域的 适应性评估

以位于不同水文气象分区的屯溪流域和绥德流域为研究对象,选取 TIGGE(THORPEX?Interactive?Garnd Global?Ensemble) 数 据 集 中 NCEP（ National?Centers?for?Environmental?Prediction） 、 ECMWF（ European?Centre?for Medium-range?Weather?Forecasts）、CMA（China?Meteorological?Administration）3 种预报产品的 2010—2015 年控制 预 报 数 据 , 基 于 分 位 数 映 射 法 中的 QUANT（ non-parametric ?quantile ?mapping ?using ?empirical ?quantiles） 法 和 RQUANT（non-parametric?quantile?mapping?using?robust?empirical?quantiles）法进行预报降雨修正,并采用多分类预报 检验、连续型预报检验和概率型预报检验等方法,对不同水文气象分区、不同预报产品和不同修正方法进行比较 与适用性分析;同时,以屯溪流域实测降雨为例,通过增加噪声项对降雨重采样,基于新安江模型分析降雨不确定 性对水文模拟结果的影响。结果表明：在研究流域,所选的预报产品对无雨和小雨期的预报精度都较高,但随着 降雨量的增加,各产品的预报能力均出现较为明显的下降。多分类和连续型检验表明绥德流域的降雨预报效果 更佳,NCEP 和 ECMWF 在研究流域的整体预报精度较高,CMA 的整体预报精度在研究流域略低于其他产品。各 产品在修正后大部分检验指标预报精度提高,其中：ECMWF 在绥德流域修正后预报精度最高,对两种修正方法都 有很好的适用性;在屯溪流域,NCEP 和 ECMWF 在不同修正方法后各指标预报精度各有高低,CMA 在修正后仅 在大雨量级的 TS 评分预报精度高于其他产品。降雨的不确定性会对水文模拟产生消极影响,并导致参数的不确 定性和水文模拟精度的下降。     

基于月水量平衡模型的年径流模拟方法设计及应用

为了实现长时段径流的准确模拟,基于abcd、TWBM、VWBM和DWBM四个月水量平衡模型的结构框架,设计了一组年径流模拟方法.其基本思路为:以L(L为12的约数)个月的累积实测降水量和潜在蒸散发量作为模型输入,通过模型模拟首先得到相应时长的累积模拟径流量,然后每个时长12/L顺次分段相加得到相应模拟年径流量.设计的年...     

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.     

分布式水文模型在人类活动剧烈地区的应用

以SWAT模型为基础对鞍山市南沙河流域进行了水文模拟。研究表明,研究方法对解决水文资料的一致性问题及改善模型在人类活动影响剧烈地区的应用具有较好的效果,但模型构建基于单一的土地利用图,不能有效表征下垫面变化对流域水文特性的影响,可能为模型在下垫面变化快速地区的应用带来一定的问题。     

Simulating streamflow and water table depth with a coupled hydrological model

A coupled model integrating MODFLOW and TOPNET with the models interacting through the exchange of recharge and baseflow and river-aquifer interactions was developed and applied to the Big Darby Watershed in Ohio,USA.Calibration and validation results show that there is generally good agreement between measured streamflow and simulated results from the coupled model.At two gauging stations,average goodness of fit(R2),percent bias(PB),and Nash Sutcliffe efficiency(ENS)values of 0.83,11.15%,and 0.83,respectively,were obtained for simulation of streamflow during calibration,and values of 0.84,8.75%,and 0.85,respectively,were obtained for validation.The simulated water table depths yielded average R2 values of 0.77and 0.76 for calibration and validation,respectively.The good match between measured and simulated streamflows and water table depths demonstrates that the model is capable of adequately simulating streamflows and water table depths in the watershed and also capturing the influence of spatial and temporal variation in recharge.