经验单位线分析方法的改进

应用谢尔曼经验单位线推求地面净雨汇流过程，在设计洪水和水文预报中是常用的方法。但经常会遇到在分解地面时段径流时出现正负交替的情况，以致无法进行下去。通过分析分解时段径流误差因素，提出在一定的条件下，为减少误差，可以采用逆顺序例推经验单位线的方法。     

基于DEM的分布式水文模型汇流顺序研究

各个栅格在水平空间中模型计算顺序的确定,是构建基于DEM的分布式水文模型过程中的关键环节之一.对比研究3种基于DEM的分布式水文模型汇流顺序确定的方法:随机抽样法、分级确定法和多叉树后序遍历算法.通过构建基于DEM的分布式水文模型,以实例研究3种方法对汇流演算的影响及其适用性.结果表明:3种方法得到的汇流顺序对应的模型计算结果完全一致.多叉树后序遍历算法具有分形特点,计算效率高,在实际应用中,建议采用多叉树后序遍历算法确定分布式水文模型的汇流顺序.     

地貌瞬时单位线在江西省无资料地区洪水预报的适用性研究

本文选取吉安南车水库流域为研究区域,基于吉安南车水库流域的原始地形高程,运用GIS技术提取流域内的三级河流,并得到模型所需的流域参数和地貌单位线.通过编程简化了计算过程,便于不同流域中重复使用,也为流域信息化集成提供了基础,计算得到的地貌单位线嵌入江西省吉安市水库防汛调度预报系统,完成了场次洪水预报.研究结果表明:对南...     

单位线方法在沿渡河流域的应用研

单位线方法在水文计算及洪水预报中得到了广泛的应用，至今仍然是汇流计算的重要工具。以沿渡河流域为研究背景，分别采用分析法及矩法推求了该流域的时段单位线，并分别用这两种单位线模拟了该流域的同次洪水过程，模拟结果表明分析法得到的单位线更加适合该流域的洪水计算。最后，在详细分析两种方法误差来源的基础上，提出了相应的改进措施。     

模糊聚类分析在流域汇流参数优选中的应用

为了提高汇流模拟的精度,在对洪水分类及汇流模型参数优选方法研究的基础上,先采用模糊聚类分析对各历史洪水进行分组,然后在各组内采用优选算法分别优选汇流参数。其优势在于分类方法原理简单,计算量小,但能减少不确定因素的影响,突现分类后各组资料的相似性,最终能够达到提高模拟精度和优选效率的目的。结合棠荆流域水文模拟实例验证了效果。     

城市化背景下广东省综合单位线法的评估与修正

广东省综合单位线法作为一种在工程实践中得到广泛应用的单位线,由1983年前的雨洪资料分析综合得到,它反映了广东省城镇化之前的产汇流关系,但是目前针对其在城市化地区适用性评价与修正的研究较少。以广东省深圳市景田流域为例,基于景田水文站2011-2019年间的暴雨洪水记录资料,采用纳什效率系数、认同指数、相关系数等评价指标,对广东省综合单位线的适用性进行评价,通过Spearman秩相关系数法对重要参数进行敏感性分析,并基于拉丁超立方抽样法、约束最小二乘法等方法对广东省综合单位线法进行了修正。研究结果表明：景田流域自20世纪80年代后经历了快速的城市扩张,不透水下垫面所占比例已超过90%,广东省综合单位线法对该流域雨洪过程的刻画能力存在明显不足,提出的通过对重要参数进行率定以及对单位线进行修正两种方案都提高了模型的模拟效果。其中,针对小样本提出的基于网格搜索的交叉验证参数优化方法与约束最小二乘法的单位线修正方法,表现出良好的模拟性能,纳什效率系数、认同指数、相关系数等指标都有明显提高,较好地反映了景田流域的产汇流特性;相较于广东省综合单位线法的推荐单位线,经过修正的单位线表现出洪峰流量变大、...     

