新安江模型敏感参数动态变化规律研究

为了提高新安江模型在变化环境下的模拟精度,揭示模型参数动态变化规律,以淮河上游大坡岭流域为研究区构建分布式新安江模型,采用Spearman相关系数对比分析了模型敏感参数(KC、SM和CS)动态变化与环境因子(降水、气温和归一化植被指数)的变化关系,并建立了回归方程用于未来参数计算。结果表明:参数KC和SM的动态变化反映了研究区域的降水、气温和植被条件变化,而参数CS的动态变化仅反映了年降水总量变化;相较于静态参数,动态参数的模拟结果精度显著提高,径流深相对误差均值从21.3%降低到9.1%,纳什效率系数均值从0.75提高到0.81,动态参数比静态参数更适用于当前变化的环境。

基于马斯京根法的区间洪水推求方法

针对马斯京根法的蓄量系数K和楔蓄系数X在流域上游有水库控制时难以通过实测资料率定的问题,通过建立K、X与河道水力特征间的关系估算K、X,并采用马斯京根法将上游来水演算到下游,用下游洪水扣除上游演算到下游的洪水得到区间洪水。沭河流域青峰岭水库、小仕阳水库至莒县区间洪水的实例推求结果表明:基于马斯京根法的区间洪水推求方法与新安江模型法推求的区间洪水过程差别较小,但前者进行参数估计时可考虑不同来水河段水力特征的差异。

基于下垫面遥感数据的山东省汇流地类分区

基于山东省2020年下垫面遥感数据及高分辨率DEM资料,从影响汇流的下垫面因子出发,按地貌-土地利用组合进行了汇流地类划分,并对全省53个不同面积的子流域汇流地类进行了分析。依据中国1∶100万数字地貌分类方案并结合山东省地貌实际情况,山东省地貌类型主要分为平原、丘陵和山地3类,平原、丘陵、山地之间的起伏度临界值分别为30、100 m,相应的坡度临界值分别为1.8°、5°;基于中国多时期土地利用遥感监测数据集土地利用分类系统,将耕地划分为水田和旱地,单列裸土地,最终将山东省土地利用分为8个大类;将地貌划分结果和土地利用划分结果进行叠加,划分山东省汇流地类为平原-旱地、平原-建设用地、丘陵-旱地等22类,其中平原-旱地面积占比最大;从子流域汇流地类平均情况来看,随着子流域面积增加,汇流地类数不断增加直至稳定,而最大汇流地类占比不断减小直至稳定。

基于SWAT与新安江模型场次洪水模拟研究及评估

中小河流洪水大多位于资料短缺的山丘区,具有突发性强,汇流时间短的特点,已成为当前防洪工作的重点和难点。新安江模型和SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型都是应用广泛的水文模型,但其在中小河流洪水模拟中的对比分析及效果评估方面还鲜有研究。以北潦南河为例,建立了日尺度和小时尺度的新安江模型和SWAT模型,评估2种模型在径流深、洪峰流量和峰现时间等关键要素方面的计算效果,分析各自优缺点。结果表明,在率定期间,新安江模型相对径流误差(RRE)、洪峰流量相对误差(RPE)和峰现时间误差(PTE)平均值分别为-2.6%、-4.3%、-0.3 h, SWAT模型RRE、RPE和PTE平均值分别为-4.3%、-3.3%、-0.1 h,新安江模型在RRE方面优于SWAT模型,但SWAT模型在RPE、PTE和多峰洪水模拟方面则优于新安江模型;在验证期得出了与率定期相同的结论。

系统微分响应修正在SWAT模型径流模拟的应用

径流模拟与预报对于流域水资源可持续开发利用至关重要,但是由于模型输入、参数、结构等误差,模型模拟的径流存在误差,需要对其进行修正。系统微分响应修正通过建立因变量与自变量之间的系统响应函数对自变量进行修正,从而实现对因变量的修正。将系统微分响应修正方法引入SWAT模型中,通过构建降水和径流的响应矩阵,以径流误差反演降水误差,从而实现降水误差的修正,并通过模型计算来修正径流。首先构建理想模型验证方法的有效性,之后选取建阳流域作为研究区域,构建SWAT模型进行日径流模拟与修正,采用多个评价指标对比分析系统微分响应修正的径流过程和Autoregres-sivemodel(AR)模型修正的径流过程。研究结果表明,系统微分响应能够准确提取降水误差信息并通过修正降水来实现径流序列的修正,并且系统微分响应在流域内的径流修正效果优于自回归模型,修正后多年平均NSE由0.71提升到0.88,提高幅度为24%,系统微分响应修正方法可以用于SWAT模型的径流修正。

