无资料地区径流分析计算方法研究

应用区域回归法进行无资料地区径流计算。采用快速聚类划分水文一致区，建立径流量与特征变量的区域回归方程，应用加权最小二乘法估算回归系数，推求年平均径流及不同保证率下的径流量；通过模糊优选法选择相似流域，采用水文比拟法估算径流的年内分配。结果表明所提方法要优于传统的等值线图法。     

哈尔滨主城区无资料子流域模拟径流复杂性测度

针对哈尔滨主城区无资料子流域模拟径流的随机性较大,且易受人为因素的干扰等问题,将本征时间尺度分解(Intrinsic Time-scale Decomposition,ITD)算法引入水文系统复杂性研究中,用于改进传统复杂性测度方法。将ITD与多尺度模糊熵(MFE)相结合测度黑龙江省哈尔滨市主城区8个无资料子流域模拟径流复杂性。结果表明,哈尔滨主城区无资料子流域的模拟径流表现出了较强的非线性特征,其中北部地区运粮河流域的径流熵值最大,南部地区肇兰新河流域的径流熵值最小,模拟径流的复杂性熵值南北方向整体呈现南高北低走向。通过对比加入白噪声和有色噪声后,小波熵(Permutation Entropy,PE)、排列熵(Wavelet Entropy,WE)和ITD-MFE的评价结果,表明ITD-MFE算法具有更好的稳健性。研究成果揭示了哈尔滨市主城区无资料自流域模拟径流复杂性差异及其变化规律,对于今后指导哈尔滨市主城区内科学合理地利用径流资源具有一定的指导意义。     

基于DEM栅格的分布式BTOPMC模型在水文模拟中的应用

应用一个基于DEM栅格的分布式水文模型BTOPMC(Block-wise use of TOPMODEL)模型进行水文模拟研究.该模型结合IGBP全球陆面土壤覆盖与FAO全球数字土壤组成信息,以栅格为计算单元,进行产流计算;汇流采用Muskingum-Cunge法.为了探讨模型的应用范围,将BTOPMC模型与新安江模型应用于湿润流域与半干旱半湿润流域的水文日径流过程模拟,并采用SCE-UA算法进行模型参数优化.结果表明2个模型均能很好地模拟湿润流域日径流过程,在半干旱半湿润流域BTOPMC模型的模拟效果较差,模型的产流机制需要进一步的完善,以扩大模型的应用范围.     

资料匮乏地区径流降尺度模型构建及预测

基于贝叶斯神经网络,构建了资料匮乏地区的径流降尺度模型,模拟了叶尔羌河卡群站月平均径流,与BP神经网络的结果进行了对比,验证了BNN的优越性,并结合CMIP5三种气候模式GFDL_ESM2G,GFDL_ESM2M及MIROC5的RCP 4.5,RCP 6.0,RCP 8.5三种情景,对未来3个时段(2020年代,2050年代,2080年代)卡群站月平均径流进行了预测,并定量计算了预测的不确定性区间,研究表明:贝叶斯神经网络降尺度模型可以较好地捕捉叶尔羌河的径流特征,即相关系数达到0.9以上,效率系数达到0.8,且模拟效果比ANN较优;未来情景下,叶尔羌河流域受气温升高影响,3个时段年径流均呈现增加的趋势,增加幅度分别为75%~92%,83%~110%,88%~127%,其中RCP8.5情景下的径流增加幅度比其他情景较明显;不同月份径流存在不同程度的增加趋势,其中5-8月份变化趋势相对较明显。     

使用SCS模型在无历史实测径流资料流域计算场次洪水总量

国内有很多学者利用SCS模型来估算流域径流量。然而,传统的用于确定CN值的参数表是根据美国各种下垫面情况开发制作的,而我国的气候条件、主要的土壤类型及土地利用情况与美国并不相同,所以制定一个适用于中国的径流曲线数(CN值)表很有研究意义。以常用的UMD数据集(美国马里兰大学建设的全球土地覆盖数据集)为例,根据经验及分析制定了UMD径流曲线数(CN值)查找表,并在北京市北山下站进行应用,得到一个查表值CN、洪水反推出的CN值,得到北京市的系统偏差系数,最后在北京市锥石口站进行验证。结果表明:通过UMD径流曲线数(CN值)查找表得到的CN值,乘上系统偏差系数之后计算流域的场次洪水总量精度变高。     

VIC模型在西江流域径流模拟中的应用

基于大尺度陆面水文模型VIC模型,以确定性系数、相对误差为评判标准,以1961-1990年为研究期,对西江流域12个水文站的径流过程进行模拟分析。结果表明:在研究区参数率定期与验证期内,多年径流模拟效果良好,确定性系数较高,相对误差较小;以1975年为例,VIC模型能够基本再现天峨、武宣水文站年内日径流过程。可见VIC模型在西江流域基准年时期具有较好的适用性,可为流域径流预报以及区域未来气候变化对径流变化影响的研究奠定一定基础。     

