SCS-CN模型在小流域产流计算中的应用

山洪灾害的发生与流域产流特性密切相关,科学准确预测流域径流对山洪预警具有重要意义。SCS-CN模型因其计算过程简单、所需参数较少而广泛应用于小流域径流估算,径流曲线数CN和初损率λ是SCS-CN模型中的两个主要参数。选取沂源县为研究区,运用ArcGIS软件计算沂源县24个小流域的CN值,并根据实测降雨径流资料优化初损率λ,确定适用于高村河小流域的初损率λ为0.13,其模型效率系数E为0.789 7,研究得出的径流曲线数和初损率取值可用于沂源县小流域的地表径流预测。     

SCS-CN模型改进及其径流预测

黄土高原的土壤侵蚀与水土流失程度都很严重,对其进行水土流失的预报有着重要的生态意义和经济意义。利用SCS-CN(soil conservation service curve number)模型进行地表产流预测。针对黄土高原特定的气候及下垫面条件,以陕西省榆林市绥德韭园沟典型小流域为研究区域,借助韭园沟流域次降雨径流资料,优化影响降水产流关系的相应参数(初损率和降雨强度)。结果表明:①使用反算法来优化初损率,确定初损率为0.075,模型效率系数为0.208;②使用MATLAB结合粒子群算法来进一步优化初损率,确定初损率为0.13,模型效率系数为0.504,相比于反算法提高了142%,模型预报精度得到了很大提高;③在黄土丘陵沟壑区引入雨强因子修正降雨量函数,改进后模型效率系数为0.652,确定性系数为0.753,利用雨强修正函数后的SCS模型相比于标准SCS模型,确定性系数和模型效率系数分别提高了101%和534%。通过预测流域径流深与实测流域径流深的比较,模型模拟精度较为理想,可用于黄土高原不同小流域场次降雨的产流预报。     

初绿化屋顶对雨水截留作用研究

屋顶绿化是管理城市雨水的手段之一。通过对比监测模拟初绿化小区(绿化层结构为SBS防水层+3cm碎砖泄水层+4cm人工基材层+景天植被层)和本地区流行的常规屋面小区,在2012年1年内对所有降雨的截留量和在两次暴雨下的径流分钟流量,研究了华中地区气候条件下初绿化屋顶对屋面径流的截留作用和对单次降雨径流过程影响。结果表明,相对于常规屋面,初绿化屋面能通过截留更多雨水而减少屋面径流量,全年比常规屋面减少屋面径流量176.4mm(占年降雨量的23%);初绿化屋顶对强降雨截留作用比对弱降雨小,对超强降雨的截留作用有限;降雨前基材含水量越低,初绿化屋顶截留效果越好;初绿化屋顶对持续时间长的降雨有更大的截留能力。两次暴雨径流过程观测表明,相对于常规屋面,即使绿化基材含水饱和,初绿化屋顶也可以滞留雨水,延迟径流产生,延长径流时间,降低径流洪峰和减少径流总量。     

富尔江引水工程受水区水量配置分析

文中以富尔江引水工程受水区水量配置为主要研究目的。基于2011—2015年富尔江引水工程引水量和引水工程受水区水库、电站和水文站降雨径流及沿线城市工农业生活用水数据,通过水量平衡法和降雨径流法,研究受水区城市生活及工业用水、农业用水、损耗水量,最终汇入大伙房水库的水量以及富尔江引水工程,引水量占用水量的比例。     

济宁市山丘区小流域山洪预报方案探讨

正一、引言按照水文气象资料条件,山东省济宁市山洪灾害防治区小流域可以分为三类:(1)有详细资料小流域;(2)无资料小流域;(3)有短系列降雨资料小流域。其中有详细历史雨洪资料小流域数量极少,多数是无资料和有较短系列降雨资料小流域,且短系列资料也多数是新建站点,积累的降雨场次资料相对较少。可应用于济宁市山丘区小流域山洪预报的方法,产流方案有降雨径流相关图、初损后损法,汇流方案有推理公式法、瞬时单位线法和经验公式法     

瞬时单位线法推求雨水管网入流流量过程线的研究

本文根据北京百万庄实测降雨径流资料和瞬时单位线理论,推求出雨水管网雨水口流域瞬时单位线参数N和K.从而可以根据实测降雨资料或合成模式降雨资料和相应的扣损方法计算雨水口流域地表径流流量过程线,为真实地模拟城市暴雨径流过程提供了一种可行的方法.     

