数字高程模型与水文分析

数字高程模型实现水流方向的确定,流域汇流能力的分析,河网的提取,流域边界的确定和子流域的划分。通过数字高程模型提取出的流域信息与水文资料,能对流域水文信息有直观清晰的了解,对于流域的监测与治理、保护有重大意义。     

基于Geo-HMS和SWAT模型对山区小流域水文参数提取的适用性分析

以石梁河流域为研究区,利用Geo-HMS和SWAT水文模型水文分析模块对DEM(数字高程模型)处理,提取出流域的基础水文参数,比如:流域面积、河道长度、比降、子流域数量和面积等.研究结果表明,两种模型对流域面积、河长、流域形状系数的提取结果较为接近,但河道比降和几何特征值的差异性较大,其中Geo-HMS水文分析模块的相...     

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.     

GIS在三峡流域水文模拟中的应用

本文在三峡区间6个小流域上由人工率定了新安江模型参数，在地理信息系统平台上推求了流域地理地貌特征值。采用相关分析的方法，对自由水蓄水容量SM、地下水出流系数KG、壤中流出流系数KI、马斯京根法汇流系数X等模型参数和下垫面地形、地质、植被等特征值建立了相关关系。由相关关系和特征值采用反演的方法推求上述参数的反演值。经小流域模拟验证，相关关系是可靠的，在实际降雨径流模拟中能达到一定的精度。因此，由特征值反演参数的方法可移用于无资料地区，解决此类地区模型参数的率定问题。本文提出的方法已应用于长江三峡区间实时洪水预报中。     

水文模型WMS在流域降雨—径流模拟上的应用

WMS模型能基于DEM自动提取流域边界与河网,可以在河网上任意设置流域出口与定义子流域,并基于地形拓扑关系计算流域、子流域与河网的相关属性.采用WMS可以方便地组建集总式水文模型和分布式水文模型,通过与嵌入的多个模块联合,WMS可以进行流域的降雨-径流、水土保持效果评估、城市下水道布局、洪水预报等方面的研究.     

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。     

基于HYDRO1K的数字水文分析方法及实例

提出了采用USGS HYDRO1K 数字地形高程模型计算流域数字地形的方法，并运用Avenue脚本语言开发了计算流域数字地形参数的ArcView扩展软件，该软件可根据从USGS网址免疫下截的DEM计算河流线及子流域边界，流向，累积流，坡度和流长，按照提出的方法，应用所开发的软件，制作了长江支流清江流域的数字地形，得到了预期的结果。     

基于流溪河模型的连江流域洪水模拟

为了提高连江流域洪水预报的技术水平和精度,探讨流溪河模型在大流域洪水预报中应用的效果,该文采用SRTM和USGS的DEM数据,分别建立了连江流域洪水预报流溪河模型,采用1场实测洪水对模型参数进行了优选,并对2场实测洪水进行了模拟,发现流溪河模型可较好的模拟连江流域洪水过程。研究发现,采用空间分辨率为90 m的SRTM的DEM建立的流溪河模型计算量是以1000 m的USGS的DEM建立的模型的计算量的56倍,但两者洪水模拟的效果相当。     

分布式水文模型EasyDHM模型

介绍了自主开发的分布式水文模型EasyDHM的空间单元离散方式、主要理论模块及相应的模型软件系统MWEasyDHM。EasyDHM模型的空间离散采用自主开发的通用子流域划分算法,很大程度上扩展了分布式水文模型的通用性,支持多种产汇流算法,支持用户对主要产汇流参数的敏感性分析和参数优化,以优化模型模拟效果,开发了专门的洪水预报模块,支持洪水实时校正及多模型组合预报技术并在嫩江流域使用EasyDHM模型进行了应用验证。     

基于HEC-HMS模型的小流域水文模拟研究

本文将半分布式水文模型HEC-HMS应用到滁河的黄栗树子流域,对5场日径流过程进行模拟,分析HEC-HMS模型在小流域水文模拟上的适用性。结果表明:HEC-HMS模型计算功能强大,部分参数能直接反映流域的具体特性,预报的径流深均在许可误差范围内,具有较好的模拟效果,研究结果对中小河流等小流域应对突发洪水的“四预”智慧水利建设具有重要参考价值和借鉴意义。     

ArcGis 9.0中基于DEM的水文信息提取方法

文中详细介绍了ArcGis 9.0中的水文分析工具箱的使用方法,包括从原始DEM数据提取河网的步骤、应注意的问题,DEM数据的快速裁剪,不同精度DEM数据拼接的方法和技巧.     