无资料地区水文模型参数估算方法比较研究

无资料地区的水文预报一直以来都备受水文工作者的关注。通过开展四种区域化方法在湘江流域的适用性研究,为国内无资料地区水文模拟研究提供借鉴和参考。首先通过Sobol'方法对各流域新安江模型参数的敏感性进行了分析。然后将各子流域依次假设为无资料流域,通过多元回归法、空间邻近法、流域物理特性相似法和全局平均法四种区域化方法进行无资料流域敏感参数的估算。结果表明,4种区域化方法在湘江流域都具有可行性,其中多元回归法的移植效果普遍较好,空间邻近法和流域物理特性相似法次之,全局平均法较差。     

BTOPMC模型参数敏感性分析及应用

根据改进的Morris筛选法对BTOPMC模型进行参数敏感性分析,辨析出影响淮河流域史河上游黄泥庄水文站以上集水区径流模拟结果精度的主要参数因子:导水率衰退因子m、糙率系数n0、土壤脱水函数系数alpha.在16 a的逐日模拟中,1982-1987年为模型率定期,2001-2010年为模型的验证期,模拟结果显示,径流总量比值在率定期和验证期都大于99％,Nash效率系数高于0.75,BTOPMC模型模拟结果良好.     

基于HEC-HMS模型的四川省无资料地区设计洪水计算

针对分布式水文模型在无资料地区推求设计洪水时存在参数难以率定的问题,提出了采用现有四川省综合单位线成果的HMS分布式水文模型,并运用到琼江上游某工程断面设计洪水计算中。该方法的计算结果与推理公式法、综合单位线法计算成果相差不大,计算结果基本合理。实例应用结果表明,结合综合单位线法的HMS分布式水文模型的计算方法可以应用于四川无资料地区的设计洪水计算。由于分布式水文模型能够较好的反映流域的物理特征,因此该法的计算结果对于设计洪水成果的选取具有一定的参考价值。     

DHSVM模型在沱沱河流域的径流模拟适用性分析

探讨了如何建立分布式水文土壤植被模型DHSVM(The Distributed Hydrology Soil Vegetation Model)。分析了DHSVM模型在高寒地区沱沱河流域的适用性,并且以实测的径流对模型进行校正。率定期和验证期模型的纳什效率系数分别达到0.82和0.84,说明DHSVM模型可以较好的模拟沱沱河流域的水文径流过程,具有一定的适用性。模型模拟过程中,部分年份的径流模拟效果稍显欠佳,模型参数的不确定性也给模型模拟带来了一定的误差,需要进一步研究改进。     

利用流域水文站进行无资料河段径流分析

针对取水工程与水文站控制流域面积相差较大的情况,充分利用现有水文资料,采用水文比拟、相关分析等多种方法进行无水文站控制河段的径流分析,以推求工程取水断面不同频率的来水量。     

BTOPMC模型参数敏感性的定性及定量分析

敏感性分析(SA)是用于识别模型重要参数的最具有影响力的方式。以富士川流域作为研究区,对包含5个具有明确物理意义的参数的分布式水文物理模型BTOPMC进行敏感参数筛选。利用Morris One At A Time(MOAT)方法,在适当的采样设计和有效筛选敏感参数所需的足够样本大小条件下定性分析BTOPMC模型参数敏感性。根据输出结果发现,该模型中的敏感变量有9～12个,涉及到的参数有S_(rmax)(m)、m(m)和n_0。此外,采用基于导数的全局敏感度量(DGSM)这一定量方法验证定性分析的结果并量化所有参数的重要性,该方法所得结果与定性分析结果基本一致。     

基于SWAT模型的西江流域径流模拟研究

采用SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型,在整个珠江流域构建分布式水文模型,对西江流域1951~2008年的月径流过程进行模拟。选取西江流域的迁江、柳州、武宣3个水文站的径流数据,利用SWAT模型自带的敏感性分析模块和自动率定模块,采用LH-OAT敏感性分析方法和SCE-UA算法分别对选取的各参数进行敏感性分析和参数率定,并对率定模型进行验证。敏感性分析结果表明,不同的参数对流域月径流过程表现出不同程度的敏感度,其中CN2、ESCO、SOL_AWC、CH_K2和ALPHA_BF的敏感度较高,是较敏感因子。从率定和验证结果来看,3个水文站的径流模拟效果均较好,Nash-Suttcliffe效率系数ENS均在0.75以上,其中柳州站和武宣站率定期和验证期的ENS在0.8以上。SWAT分布式水文模型在西江流域月径流模拟中的应用效果良好。     

基于CEEMD-TD模型的月径流随机模拟

针对典型解集(TD)模型只适用于平稳随机序列而存在的局限性问题,提出一种新的月径流随机模型—互补式集合经验模态分解-典型解集(CEEMD-TD)模型.以黄河流域的3个典型水文站为例,建立CEEMD-TD模型的月径流随机模型,通过检验截口的主要统计参数来评价随机模型的模拟效果.结果表明:各典型水文站中CEEMD-TD模型...     