芜湖市中心城区初雨径流面源污染控制能力研究

为了给城市水环境治理提供合理的依据,对芜湖中心城区道路、公共建筑、绿地、城区居住区、工业企业、码头等6类典型下垫面初雨径流中的COD、氨氮、总磷、总氮4项水质指标进行了监测与分析,研究了截留初雨径流对面源污染的控制能力。结果表明:4～8 mm降雨的径流量占年径流总量的25.74%～43.34%,截留4～8mm降雨径流进入污水处理厂,分别可控制径流面源污染负荷COD 50.94%～63.82%、氨氮45.80%～60.93%、总磷42.69%～56.34%、总氮43.78%～56.16%。研究认为:芜湖地区控制6 mm降雨径流纳入污水厂处理规模中,将有效减少初雨径流带来的污染负荷,提升城区水环境质量。     

山区性河流洪水预报方案初探

山区性河流洪水预报方案建立的难点在于洪水汇集速度快、预见期短等。本次分析以金沙江支流大汶溪新华水文站为控制站，分别采用水箱模型、产汇流模型（初损后渗）、降雨径流关系等方法进行了产、汇流分析，并在此基础上建立该站洪水预报方案。     

苏州城区不同功能区地表径流污染特征

以苏州城区为例,在多雨季节对商业区、工业区、居民区三大功能区的降雨径流水质进行了6次采样监测,发现不同功能区地表径流水质差异较大,前10min初雨径流中各功能区COD、TN、NH4+-N、SS及工业区TP的平均浓度均劣于Ⅴ类水质标准。另外商业区初雨径流中COD、SS、TN、NH4+-N浓度均高于其他功能区,工业区初雨径流中TP浓度高于商业区和居民区。随着降雨历时的延长,降雨径流中主要污染物浓度均逐渐下降并趋于稳定。     

近60年东江流域降雨径流特性分析

根据东江水量调度工作需要,以1956—2015年资料为基础,采用Mann-Kendall、小波分析等方法,分片区、分时段对流域降雨径流的趋势和周期等特性进行了分析。研究结果表明:近60 a东江流域年降雨径流趋势总体平稳,有8a左右的显著周期;汛期降雨径流特性与年降雨径流基本一致;枯水期降雨径流特性受人类活动影响显著,降雨有32 a左右显著周期,径流从20世纪60年代初开始至今有显著增加趋势;各片区降雨径流特性总体一致,受地理位置和空间尺度因素影响局部有差异;近10 a实施以防洪供水为主的调度后,流域降雨径流特性未有显著变化。     

SCS-CN模型在济南市南部山区径流估算中的优化应用

济南市南部山区崮山流域地处我国北方土石山地丘陵区,以水力侵蚀为主的土壤侵蚀现象严重且生态环境脆弱,径流预测是水土保持监测和预报的重要基础,精度较高的的径流计算模型可以为济南市南部山区更好地开展水土保持工作提供技术支撑与数据基础。根据径流曲线模型(SCS-CN)原理和崮山流域内5个雨量站、1个水文站近10年的实测降雨、径流资料,借助ArcGIS平台利用优度拟合统计分析法及Nash-Sutcliffe效率系数验证法对模型参数初损率(λ)和径流曲线数(CN)进行了优化检验,结果表明：参数优化后的模型精确度较高(实测值与计算值分析结果为回归直线斜率K=0.905 8、确定系数R²=0.812 7、纳什效率系数E_NS=0.796 9)可以更好地适用于崮山流域径流测算;对2019年崮山流域29次侵蚀性降雨进行降雨产流估算,并累加计算得流域年径流量为0.53亿m³,年径流深处于34.15～371.52 mm,年均径流深为134.52 mm,汛期降雨产生的径流量占年径流量的90.27%。     

大伙房水库汛期径流变化趋势及影响因素定量分离研究

基于大伙房水库1961—2004年汛期各月降雨径流资料,利用Mann-Kendall趋势检验法、Mann-Kendall突变检验法、Pettitt突变检验法和降雨—径流深双累积曲线方法,分析了大伙房水库汛期降雨、汛期径流深、最大月降雨和最大月径流深四类序列的趋势和跳跃特性,并利用累积量斜率变化率定量评价了降雨和人类活动对汛期径流深和最大月径流深的影响。结果表明:(1)流域汛期降雨和径流深下降趋势不显著,最大月降雨和最大月径流深上升趋势不显著;(2)汛期降雨、径流深、最大月降雨和最大月径流深突变不显著,降雨径流关系变异年份分别为1975、1985和1995年,1975年后流域汛期产流能力减弱;(3)大伙房水库汛期径流变化经历了4个阶段,人类活动是导致水库汛期径流深减少的主要原因,降雨变化是导致最大月径流深增加的主要原因。     

旬降雨径流非线性模型及其应用研究

通过分析旬降雨、旬初土壤蓄水状态、旬径流信息之间的关系,借鉴短期降雨径流相关模型的思想,建立了一个旬降雨─旬土壤蓄水量─旬径流的非线性相关模型.将该模型应用大伙房水库流域,模拟预测结果令人满意,结果表明该模型简单,可操作性强.将为应用美国的GFS预报系统和中国气象局的213模式10～15 d降雨预报信息,预报旬径流量提供一个有效方法.     