基于多源预报残差的卡尔曼滤波校正技术

为充分利用实测水位流量序列所蕴含的信息,挖掘实测水位流量数据对洪水预报结果的实时在线校正作用以提高洪水预报精度,提出了一种基于多源预报残差的卡尔曼滤波校正技术,该技术采用基于水文要素观测值的涨落差法和残差自回归模型构建多源误差信息源,利用卡尔曼滤波技术进行多源误差序列融合来对洪水预报结果进行实时校正。浙江钱塘江流域实测资料验证结果表明:基于多源预报残差的卡尔曼滤波校正技术能够显著降低预报模型的流量模拟误差,平均相对误差减小超过10%。

汉江石泉水库流域水文模型参数率定方法研究

流域水文模型是实时洪水预报的重要工具,参数优化是流域水文模型的重要研究内容。简单高效的参数优化算法能提高模型应用效率,促进模型的推广使用。人机交互参数率定费事费力,主观性强。自动参数率定以优化算法为基础,在以误差平方和为目标函数的曲面上寻优,更客观,但也存在一些问题。以石泉水库流域为研究区域,构建新安江模型,基于参数敏感性分析结果,分别采用系统微分响应、人机交互和SCE-UA参数率定方法对新安江模型敏感参数进行优选,从迭代次数和平均确定性系数方面对参数优选结果进行比较,并对比不同参数模拟结果的径流深误差、洪峰误差和确定性系数,探讨不同参数率定方法在石泉水库流域水文模拟中的适用性和效率。结果表明,系统微分响应参数率定方法应用效果较好,效率与精度均优于人机交互和SCE-UA。率定的参数在石泉水库洪水模拟中结果较好。平均确定性系数达到0.937,可进一步拓展该方法在其他流域和其他模型的洪水模拟中使用。

一种通过地形指数计算流域蓄水容量的方法

在概念性分布式水文模型中,单元格蓄水容量的确定成为一个难题。考虑到单元格蓄水容量同地形指数之间的相似性,发现地形指数同蓄水容量间满足位移量为零的对数维布尔分布函数,建立了地形指数同单元格蓄水容量之间的函数关系,从而可通过单元格地形指数求取单元格的蓄水容量,在一定程度上解决了分布式水文模型中产流参数的离散化问题。

西南地区气象干旱向水文干旱传播的特征

为了解西南地区气象干旱向水文干旱传播的特征,采用西南地区1968—2017年101个气象站观测资料和8个水文站月径流资料,计算了标准化降雨蒸散发指数(SPEI)和标椎化径流指数(SRI),基于皮尔逊相关系数(PCC)确定了干旱响应时间并结合游程理论识别、融合和剔除干旱事件,构建了线性干旱传播模型并确定了西南地区部分流域气象干旱向水文干旱传播的触发阈值。结果表明:西南地区干旱响应时间为2~7月;水文干旱敏感度分布与气象干旱传播率分布较为一致;干旱烈度传播阈值较小的流域,水文干旱事件历时更长。

西南喀斯特流域水循环研究进展

在分析我国西南喀斯特流域水文地质条件的基础上,总结了现阶段西南喀斯特流域水循环研究的主要方法,即流域水文模型方法和试验方法。指出利用流域水文模型方法进行定量研究的优缺点,在实际应用中遇到的困难,以及用试验方法研究喀斯特流域水循环过程所存在的问题。对未来西南喀斯特流域水循环研究的发展方向提出了一些看法。

降雨空间插值方法的比较与改进

对几种常用的降雨空间插值方法,如泰森多边形法、距离平方倒数法、克里金方法的优缺点进行了分析和比较.考虑到高程对降雨量影响较大,在协克里金方法的基础上将高程作为第2类影响因素引入降雨量的空间插值方法中,并提出了引入高程信息的协克里金方法.将3种方法(距离平方倒数法、普通克里金方法、引入高程信息的协克里金方法)用于沿渡河流域降雨量的插值计算,结果表明,考虑高程信息的协克里金方法的插值效果明显优于其他2种方法.

由DEM确定Nash汇流模型的参数

针对推求Nash汇流模型参数的传统方法中需要有足够数量的流域降雨径流资料,而目前在大部分地区并没有足够的水文资料这一情况,提出了一种确定Nash模型参数的新方法.首先由DEM提取地形地貌参数,然后推算Nash模型的参数.选择长江三峡沿渡河流域为例进行模拟计算,取得了较好的效果,表明本文方法在实用上是可行的,完全避开了大量降雨径流资料的处理和分析,有助于进一步深化缺少资料情况下汇流计算方法的研究.

