基于参数移植法的无资料地区洪水预报分析

以浑河上游清原下水库流域为研究对象,探究了参数移植法在无资料地区洪水预报的适用情况。选取了清原下水库附近的南口前流域为建模区,构建了新安江模型,并选取流域内11场洪水资料,利用SCE-UA算法进行参数率定,最后再将参数移植到了研究区流域,结果显示模型预报精度达到乙级,说明参数移植法在无资料地区洪水预报的适用性。     

洪泽湖以上流域洪水预报研究

为了给洪泽湖及整个淮河下游地区的防汛抗旱决策提供技术支持,基于API模型和三水源新安江模型,采用各区分单元、入湖分单元分区间的方法,考虑水利工程以及大洪水期蓄滞洪区的应用情况,进行降雨径流预报与洪水过程研究。选取洪泽湖以上2000-2018年实测数据,对蚌埠控制区、蚌埠以下淮北控制区、蚌埠以下淮南控制区进行场次洪水模拟;基于水量平衡法,以反推入湖流量作为实测入流,各区采用马斯京根法预报洪水,构建入湖洪水预报方案。结果表明:各区两种模型模拟效果比较接近,均取得较好的预报精度,且对于流域内大洪水的模拟效果更理想。在涨洪段,分单元分区间的API模型和新安江模型在大洪水期均能有效的预报入湖洪水,模拟精度相当;在退水段且预报时段较长时,分单元分区间的新安江模型模拟精度高于API模型,并且模拟的洪水过程与反推入流过程更接近。     

基于栅格新安江模型的淮河上游土壤侵蚀预测

将栅格新安江模型与改进通用土壤侵蚀方程进行耦合,建立基于栅格尺度的水沙模拟模型,以淮河上游息县水文站以上为研究区域,基于研究流域DEM数据、土地利用数据、土壤数据以及息县站2000年-2010年水文数据,模拟了淮河上游2000年-2010年输沙过程。并基于构建的水沙模型,结合流域2020年和2030年土地利用远景规划数据设定两种土地利用模式情景,定量分析了不同土地利用模式情景对流域土壤侵蚀的影响。研究结果表明:基于栅格新安江模型的水沙耦合模型在淮河上游具有较好的模拟精度,模拟的输沙量相对误差小于15%,确定性系数0.6以上,满足泥沙模拟精度要求;林地用地面积增加5%,流域土壤侵蚀量减少8.78%,城镇用地面积增加8%,流域土壤侵蚀量减少12.73%。研究成果可为淮河水土保持治理和规划提供参考。     

水文模型参数优选的改进粒子群优化算法

针对标准粒子群算法的早熟收敛问题,提出了一个提高算法性能的改进途径,即引入动态改变惯性权重策略和混沌思想,在两个方面同时改进以提高粒子群算法的收敛速度和克服局部极值的能力.对两个函数进行寻优测试表明,改进后的粒子群算法收敛速度、精度以及全局搜索能力均优于标准粒子群算法.最后将提出的改进粒子群算法应用于新安江模型进行参数优选,应用结果表明,该算法具有较强的可行性与实用性.     

新安江模型在皖西大别山区雨洪分析中的应用

利用大别山区多年实测资料,分析了流域的产汇流参数,采用三水源新安江模型对该地区进行了雨洪分析,取得了比较好的预报结果,为流域水文预报提供了坚实的理论基础。     

干旱半干旱地区流域水文模型的适用性

以干旱半干旱地区的辽宁省东白城子和叶柏寿流域为研究实例,通过建立新安江模型、辽宁西部非饱和产流模型和时变增益模型,利用场次洪水观测资料进行模型的率定与验证,比较分析场次洪水在率定期与验证期的模拟预报效果,最后讨论分析了3种水文模型在干旱半干旱地区洪水预报的适用性.结果表明,以蓄满产流为核心的新安江模型不适用于干旱半干旱地区,适用性最差;辽宁西部非饱和产流模型较新安江模型模拟效果有所提高,但仍无法满足洪水预报的精度要求;考虑降雨强度的时变增益模型模拟效果最优,在干旱半干旱地区的适用性最强,具有良好的发展潜力.     

径流与土壤湿度数据联合率定水文模型参数研究

近年来,遥感技术的进步为获取大面积连续的水文变量带来了很大的便利.为探究在流域缺资料的情况下引入其他遥感水文变量进行水文模型参数率定的可行性,以新安江模型为研究模型,使用SCE-UA(Shuffled Complex Evolution)算法对水文模型进行参数率定,分析在短序列径流资料的情况下,联合遥感土壤湿度和径流资...     

基于新安江模型的前期影响雨量逐时段修正方法

针对新安江模型提出一种前期影响雨量(P_a)逐时段修正方法,以实测流量与预报流量过程的均方误差最小为目标,在场次洪水预报中采用粒子群算法对前期影响雨量进行逐时段修正。为进一步提升算法性能,通过混沌初始化提高初始种群质量,利用禁忌搜索策略扩大搜索空间,提高全局搜索避免早熟收敛,并在相邻修正时段间引入最优个体保留策略提高算法稳定性和运算效率。在我国湖南省双牌水电站的实际应用结果表明,所提方法能有效改善P_a的准确性,显著提高模型预报精度,是一种切实可行的方法。     

新安江模型河网消退系数与下垫面关系研究

为研究新安江模型河网消退系数C_s与下垫面之间的关系,以皖南山区29个中小流域为研究对象,首先采用SCE-UA算法率定河网消退系数C_s值;其次利用DEM资料提取各流域内的10个下垫面因子特征值;最后通过逐步回归分析、通径分析探讨C_s与各流域下垫面特征的综合关系。研究结果表明,下垫面因子中,流域平均高差和流域面积对C_s产生直接影响,而流域平均坡度表现为间接影响;采用逐步回归分析方法计算得到的C_s值与模型率定得到的C_s值相比,精度较高,具有统计意义,且不依赖于实测资料,可为模型在无资料地区推广应用提供依据。     

基于山坡Pe'clet数推求土壤水蓄水容量

山坡几何形状影响流域水流汇聚,土壤厚度则影响径流生成,在水文过程模拟中考虑山坡地貌因素十分必要。基于山坡单元,通过研究水文相似因子山坡Pe'clet数(Pe数)在不同流域空间分布的规律,发现山坡Pe数的累积分布曲线与流域蓄水容量曲线类似,由此确定两者之间的关系式。实例验证表明,利用山坡Pe数推求流域土壤水蓄水容量的方法可行。利用关系式反推新安江模型中的参数B,对比率定参数B的径流模拟结果与推求参数B的径流模拟结果表明,推求参数B的模拟结果整体较好,避免了新安江模型中参数B的率定,进一步验证了该方法的合理可行性。