基于BIC-KMeans和SWMM的城市雨洪快速模拟方法

针对城市雨洪模型率定过程过于烦琐复杂的问题,耦合贝叶斯信息准则(BIC)和K均值聚类机器学习算法(KMeans)构建了BIC-KMeans算法。根据样本参数在不同城市功能区的分布规律,结合暴雨洪水管理模型(SWMM)提出了城市雨洪快速模拟方法。分别在郑州大学主校区、郑州市金水区南部、郑州市中心城区3个集水区选取了6、3、4场历史观测洪水事件进行了验证。结果表明:提出的城市雨洪快速模拟方法适用性较好;洼蓄量、地表曼宁系数、入渗率和衰减系数等不确定性参数在不同城市功能区的取值由小到大依次为工商业区、居民区、公共用地区;3个集水区雨洪模拟洪水流量相对误差均小于12%、纳什效率系数均大于0.75、决定系数均大于0.80,各项指标均优于传统调参法;SWMM模拟精度会随着集水区空间尺度增大而变小,峰现时间误差在较小尺度集水区雨洪模拟中是分钟级,在较大尺度为小时级。

基于降雨径流关系的山洪动态临界雨量计算研究

为解决初始土壤含水量不确定性给山洪快速准确预警带来的难题,实现山洪临界雨量的动态计算,以初始土壤含水量、降雨量和径流深之间的指数型关系为基础,构建考虑初始土壤含水量的降雨径流关系,并通过试算法得临界雨量。以陕西省子洲县岔巴沟流域为典型区域,构建同历时降雨初始土壤含水量和临界雨量间的响应关系曲线,用1980—2019年间的21场降雨数据进行验证。结果表明:临界雨量计算准确率为85.7%,因此基于降雨径流关系的山洪动态临界雨量计算方法具有一定可行性。

无资料地区Nash瞬时单位线参数推求方法探究

Nash瞬时单位线在洪水预报中应用广泛,但易受实测资料限制,为推广其在无资料地区的应用,采用文献分析和统计方法分析其在我国中小流域的历史参数取值,总结其参数规律,针对应用较多的长江流域做重点分析,将推求规律应用于黄河、长江和淮河的四个中小流域,并选取MFPM模型进行检验,四个流域的NES均大于0.75,结果表明该规律满足实践要求且具有统计学意义,推求公式应用不依赖于实测降雨径流资料,可在无资料地区进行推广。