基于SWAT模型的卧虎山水库流域径流模拟

为探讨SWAT模型在中小流域的适用性,以卧虎山水库流域为例,在3S技术的支持下,制备了SWAT模型所需的DEM、土地利用、土壤及气象等数据库,构建了卧虎山水库流域SWAT分布式水文模型,并以2007-2009年实测数据对模型参数进行率定,以2010-2011年数据进行模型验证。结果表明,逐月径流量模拟值与实测值的Nash效率系数、相关系数均大于0.70,相对误差小于15%。总的来说,SWAT模型能够较好地模拟卧虎山水库流域的地表径流过程,可以在该地区推广应用。     

城市降雨径流模型研究及模拟比较

随着城市化进程的不断加快,城市水文过程发生着剧烈的变化,深入研究城市地区的水文变化规律及城市发展对水文特性的影响过程,可以为城市降雨径流的模拟计算提供理论支撑,结合武汉市汉阳区十里铺的特点,在充分了解其地表产汇流机理和过程的基础上,利用水文学、水力学等知识,构建了城市降雨径流计算模型。由于本次地表产汇流采用了几种方法,故分别进行了组合,得到不同组合下十里铺小区的城市降雨径流计算模型;结合收集到的实测降雨和排水流量资料,对模型进行参数率定及验证;结果表明,本次所建的模型结构是合理的。     

基于VIC模型与SWAT模型的径流模拟对比研究

首先对VIC模型与SWAT模型进行了简介,然后将两个模型应用到湖北省白莲河流域,探讨其在中小流域尺度的径流模拟中的适用性,同时进行径流模拟的对比研究.利用白莲河流域的水文气象数据、DEM数据、植被类型和土壤类型等资料,经过数据的收集整理建立白莲河流域的VIC模型与SWAT模型.采用1995-1999年汛期(4-10月)作为模型参数的率定期,2002-2004年汛期(4-10月)作为模型参数的检验期.研究结果表明:两个模型基本能够反映白莲河流域的日径流水文过程,具有一定的适用性.     

基于SWAT模型的三水河流域径流模拟

以三水河流域作为研究区,基于GIS构建流域的SWAT分布式水文模型,建立流域模型的空间数据库和属性数据库,对影响模拟径流结果的几个重要参数进行敏感性分析,并应用1980 1986年的水文气象数据进行参数率定,应用1987-1990年的实测数据进行模型验证.通过对月径流模拟值和实测值的比较,校准期和验证期的相对误差、判定系数和ENS系数分别为-18％、0.73、0.71和12％、0.76、0.72.基于这些评价指标可知SWAT模型在三水河流域径流模拟中有良好的可靠性和适用性,可以作为该流域水资源综合管理的支撑模型之一.     

基于SWAT模型的松华坝水源区径流模拟研究

以昆明市松华坝水源区为研究对象,用昆明、中和、白邑站自建站至2009年间的日气象、径流资料,结合水源区土地利用、土壤空间分布图、90mDEM,建立松华坝水源区SWAT分布式水文模型。应用LH-OAT法分别对水源区内牧羊河和冷水河流域进行参数敏感性试验,最后应用SUFI2法和手动调参相结合的方法对模型参数进行率定和验证。结果表明,牧羊河流域在模型率定期和验证期,模拟与实测径流相对误差小于10%,Nash-Sutcliffe效率系数大于0.75;在冷水河流域模型率定和验证期,模拟与实测径流相对误差小于15%,Nash-Sutcliffe效率系数大于0.70;SWAT模型在牧羊河模拟效果好于冷水河。总的来说SWAT模型可适用于松华坝水源区的地表径流模拟,其应用值得推广。     

基于SWAT模型的皇甫川流域径流模拟研究

随着气候变化和人类活动影响,分布于干旱半干旱地区的河川径流量显著减少,这已引起严峻的生活生产及生态等方面问题。本文基于SWAT模型,成功构建典型干旱半干旱地区皇甫川流域分布式水文模型,采用1990-1999年月径流资料进行参数率定,2000-2004年月径流资料作为模型验证,对模型的适用性做了评估。研究结果表明：率定期的Nash-Sutcliffe系数Ens值和相关系数R2均为0.80,相对误差Re为-4.6%,验证期的Ens值为0.66,相关系数R2为0.67,相对误差Re为10.1%,总体模拟结果较为满意。这为干旱半干旱地区分布式水文模型的应用奠定了基础,为皇甫川流域未来的水资源规划管理提供了科学参考依据。