不同土壤湿度和雨强下径流曲线模型的改进

前期土壤湿度条件和降雨强度是影响径流曲线（SCS-CN）模型径流量预测精度的重要因素。分析不同流域下二者对SCS-CN模型性能的影响,对提高模型预测精度至关重要。基于5个半干旱半湿润和湿润流域的降雨径流资料,利用偏相关分析和K-均值聚类改进SCS-CN模型。结果表明：在重新划分前期土壤湿度条件区间后,模型预测能力大幅度提升,有效降低模型平均偏差,纳什效率系数平均提高42.8%。基于最大10 min雨强对SCS-CN模型改进后,纳什效率系数得到一定提高,且半干旱半湿润流域的提升幅度略大于湿润流域。改进的模型在研究流域都取得较好的效果,平均偏差均低于7 mm;除呈村流域非汛期外纳什效率系数均达到0.93,平均提升89%;均方根误差平均降低29.2 mm。     

Hidden Markov models with arbitrary state dwell-time distributions

A hidden Markov model (HMM) with a special structure that captures the ‘semi’-property of hidden semi-Markov models (HSMMs) is considered. The proposed model allows arbitrary dwell-time distributions in the states of the Markov chain. For dwell-time distributions with finite support the HMM formulation is exact while for those that have infinite support, e.g. the Poisson, the distribution can be approximated with arbitrary accuracy. A benefit of using the HMM formulation is that it is easy to incorporate covariates, trend and seasonal variation particularly in the hidden component of the model. In addition, the formulae and methods for forecasting, state prediction, decoding and model checking that exist for ordinary HMMs are applicable to the proposed class of models. An HMM with explicitly modeled dwell-time distributions involving seasonality is used to model daily rainfall occurrence for sites in Bulgaria.     

南方红壤区马尾松林下水土流失与降雨量关系研究

为了更好地研究马尾松林水土流失规律,从水土流失主要控制因子——降雨因子出发,通过对红壤侵蚀区不同林下配置模式马尾松林径流试验小区2009—2011年的产流、产沙与降雨量的关系研究。得到如下结论：①各小区的产流量和产沙量均与降雨量呈显著性相关,回归模型主要以一元二次回归最优,个别小区以幂函数和对数函数最优,其中以马尾松地表裸露小区模拟方程可决系数最大;②各雨型在同一郁闭度条件下,除去郁闭度为0％的小区外,各小区基本满足乔＋地表裸露〉乔＋百喜草〉乔＋胡枝子,伴随着降雨量的增加,各小区的径流系数总体上呈增加的趋势,尤其在暴雨和大暴雨以上的雨型更加明显;③产沙方面,各雨型条件下,除去郁闭度为O％的小区和个别郁闭度为24％的小区外,基本上满足乔＋地表裸露〉乔＋胡枝子〉乔＋百喜草。     

江苏太湖流域降雨径流年际变化分析

以江苏太湖流域（1956—2012）降雨为基础,分析江苏太湖流域径流及时空变化特征,研究该流域降雨径流的年际年内变化及两者的变化关系。结果表明：降雨径流都呈增长趋势。降雨平均每10年增加29mm,径流平均每10年增加26mm;降雨在年内季节分配上,夏季、冬季呈加大趋势,春季、秋季呈减小趋势;加大的降水年内分配的不均导致径流在年内分配的更加不均匀,径流集中在汛期,汛期径流量约达年径流量的84．8％,加大了某季节内的洪水、干旱风险。     

降雨入渗对非饱和土边坡稳定性的影响

研究降雨入渗对边坡稳定性的影响规律。采用有限元法进行非饱和土边坡的二维非稳态渗流计算,考虑基质吸作用利用极限平衡法进行非饱和土边坡稳定安全系数计算,进而通过算例计算,分析了降雨过程中及降雨之后,边坡内孔隙水压分布、潜在滑裂面位置以及边坡稳定安全系数的变化情况。着重分析了降雨强度和降雨持续时间的影响,并特别注意分析降雨结束后的边坡稳定性。算例表明某些情况下边坡安全系数最小值出现在降雨之后的数小时或数天,而非降雨的过程中或降雨刚刚结束之时。     

