DEM分辨率对喀什河流域径流模拟精度的影响

为合理地研究资料匮乏的高寒山区水文规律、提高融雪径流模拟的精度,以地形复杂且站点稀少的喀什河流域为例,基于DEM不同分辨率（30 m×30 m、90 m×90 m、200 m×200 m、400 m×400 m、600 m×600 m和1 000 m×1 000 m）构建了SWAT模型,探讨了不同分辨率DEM的差异性及DEM分辨率对河流径流模拟精度的影响。结果表明,随着DEM分辨率的降低,流域地形变缓,流域总面积、高程区间及平均坡度逐渐减小,进而影响到径流模拟的结果;随着DEM分辨率的降低,模型整个模拟期的Nash-Sutcliffe效率系数大致呈逐渐减小趋势,相对误差大致呈逐渐增大趋势,说明低精度的DEM所带来的误差,会导致径流峰值降低,洪峰衰减,从而使模拟出的径流量和实测径流值存在偏差,因此喀什河流域最优的DEM分辨率为90 m×90 m。     

基于Caflood的济南城区雨洪淹没模拟

为快速准确模拟城市洪水淹没并分析其时空演化规律,基于元胞自动机洪水模拟软件Caflood建立济南城区二维洪水淹没模型,并对济南城区雨洪淹没进行模拟。利用5次代表性雨洪数据率定模型并通过3次代表性雨洪数据验证该模型;同时为分析不同地形复杂度下的模拟效果及效率,采取不同分辨率DEM数据对20170718特大暴雨进行模拟,并对不同分辨率的模拟结果与MIKE21模拟结果进行对比分析。结果表明,模型率定及验证结果平均误差为0.02m;20170718特大暴雨模拟图形化显示结果基本符合实际淹没情形;选取22个实测点,以10m分辨率DEM作为模型输入的Caflood模拟最大水深平均误差为0.21m,30m分辨率的模拟平均误差为0.33m,但30m分辨率DEM运行时间仅为10m分辨率DEM的1/15,而MIKE21模拟的平均误差为0.27m。由此可见该模型运行可靠、精度较高、能较好地反映洪水的运动特性,与其他分布式雨洪模型相比具有计算时间短、建模条件较低且适应性较好的特点,更适合城市洪水预警与应急预案。研究成果可为城市雨洪模拟与预报提供参考。     

基于SWAT模型的白莲河流域径流模拟研究

以湖北省白莲河流域为研究区,探讨了SWAT模型在中小流域尺度的径流模拟中的适用性,利用白莲河流域的水文气象数据、DEM数据、土壤类型和土地利用等资料建立了白莲河流域的SWAT模型,并选用1995~1999年汛期(4~10月)为模型参数的率定期、2002~2004年汛期(4~10月)为模型参数的检验期.模拟结果表明;SWAT模型基本能反映白莲河流域的日径流水文过程,具有一定的适用性,为研究水资源提供了科学依据.     

基于SWAT模型的呼玛河流域径流对气候变化的水文响应

呼玛河流域降水及冰雪融水的补给对于黑龙江干流径流量变化影响巨大,而气候变化是影响呼玛河降水及冰雪融水的一个重要因子。因此,通过收集呼玛河流域呼玛、新林、塔河、呼中气象站及呼玛桥水文站的数据,结合DEM数据、土地利用数据及土壤数据,构建适用于呼玛河流域的SWAT径流模型并进行月径流模拟,同时通过天气发生器设定温度与降水梯度,研究呼玛河流域径流对气候变化的响应。结果表明,SWAT模型在呼玛河流域具有良好的适应性,率定期及验证期的决定系数R²、纳什系数N_NSE均达到了模型的评价标准;呼玛河流域径流对降水变化的敏感性远高于气温,降水是该流域径流变化的主要控制因子。     

基于DEM的乌江流域中游遵义段岩溶区域小流域提取阈值分析

近年来岩溶地区开展水土保持和石漠化防治工作均以小流域为单元,为此,选取乌江流域中游遵义段为例,以30 m分辨DEM数据,通过ArcGIS中的Hydrology水文模型工具,探讨了岩溶地区以30 m分辨DEM数据通过设定合理阈值快速提取河流域与小流域,以地形图提取河流与划分的小流域进行验证.结果表明,随着设定阈值的增大小...     