基于误差修正模型的黄河源区年径流预测

为了提升黄河源区年径流预测精度以及了解黄河源区降雨、径流、泥沙之间的相互影响关系,以黄河源区唐乃亥水文站实测年降雨量、年径流量和年输沙量作为研究数据,采用协整理论分析方法,分别建立降雨—径流、径流—泥沙两变量误差修正模型以及降雨—径流—泥沙三变量误差修正模型,对研究区年径流量进行预测。结果表明:三变量误差修正模型的拟合优度均大于两变量误差修正模型的,模型解释性更强,更能定量表现黄河源区径流量—降雨量—输沙量之间的关系;三变量误差修正模型的平均相对误差为-4.83%,可以用于黄河源区年径流预测。     

坡面各侵蚀分带的侵蚀特征对降雨雨型的响应

以不同侵蚀带的径流小区为研究对象,统计试验地附近土壤侵蚀观测站6年降雨、径流泥沙观测资料,对浅沟坡面不同侵蚀带侵蚀产沙对降雨雨型的响应,结果表明:随着降雨强度的提高,不同土壤侵蚀分带的径流量均呈增加趋势,且短历时、高强度暴雨在片蚀带、细沟侵蚀带和浅沟侵蚀带的径流量与土壤侵蚀量均最大;不同侵蚀分带径流产沙量呈显著的线性关系;随着降雨强度的增加,浅沟侵蚀带径流产沙量逐渐增大,不同降雨强度下,片蚀带径流产沙量均较小,表明发生坡面侵蚀的主要原因是由于沟蚀的径流产生引起的。在不同降雨雨型下的线性函数方程中,均以A1降雨雨型下三个侵蚀分带回归方程的斜率最大,且土壤侵蚀量与降雨强度之间呈显著的正相关关系。     

降雨条件下土石坝渗流量监控方法研究

降雨对土石坝渗流量监测值影响明显,评判土石坝的渗流性态必须在实测渗流量中扣除降雨因素。为此,将朴素贝叶斯分类算法、回归分析和LSTM模型综合应用到土石坝渗流量监控中,实现降雨条件下的土石坝渗流量推理预测。首先以是否出现降雨径流为条件,对数据进行离散化处理,并引入回归分析方法,构建降雨径流～降雨过程数据组;采用LSTM方法构造降雨径流～降雨过程定量模型,最后将上述成果用于不同降雨过程条件下的降雨径流预测。应用结果表明,该方法可以比较准确地剔除由于降雨径流对大坝渗流量测值造成的干扰,可以准确监控土石坝渗流状态。     

基于BP神经网络的旬降雨径流相关预报模型

参照流域暴雨与径流相关的特点,以实际的旬初土壤蓄水量、旬降雨量为输入条件,以实际的旬径流量为输出条件,建立BP神经网络旬降雨径流相关模型.实例表明,模型结构简单,可操作性强,利用该模型进行的旬径流预报具有较好的模拟精度,并为利用旬降雨预报信息实施旬径流中期预报奠定了基础.     

太湖流域平原区非饱和带降雨入渗规律分析

为分析太湖流域平原区非饱和带的降雨入渗规律,基于野外试验基地资料,对实测降雨径流过程进行分析,总结了降雨要素的变化对土壤含水量、地下水的影响规律.在此基础上计算入渗量、径流深等产流要素,并进行了Spearman相关分析.结果表明,入渗量与降水量减径流深的相关关系最为明显,可认为该区域产流模式以蓄满产流为主.以土壤水库容...     

大伙房水库旬降雨径流非线性相关模型研究与应用

分析了大伙房水库引水工程实际调度需要,研究水库流域基于旬降雨、旬初径流的旬径流中期预报模型,通过对水库建库以来的47年旬降雨径流资料的模拟,确定了用于水库旬径流预报的各旬模型参数,参数拟合和检验模拟合格率都比较高。应用结果表明,模型结构简单,可操作性强,可为应用美国的GFS(Global Forecasting Sys...     

若干农田降雨地表径流计算方法述评

对当前国内外农田降雨地表径流预测方法进行综述,介绍降雨地表径流总量预测中的统计分析法、径流曲线法、人工智能法以及降雨径流过程实时预测中的水文学法、基于水量平衡与能量守恒的动力学法等5种方法的研究现状和发展趋势,并讨论了各自的优缺点。认为现有预测方法在描述农田降雨入渗产流这一复杂机理问题上还存在着严重的精度问题。提出了进一步的研究方向:继续深入开展农田降雨入渗产流机理研究,以期研发一套较高模拟精度的适用于农田降雨地表径流预测的机理性模型,为进一步防控因降雨冲刷作用引起的土壤侵蚀以及农田非点源污染问题提供理论依据。