黄河源区气象干旱与水文干旱关联性分析

采用标准化降水指数(SPI)和标准化径流指数(SRI)刻画黄河源区气象干旱和水文干旱过程,通过唐乃亥水文站SRI、源区SPI及3种小波分析方法揭示了1968—2020年黄河源区气象和水文干旱之间的周期性特征及相关性。结果表明:广义极值分布是唐乃亥水文站最适宜的流量分布函数;以Gamma分布和广义极值分布分别作为降水和流量的分布函数,基于距离平方倒数法计算出SPI-9和SRI-1的相关系数最高,为0.68;连续小波变换分析表明SPI-9和SRI-1具有相同的周期特征,交叉小波变换和小波相干分析表明SPI-9和SRI-1在不同周期尺度表现出显著的正相关关系;黄河源区气象干旱向水文干旱的传播时间为9月,SPI-9序列可用于水文干旱监测。

术前中性粒细胞淋巴细胞比率(NLR)预测胃癌预后的临床意义

目的:探讨术前中型粒细胞-淋巴细胞比例(NLR)在评估术后胃癌患者预后方面的临床意义。方法:选取2003年1月至2006年1月于我院行胃癌根治术(D2)患者344例做回顾性研究,其中男性231例(67.2%),女性113例(32.8%),平均年龄67.6岁(24岁-83岁),远端胃大部切除203例,近端胃大部切除45例,全胃切除76例,全胃加联合脏器切除患者20例。收集患者术前中性粒细胞计数,淋巴细胞计数,血小板计数,计算中性粒细胞淋巴细胞比率(LNR),以LNR=3为临界点将患者分为高LNR组和低LNR组,术后定期随访,将相关的临床病理因素行单因素及多因素分析。结果:高LNR组患者5年生存率明显较低LHN组差(51%vs 74%,P<0.001),无病生存率也有明显差异(67%vs 85%,P<0.001),肿瘤浸润超过肌层,淋巴结转移,远处转移,分化差患者NLR较高(P<0.001),影响预后的相关临床病例因素的单因素分析结果提示:肿瘤浸润深度,淋巴结转移,远处转移,分化差是影响预后的高风险因素,多因素分析显示高NLR是影响术后肿瘤患者预后的独立危险因素(HR1.768-2.174,P<0.001)。结论:术前NLR可能会成为预测胃癌术后复发的简便的生物标记。

考虑水流空间变异性的地貌瞬时单位线研究

探讨了在非线性的框架下河网结构对流域水文响应的影响,通过考虑水动力参数空间变化的非线性来构建流域地貌瞬时单位线并进而分析对水文过程的影响。以长江三峡区间沿渡河流域为例,计算表明提出的方法能获得较高的计算精度。

由SSNs构建流域地貌瞬时单位线的研究

流域汇流受到河网形态的影响,考虑到水系的分形自相似特性,利用在文献[1]基础上改进的方法构造了理想的自相似网络(SSNs),并推导出相应的宽度函数(WF)表达式。以WF为基础,得到流域地貌瞬时单位线。利用生成的单位线对沿渡河流域11场洪水进行汇流计算,结果表明,所提出的方法应用于流域汇流计算具有较好的精度。

不同优化算法在新安江模型参数率定中的效果评估

针对水文模拟预报中需要寻求实用、稳健、高效的优化算法并据此确定参数的全局最优解的问题,以綦江流域典型控制断面五岔断面为研究对象,分别选取GA、SCE-UA、CMA-ES、PSO等4种优化算法进行分布式新安江模型汇流参数率定,并从有效性、稳定性、耗时和效率4个方面评估算法的参数率定性能。结果表明:CMA-ES算法优化效果最佳,相同迭代次数下耗时最少;SCE-UA算法稳定性和效率最高,但耗时随着迭代次数增大而显著增加;PSO算法有效性和效率相对较优,但稳定性最差;GA算法耗时相对较少,优化效果和效率最差;综合性能从优到劣依次为CMA-ES算法、SCE-UA算法、PSO算法、GA算法。

我国西南岩溶流域概念性分布式水文模型的构建及应用

以贵州省三岔河流域为研究区,构建了一个以表层岩溶带产流过程为核心的岩溶流域概念性分布式水文模型。模型充分考虑了岩溶地区下垫面条件的复杂性,根据含水介质的不同,将岩溶水分为不同径流成分并分别汇流演算。模型中的大部分参数通过野外实验直接获得,通过对研究区1991―2012年共22 a逐日过程进行模拟演算,结果表明：该模型在三岔河流域有良好的适用性,径流深及洪峰误差均控制较好。

自相似网络的拓扑性质及对天然水系的模拟

基于自相似网络的一些特殊性质,仿照Horton定律分别给出了河源率、直径率和链数率的计算公式,通过调整自相似网络的参数,对两个天然河网进行了模拟比较,取得了较好的结果。

民族村寨居民旅游影响感知的模糊综合评价——以贵州肇兴侗寨为例

以贵州民族旅游村寨肇兴侗寨为例,采用主成分分析方法构建居民旅游影响感知评价指标体系,运用模糊综合评价的方法对居民旅游影响感知进行测量。结果表明:肇兴侗寨居民旅游影响感知综合评价值为2.775,居民对旅游影响的总体感知度不高,居民对旅游影响的正面感知要强于负面感知。分析其原因,并提出肇兴旅游发展的对策与建议。