基于地貌单位线汇流的新安江模型在洛阳河流域中的应用

针对无资料地区的洪水预报和设计洪水计算常受到降雨流量等资料制约的问题，以洛阳河流域无资料地区为例，通过DEM数据提取洛阳河流域霍顿地貌参数，计算洛阳河流域地貌单位线，从而建立起流域汇流与地貌参数之间的响应关系，并采用三层蒸散发和蓄满产流模型，构建基于地貌单位线汇流的新安江模型，同时结合遗传算法和客观优选法思路对洛阳河流域洪水进行模拟演算，并与传统的新安江模型结果进行对比分析。结果表明，基于地貌单位线汇流的新安江模型能取得较理想的模拟结果，可为中小河流无资料地区的水文分析计算提供可靠的技术支撑。     

SWAT模型在黄鸭河流域径流模拟中的应用研究

采用SWAT模型模拟黄鸭河流域的逐日径流过程,并分析了模型主要参数的敏感性,基于李青店水文站的实测流量资料分别对比了月径流和日径流模拟结果.结果表明,模拟值与实测值的线性回归系数(R2)和Nash Sutcliffe模型效率系数(Ens)均高于0.7,模拟效果较好,SWAT模型可用于该地区水资源过程模拟.     

不同分辨率DEM的信息熵评价及其对径流模拟的影响

引用信息熵对不同分辨率DEM的信息量进行分析，对影响水文模拟的两个重要参数——径流路径和汇流平均坡度对DEM信息熵的敏感性进行评价，并在同一组模型参数下对DEM分辨率变化对径流模拟的影响进行分析，研究结果表明：径流总量、洪峰、水文响应时间对DEM分辨率的变化是非常敏感的。随着DEM分辨率的降低径流量减少，洪峰衰减，水文响应时间提前。     

改进的分布式水文模型在渭河流域的适用性分析

将具有物理机制的Green-Ampt下渗曲线引入到基于数字高程模型(DEM)的分布式水文模型(DDRM)中,在DDRM的栅格结构中增加了超渗产流模块,实现了对DDRM模型的改进。将原模型、改进的模型和新安江模型在渭河流域进行应用和验证,探讨了DDRM模型在半干旱半湿润地区的适用性,即采用渭河流域1km×1km的DEM提取流域特征信息并划分子流域,并以子流域作为空间分解单元,借助多线程并行化计算提高了模型计算效率。从Nash-Sutcliffe效率系数、径流深相对误差角度对模拟结果进行比较分析,表明改进的DDRM模型模拟效果优于原模型;改进的DDRM模型径流深相对误差小于新安江模型,但NashSutcliffe效率系数略低于新安江模型;且由于产流机制的改变,改进前后模型模拟的两种水文要素分布也呈现出一定的差异。     

基于SWAT模型的岚河流域径流模拟

为探索SWAT模型在干旱半干旱地区径流模拟中的适用性,以岚河流域为例,应用SWAT模型对该流域年、月径流进行了模拟研究,选取1971~1987年的水文气象数据,结合GIS、RS、DEM技术选择径流曲线法（SCS）、蒸散发Penman-Monteith法、河道演算Variable storage法模拟流域分布式径流过程。结果表明,率定期与验证期的决定系数R2和Nash效率系数Ens分别在0.73~0.93和0.69~0.75之间,较好地反映了岚河流域的年、月径流水文过程,模型适用性较好,可为当地水资源评价、开发利用和优化配置提供技术支持。     

基于斜率单变点法的小理河流域退水规律分析

基于小理河流域1959～2010年实测洪水数据,采用斜率单变点法确定C点,在此基础上利用相邻时段流量相关法、线性水库模型、指数模型及非线性模型对该流域次洪退水段进行分析模拟.结果 表明,基于斜率单变点法推求次洪地面径流终止点C基础上所得小理河流域次洪地下径流占比具有增大趋势;由相邻时段流量相关法得到变化期(1978～2...     

基于地区线性矩法的大汶河流域极值降雨频率分析

以山东省大汶河流域为例，采用M-K检验法对6、12、24 h和3 d的年极值降雨资料进行一致性分析，在此基础上，采用地区线性矩法推求站点暴雨设计值，将区域设计值结果与单站线性矩法结果进行对比分析，并绘制了大汶河流域50年一遇暴雨设计值的空间分布图。结果表明，可将大汶河流域划分为3个水文气象一致区，最优分布线型以广义极值分布(GEV)为主；单站线性矩法与地区线性矩法结果的差距(平均绝对相对误差)随样本系列长度的增加而减小，且重现期越大差距越大；大汶河流域暴雨设计值的空间分布不均，但各时段分布态势基本相似。     

不同水文模型在老哈河流域的应用与比较

为研究不同水文模型在半湿润半干旱地区老哈河流域上的适用性,分别选取老哈河流域的西泉、初头朗两个子流域1970～2003年的实测资料,应用新安江模型和垂向混合产流模型进行模拟计算,并对比分析其模拟结果.结果表明,在西泉和初头朗流域,垂向混合产流模型的模拟精度总体上均高于新安江模型;垂向混合产流模型更适用于初头朗流域.     