Monthly Joint Operations for the Nakdong Multi-reservoir System in Korea

Abstract

This study applies a state-of-art optimization technique, SSDP/ESP (Sampling Stochastic Dynamic Programming with Ensemble Streamflow Prediction), to derive a monthly joint operating policy for the Nakdong multi-reservoir system in Korea. A rainfall-runoff model, SSARR (Streamflow Synthesis And Reservoir Regulation), is linked to the SSDP/ESP model to provide ESP scenarios for runoff during the next month in the Nakdong River basin. The primary advantage of the SSDP/ESP is that it updates the derived operating policy as new ESP forecasts become available. Another SSDP model that employs historical runoff scenarios (SSDP/Hist) is also developed. The main difference between the two SSDP models is that SSDP/Hist is an off-line model whereas the SSDP/ESP is on-line. The developed operating policies are tested with a simulation model using an object-oriented simulation software, STELLA. The simulation results show that SSDP/ESP is superior to SSDP/Hist with respect to the water supply criterion, although both models perform similarly with respect to the hydroelectric energy production criterion.     

雨型对东北黑土区坡耕地土壤侵蚀影响的试验研究

降雨雨型对土壤侵蚀过程有重要的影响,也是当前土壤侵蚀研究的热点之一。通过野外原位人工模拟降雨试验,设计了次降雨中平均降雨强度、总降雨量相同的4种不同降雨雨型(均匀型:降雨强度为60mm/h;峰值型:降雨强度分布为30-90-60mm/h;延迟型:降雨强度分布为60-30-90mm/h;减弱型:降雨强度分布为90-60-30mm/h),研究降雨雨型变化对东北黑土区坡耕地土壤侵蚀的影响。结果表明:各雨型条件下休闲坡耕地径流总量的大小顺序为延迟型>减弱性>均匀型>峰值型,而土壤侵蚀总量的大小顺序为减弱型>均匀型>延迟型>峰值型。延迟型雨型的坡面径流总量是其它雨型的1.02~1.45倍,减弱型降雨的侵蚀总量分别是均匀型、延迟型和峰值型的1.03、1.36和2.68倍。同一雨强在不同降雨雨型中出现的位置不同,其产生的坡面径流量和侵蚀量对坡面总径流量、总侵蚀量的贡献率也不同,分布在降雨雨型起始位置的雨强对坡面径流量的贡献率最小;除30mm/h降雨强度外,分布在降雨雨型起始位置的雨强对坡面侵蚀的贡献率最大。研究还发现,试验设计中减弱型降雨雨型与东北黑土区夏季主要侵蚀雨型特点类似,是造成东北黑土区坡耕地土壤侵蚀相对严重的主要雨型。     

中国西南易旱地区识别的探讨

利用中国西南地区13个气象站56年以上的长系列月降雨量资料,统计分析了降雨的多年变化、季节变化特征,以及连续少雨时间段事件,探讨了易旱区识别的定性定量分析方法,初步建立了气象易旱区识别指标及标准,将5个地区识别为易旱地区,5个地区识别为较易旱地区,3个地区识别为不易旱地区,将6个地区识别为易发长时间干旱地区,并对识别方法进行了讨论,为进一步的易旱区综合识别研究提出了建议。     

流域汇流单位线时段转换应用分析

当流域汛期雨情报讯时段在特殊情况下出现变化时,流域汇流单位线必须事先进行时段转换后才能用于实际洪水预报。以实测水文原始数据为依据,根据示例流域在水文预报工作中的特殊需要,采用s曲线法对流域汇流单位线进行了实例转换和应用分析。分析成果符合相关行业规范精度标准,提出了分析成果的具体使用条件和应用范围,成果能够作为备选方法用于实际工作之中。     

暴雨情形下含裂隙土质边坡的瞬态稳定性

以山西省安太堡露天煤矿某地质剖面为例,采用Slide软件对暴雨情形下含裂隙土质边坡的稳定性进行分析,确定边坡潜在滑动面的位置,合理布置促使边坡发生推移式滑坡和牵引式滑坡的裂隙,应用MIDAS/GTS软件模拟分析降雨条件下的坡体应变规律和边坡稳定情况。结果表明:随着降雨入渗,边坡塑性区自坡脚向上部不断发展,直至形成贯通的塑性区;在持续降雨1.5 d时,边坡的稳定性最差,存在表层滑动可能;所提出的边坡裂隙布置方式更能反映含裂隙土质边坡在暴雨情形下的实际情况。