地面径流计算误差对单位线推求的

用分析法推求时段单位线的过程中,地面径流的误差会被传播,并被累积,结果会对单位线的形状产生较大的负面影响。通过对地面径流误差传播规律的研究,找到了一种能有效改善地面径流的误差传播对单位线推求的影响的方法,即当相邻时段净雨的比大于1时,用逆时序法来推求单位线;当比值小于1时,则采用顺时序法来推求单位线。应用结果表明,该方法能有效地防止地面径流计算误差在单位线推求中被放大,从而获得更为合理的单位线。     

新安江模型在江西省万安水库流域洪水预报的应用研究

近年来江西省建立了中小河流水文预警预报系统,本文以万安水库流域为例,研究洪水预报方案编制中新安江模型的应用过程,对48个断面预报方案进行统计分析,总结了影响预报方案精度的因素,并提出3种提高预报方案精度的操作方式,利用现有水文站网的河道水文监测信息,可为模型率定提供充分数据;在雨量监测信息的应用过程中,自动过滤无效数据...     

流域土壤重金属分布式运移模型研究

为利用遥感信息提取技术实现流域大尺度范围的土壤重金属运移估算,对大夏河流域进行采样调查,通过分析大夏河流域及其支流的土壤和水体样品,测定重金属As、Cd、Cr、Cu、Pb的含量和分布特征,结果表明,5种重金属含量从大到小依次为Cr、As、Cu、Pb、Cd。根据流域河网分形特征,提出采用分布式运移模型估算大夏河流域的重金属运移量。应用GIS技术,采用网格法对大夏河流域及其子流域进行分维数提取并修正,其水系分维值为1.0163,小于1.6,判定大夏河流域地貌处于幼年期。对流域的相似性进行了建模验证与分析,并根据相似流域分维值和径流数据拟合关系,研究子流域径流量,进一步估算分布式重金属运移量,通过对比SCS-CN模型估算量进行验证。大夏河流域重金属As、Cd、Cr、Cu、Pb的运移量估算结果为0.6710、0.2099、6.2816、1.7465、1.8377t/a。     

大渡河流域分布式水循环模型开发研究

大渡河流域是我国西南水电开发总体布局的重要靶区,也是南水北调西线工程的重要水源区.采用分布式水分能量传输模型(WEP模型),在地理信息技术的支撑下,构建了大渡河流域具有物理机制的分布式水循环模拟模型.模型水平单元为5 km×5 km的网格,采用马赛克法对单元的内的土地利用及植被分异进行处理;在垂直方向上,该模型可有效模拟冠层截流、填洼产流、入渗、植被蒸腾、水面和裸地蒸发垂直水循环要素过程.模型具有较好的模拟精度,在校正和验证期模型模拟误差(泸定站)均小于5%,Nash效率均在0.8以上.该模型可为区域水资源评价、生态影响评价等提供直接支撑,可为流域水电梯级开发调度和西线工程的运行调度提供支撑.     

中小尺度流域洪水模型模拟比较研究

中小尺度流域洪水模拟是水文预报和防洪减灾的重要基础工作,选择适宜的水文模型对制定水文预报方案具有重要意义。以长江上游支流沿渡河流域为研究对象,对比分析了3种不同类型的水文模型(新安江模型、TOPMODEL、人工神经网络模型)对场次暴雨洪水过程的模拟效果及适用性。结果表明:各模型在模拟场次和验证场次的平均NSE效率系数均超过0.7,平均径流深误差均低于12%,可见3种模型在沿渡河这一湿润地区典型中小尺度流域均有较好的适用性。在验证期,新安江模型模拟的径流深相对误差均未超出许可误差20%的范围,且NSE系数均值达到0.826,然而Topmodel和BP模型模拟下各场次洪水的NSE系数虽均大于0.6,但个别场次结果精度较低。此外,新安江和BP模型的实测与模拟流量点群更接近1∶1线,在流量模拟方面更好,Topmodel的流量模拟整体偏大。总的来说,新安江模型在流域的适用性更好,Topmodel和BP模型次之。     

空间变尺度流域洪水预报修正研究

针对考虑流域内水库运行规律但缺少小型水库、塘坝运行资料的洪水预报,提出了一种以朴素贝叶斯分类为基础、利用小尺度流域水库信息推求大尺度全流域水库信息的空间变尺度水库运行规律分析方法,并将其分析结果应用于流域洪水预报修正中。最后,以丰满五道沟控制站以上流域为例,采用该方法对2场洪水预报进行了修正。结果表明,修正后的预报精度较原预报方案预报精度明显提高,预报结果可以对水库调度起指导作用。     

基于约束非线性最小化法的时段单位线优化估计

时段单位线被广泛应用于模拟流域中的地面径流过程.用传统方法(如最小二乘法)推求时段单位线,容易产生锯齿状振荡,并且所得单位线径流深不等于10 mm.为克服此现象,应用数学规划中的约束非线性最小化法来优化单位线的推求过程.为比较该方法的应用效果,最小二乘法也被应用于本研究中.采用两个案例进行分析,结果显示采用约束非线性最小化法能够有效抑制时段单位线锯齿状现象的产生,单位线总量亦等于单位净雨量10 mm,用两种方法得到的地面径流计算值与观测值之间的吻合度是近似的.     