无定河流域土地利用状况的预测

在无定河流域现有的1990、1995和2000年3期土地利用状况数据基础上进行一阶马尔科夫链模型插值,得到1990～2000年共11期土地利用状况资料.通过一阶马尔科夫链优化模型和灰色理论GM(1,1)模型对未来土地利用状况进行预测分析.结果表明:两种方法率定期数据和实测数据相对误差均在10%以内,结果可靠,方法合理;两种模型预测结果都与无定河流域实际趋势一致,效果良好,都可作为无定河流域未来土地利用状况预测的结果.     

变化环境下水文模型在洛阳河流域中的应用

为了提高通胜山丘区来水模拟精度,解决通胜地区防洪安全问题,分析了洛阳河流域下垫面土地利用类型,并基于遗传算法构建水文模型进行洪水模拟。结果表明,近20年来,在现有气候、下垫面等变化环境下,洛阳河流域下垫面不同土地类型面积变化较大,快速城镇化使得旱地明显减少,水田增加11%,水面基本保持不变,水文模型参数也在发生动态变化,新水文参数与原始水文参数相差较大,前者模拟结果在径流深、洪峰、峰现时间、确定性系数4个方面均明显优于后者,可见基于遗传算法优化的水文模型参数能较好地反映现状下垫面水文情景。     

基于地形图高程点的流域水系提取精度研究

针对基于地形图高程点生成DEM法提取的模拟河网同实际河网存在着差异甚至错误的问题,分析了TIN数据范围、高程点密度及DEM采样精度三个影响因素对水系提取精度的影响、影响程度大小、原因及修正方法。以深圳坪山河为例,通过设置不同的情景提取模拟河网,并同实际水系进行对比,定性评价各因素的影响、误差来源及修正方法。结果表明,TIN数据范围影响着整体河流的准确性,高程点密度及DEM采样精度影响着局部河流的准确性;TIN数据范围的影响来源于DEM插值高程的异常,可通过裁剪数据边界加以消除;高程点密度和DEM采样精度的影响来源于高程的局部高估,部分高估区域可通过对比不同情景下的模拟河网不一致区域得出,其他部分高估区域则需借助额外的水系信息加以判别。     

计算域尺寸对风力机翼型数值模拟的影响

计算域尺寸的选取对风力机翼型数值模拟至关重要,文章通过建立13种不同尺寸的计算域模型,采用雷诺时均N-S方程和SST k-ω湍流模型,在雷诺数为3×106的条件下,分析不同计算域尺寸对NACA63-418翼型升力系数、阻力系数、压强系数和流场分布规律的影响。计算结果与实验结果的对比表明,风力机翼型数值模拟的计算域最小尺寸推荐为距离翼型前缘14倍弦长,距离翼型后缘27倍弦长,距离两侧边界15倍弦长。     

基于HEC-RAS和GIS的小东川河流域沿河村落山洪淹没范围确定

模拟预测山西省吕梁市小东川河流域的山洪淹没范围,可为山区小流域防洪减灾、水利工程建设、山洪预警和人员转移等方面提供理论依据。利用河流分析系统(HEC-RAS)模型计算山洪水位—流量关系,并与GIS相结合绘制出洪泛区范围,最终实现吕梁市小东川河流域五年一遇、二十年一遇和百年一遇的洪水淹没范围的二维可视化。模拟结果表明,该模型操作便捷,模拟效果较好,模拟结果满足防洪规划要求,为山区小流域山洪评价提供了新方法。     

基于HEC-HMS的西南山区中小河流洪水预报研究

针对目前中小河流洪水预报难度较大、预报精度偏低的问题,以西南山区荥经河流域为例,基于HECHMS构建了荥经河流域分布式水文模型,以2009~2018年23场洪水进行参数率定,4场洪水进行模型验证。通过参数敏感性分析和有效率定,模拟的洪水过程与实测洪水过程吻合较好,其中模拟洪峰流量平均误差为6.81%,平均纳什效率系数为0.84。可见构建的HEC-HMS洪水预报模型对荥经河流域有很好的模拟效果,可为西南山区其他中小河流的洪水预报提供借鉴和参考。     

基于HEC-HMS模型的西南地区典型中小河流洪水预报研究

针对中小河流域洪水目前预报难度较大且精度偏低的问题,采用HEC-HMS模型预报了西南地区典型中小河流——寿溪河洪水情况,并采用SCS曲线法、SCS单位线法及初损后损法、斯奈德单位线法两组组合方案分析了地表径流过程,参数敏感性及模拟结果分析对比表明,在寿溪河SCS曲线法、SCS单位线法模拟效果较好。