基于志愿计算模式的分布式水文计算

志愿计算是通过使用很多由用户自愿提供的,数量庞大的空闲计算资源,来提供无限计算能力,以此满足科学计算的需要。文章介绍如何把这种非专用计算资源运用到分布式水文计算中,用分布式运算的方法来提高水文计算的效率和复杂度。并使用一个新型志愿计算系统XtremWeb来实现基于DEM的产流计算,从运行效率和时间上优于传统串行计算模式。分析并讨论了如何把资源共享的计算模式用于更多水信息科学的计算和研究。     

基于水文应用的多源数字高程模型精度分析

天空地监测技术的迅速发展使得可免费获取的地形数据越来越多,而不同地形数据的精度和现势性制约着水文科学的创新和发展。收集目前可免费获取的数字高程模型,基于分辨率、现势性、覆盖范围等属性筛选出SRTM、ASTER2 GDEM和ALOS World 3D三类数据源为研究对象,针对不同地形地貌区,计算分析与水文密切相关的DEM衍生特征的精度,进而提出不同数字高程模型在水文应用中的适用范围。经分析:各DEM在地势起伏大的区域,地形宏观描述基本一致;地势起伏小的区域,Aster2 DEM与其他三种DEM存在差异;在中小河流洪水预报的经验模型中,根据资料情况利用任何一种数字高程模型提取流域参数均可,不作为影响模型精度的重要指标。在地势起伏大的地区,除SRTM外各DEM对水系形态的描述精度较高;地势起伏小的地区,除ALOS world 3D能准确描述河口区域水系结构关系外,其余DEM均不能准确描述河口区域水系形态;分布式水文模型的产汇流分析、水文通视性分析等建议使用ALOS world 3D。     

流域水文时空数据模型初探

简要分析流域水文过程模拟方法;在面向对象的GIS水文数据模型的基础上,讨论了水文时空数据模型的时间域表达概念和方式;应用水文时空数据模型显示降雨数据的时空变化过程。     

水文模型中植被截留计算的误差分析

在众多植被截留模型中,针对场次降雨建立的概念性指数模型由于具有一定的物理基础,且参数通过常规观测资料即可确定,在构建物理性流域水文模型时被广泛采用。但在水文模型的应用中,计算是逐时段进行的,这造成模型计算时段和适用时段之间的不匹配,是植被截留计算误差的原因之一。分析表明,无论在一个计算时段内有多个降雨过程发生,还是一场降雨过程被划分为多个计算时段,逐时段计算均将过高估计植被截留量。     

论流域水文模型

论述了流域水文模型结构和参数的水文学基础、物理上的耦合关系,以及集总式流域水文模型与分布式流域水文模型的本质区别,讨论了2种模型解算方法的特点,以及在参数率定中产生异参同效的原因和减少异参同效影响的措施;提出了一个比较客观的模型验证和相互比较的方法。     

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。     

分布式水文模型在短期水文预报中应用的可行性探讨

针对目前基于物理机制的分布式水文模型在短期水文预报业务中尚未推广应用的事实,论证了分布式水文模型在短期水文预报中的可行性.以第二类分布式水文模型SWAT为例,分析了水文过程的模拟原理、方法和基本步骤,提出了其在短期水文预报中应用所需的降水预报技术、降水数据的空间展布技术、“3S”技术、流域坡面离散技术、对人工侧支水循环的处理技术等关键技术,并指出了分布式水文模型应用于短期水文预报时存在输入资料不足、模型自身缺陷、计算精度和效率的权衡等局限性和不足,提出需要进一步加强水循环过程的机理研究,加强与气象模型的耦合研究及对“3S”技术的应用研究.     

大尺度分布式水文模型VIC在嘉陵江流域径流模拟中的应用

大尺度分布式流域水文模型是目前评价流域环境变化的重要工具,以嘉陵江流域为研究对象,构建了嘉陵江流域大尺度分布式VIC模型(Variable Infiltration Capacity,VIC model),利用Maryland大学的全球1 km×1 km土地覆盖数据,同时参考LDAS(Land Data Assimilation System)成果,建立了嘉陵江流域VIC模型的参数库,通过4个水文站以上流域的水文模拟试验,结果表明建立的VIC模型能有效地模拟嘉陵江流域各典型站的日、月径流过程,模拟的水量平衡误差在5%以内,日径流过程模拟的确定性系数均在70%以上,月径流过程模拟的确定性系数超过90%。该模型可以用来分析环境变化对嘉陵江流域水资源及洪水过程的影响。     

基于数字高程模型的河网提取及子流域生成

提出新的从DEM直接提取河网与划分子流域的方法(AEDNM)。该方法与以往方法的不同之处在于不再对DEM进行填洼处理,而是结合图论与水文学的思想,从流域的出口直接向上游搜索,通过图的遍历来确定流向,使全流域形成一个有向无环图,这样提取的河网可以保证是连续的,同实际河网误差很小。根据河网划分的子流域大小也基本均匀,能够满足水文模型模拟的需求。经过黄河、泾河与白河流域的算例验证,表明该法简单可行。