岷江中上游及青衣江流域分布式水循环模拟研究

将分布式水循环模拟技术和现代地理信息技术技术,应用到流域水循环模拟中,开发了岷江中上游及青衣江流域的分布式水循环模拟模型,以期为流域水循环演变规律的系统揭示和区域水资源的综合调控提供技术支撑。模型原型为具有自主知识产权、且在国内得到广泛应用的分布式水循环模拟模型(WEP模型)。研究中采用的基本计算单元为5 km×5 km的正方形网格单元,并采用Masic法进一步表征基本计算单元内下垫面及水循环过程的分异。模拟结果表明,模型具有较高的模拟精度,关键控制站月径流过程模拟的相对误差在5%以内,Nash效率达到0.72以上。模型还可进一步输出各计算单元上水分、能量要素过程,可为区域水土资源开发和综合环境整治宏观战略的制定提供技术支撑。     

流域梯级水电站实时水情预报管理系统研究

综合运用基于DEM的流域水系模型与TOPMODEL水文模型构建出了流域梯级水电站实时水文预报模型,并以VS.Net为平台,运用分布式网络编程技术将二者集成,为西南某流域梯级水电站设计开发出功能先进和完善的网络版实时水情预报管理软件系统.该系统已投入使用,为实现流域水情预报的智能化、信息化和网络化管理提供了可靠的辅助工具.     

暴雨衰减指数在中小流域雨型设计中的运用探讨

求得设计雨量后,还需拟定设计暴雨时程分配过程,简称“雨型”设计,现今通常采用典型暴雨过程同频率放大而得.鉴于实测典型雨型偶然性较大,通过引入暴雨衰减指数(np)这个量化指标来进行雨型设计.并根据浙江省中小流域特点,分析时段为1h、3h、6h的暴雨衰减指数、区间暴雨衰减指数来提高雨型设计的计算精度,并应用于工程实际.     

泵站出水渠道护坦长度的研究

对泵站出水池和出水渠中的流场进行了数值模拟，并对出水渠中有无台坎的情况进行了对比，根据通常的不冲条件，提出了排出口处护坦长度计算式，对工程设计有一定的参考价值。     

坡改梯对水源区坡面产汇流过程的影响研究综述

概括了坡耕地水土流失现状、危害,提出坡耕地水土流失治理是保护生态环境和维系水土资源可持续利用的迫切要求,通过综合分析坡耕地水土流失治理各项措施及实施效果,指出坡改梯是25°以下坡耕地水土流失治理的主要水土保持措施。针对坡改梯蓄水保土和减少坡面径流并影响水源区水量这一现实问题,从坡面尺度总结分析了前人在坡耕地改梯田对土壤水分特征、产汇流过程及水量平衡的影响方面所做的研究工作,指出应加强坡改梯土壤水分特征曲线、产流特征及水资源量的影响方面的研究,以期为水源区水土资源综合利用提供技术支撑。     

基于多流域同步率定的HBV模型参数移植方法研究

无资料地区洪水预报是水文学研究的难点之一.为提高无资料地区HBV模型参数移植的精度,以安徽屯溪流域为例,基于多目标优化函数实现多个流域HBV模型同步率定,获得同时适用于多个流域的模型参数,并对参数的移植效果进行验证.结果表明:基于单个流域率定的参数移植不确定性较高,移植效果不稳定;多流域同步率定的参数移植效果普遍较优,...     

基于CAN总线的分布式农业温室控制系统设计

为实现农业温室生产过程的智能化监测和控制,设计基于CAN总线的分布式农业温室控制系统。系统由数据采集模块、温室控制器模块、开关量控制模块和监控中心组成。硬件设计以单片机为核心,根据各模块的功能设计相应的外围电路,采用CAN总线技术实现模块间的组网通信。软件设计主要包括监控中心的上位机软件和各模块的下位机软件,其中下位机软件依据CAN总线的协议规范自定义应用层协议。实验结果表明,该系统性能稳定,可扩展性强,能够满足现代化农业温室的智能监测和控制需求。