MIKE SHE模型在杭锦旗引黄灌区的应用研究

农田灌溉排水作为灌区退水的重要部分,在改善耕地与抵御灾害过程中起到了重要作用。以杭锦旗引黄灌区为研究对象,采用MIKE SHE分布式水文模型,以2017—2018年为率定期、2019年为验证期,模拟分析灌区排水过程,为灌区排水规律研究提供模型基础支撑;最终2019年模拟结果相关系数达到0.7734,年排水量相对误差为3.7%。结果表明:在实测排水数据受干扰影响较小的情况下,模拟值与实测值拟合程度较高,模型可以较好地模拟灌区天然排水过程。

基于MIKE SHE模型的土地利用与降水变化对宁夏中宁段黄河周边地区地下水位的影响

为研究土地利用与降水变化对地下水位的影响,以黄河宁夏中宁段周边地区为研究区,建立地表水—地下水耦合的MIKE SHE分布式水文模型,并用观测井实测数据对模型参数进行率定和验证。结果表明,研究区地下水位随着降雨量的增加明显升高,并在9月份到达峰值1201.46 m;与基准组相比,对比组A年平均地下水位升高0.27 m,土地利用变化对水位升高影响作用占33.3%,降水则占66.7%;对比组B年平均地下水位升高0.51 m,土地利用变化对水位升高影响作用占35%,降水则占65%。

基于MIKE SHE分布式水文模型的降水时间尺度对喀斯特流域径流模拟的影响研究——以红水河系六硐河流域为例

径流形成是流域系统对降水水文响应的结果,其实质也是流域对降水时间和空间上的重新分配。降水作为径流模拟中最大的不确定因素之一,其时空分布特征是影响径流模拟及一系列其它水文问题的主要控制因素。为了探索喀斯特流域降水时间尺度对径流的影响规律,本研究利用MIKE SHE模拟技术,结合喀斯特流域独特的地质、地貌、覆被类型及水文特征,对模型的相关参数进行率定,模拟了5场典型洪水的降水径流过程。并且通过改变降水资料的时间尺度,研究降水时间变异对模拟洪水过程的影响。研究表明,在相同的流域下垫面和模型条件下,若累计降水时间增加,同样数量的降水产生的径流总量也会增加,最大的流量出现时间也相对滞后。

基于MIKE SHE模型的干旱区节水灌溉对地下水位的影响研究

以新疆干旱区玛纳斯河流域莫索湾灌区150团为例,以2005年为基准年进行模型相关参数率定,以现状年2010年实测地下水数据进行模型验证,以2020年为规划年进行地下水预测,利用具有物理基础的分布式水文模型MIKE SHE模型模拟自然-人工复合水循环过程,并对比现状年与规划年节水灌溉情况及地下水模拟结果。结果表明,由节水灌溉比例的增加引起的地下水位下降值为0.021m,对地下水位下降变化的贡献比例为24.7%。

基于MIKE SHE模型的洋河流域水环境模拟研究

张家口市作为京津冀水源涵养功能区及冬奥会举办场地,当地社会经济发展对水环境提出了更高要求,改善流经张家口市7区4县的洋河水环境迫在眉睫。基于MIKE SHE模型,建立洋河水环境对流域排污的响应关系,评估3种不同点源和面源污染控制方案下洋河水质改善效果,结果表明:在平水年来水情况下,基础情景下2019年洋河干流关键断面八号桥COD和TP全年达标率仅为33%和75%;方案一仅控制城镇生活污水(点源污染)使其达标排放,八号桥断面COD和TP达标率提高至100%;方案二控制农村生活污水(面源污染)使其达标排放,八号桥断面COD和TP达标率分别提升至58%和82%;方案三同时控制点源污染和面源污染,水质改善效果最好,可以避免来水过少时出现水质超标问题。

基于MIKE SHE模型的流域地下水水文响应

为研究在流域或盆地尺度上降雨入渗补给地下水水文响应的滞后效应,采用Arc GIS技术,并基于MIKE SHE软件数值分析的方法,建立了丹麦Skjern流域地表水-地下水耦合的分布式水文模型,运用观测值对该模型进行参数率定。通过观测值和模拟值对比,同时分析了Skjern流域气候条件和地下水埋深对地下水水文响应的影响,结果表明：丹麦属于温带海洋性气候,Skjern流域地下水补给集中在9—12月和1—3月;地下水位埋深为1m左右时,降雨入渗补给很快到达地下水面,地下水补给峰值的滞后时间很短,大约1~2 d;对于地下水位埋深在2~5 m之间的,滞后现象较为明显,峰值滞后4~5 d;对于地下水位埋深〉10 m的,峰值滞后时间则很长。该模型模拟Skjern流域效果较好,模型对于Skjern流域具有一定的适用性和应用潜力。

MIKE SHE水文模型参数的不确定性研究

为了估测水文模型的不确定性参数特征,更准确地构建水文模型,利用妫水河流域东大桥水文站径流资料,对MIKE SHE模型参数进行了不确定性分析。结果表明:选取的参数中不确定性较大的为水平传导系数、壤中流下渗常量、壤中流给水度、壤中流渗透阈值,不确定性较小的为山林地及平原耕地的饱和渗透系数、蒸散发经验系数;模型模拟结果与实测数据符合较好,校核期有55%的实测数据落入模拟径流量的置信区间内,但模拟精度仍有待提高。

基于MIKE SHE的洪水模拟与尺度效应分析

以淮河黄泥庄流域为研究对象,构建用于洪水模拟预报的分布式流域水文模型MIKE SHE,根据参数物理意义以及率定的方式确定MIKE SHE的模型参数。选用流域出口控制站黄泥庄水文站1983年～2009年间的21场洪水资料,对建立的模型进行了模拟与验证。在此基础上,研究设定了5种网格大小及5种时间步长,探究时空尺度变化对模型模拟效果的影响。结果表明,MIKE SHE模型对时间与网格尺度大小均较为敏感,且在一定尺度范围内,洪峰与洪量随网格增大而增大,随时间步长增加而减小。

玛纳斯河流域MIKE SHE水文模型率定

采用传统的SWAT模型模拟干旱区山区流域径流过程,无法准确反映流域水资源的空间分布特征。本文基于中国地面日值格点数据集,运用分布式水文模型MIKE SHE模拟了1991—2015年间玛纳斯河流域水文过程。选取模型效率系数(Nash-Sutcliffe efficiency coefficient,NSE)、确定系数(R2)以及相对均方根误差(RMSE-observations standard deviation ratio,RSR)对模型适用性进行评价。流域出山口肯斯瓦特水文站实测径流数据用于模型校准及验证。最终,肯斯瓦特水文站日尺度径流仿真效率为:NSE=0.78,R2=0.85,RSR=0.47;月尺度径流仿真效率为:NSE=0.82,R2=0.91,RSR=0.43。结果表明,MIKE SHE模型在玛纳斯河流域具有良好的适用性。本研究为干旱区山区流域水文模拟提供了参考,研究结果可为流域水资源合理配置提供科学依据。

MIKE SHE模型在河道治理工程中的应用

科学地计算河道设计洪水是河道治理工程的关键,目前传统工程水文学方法需分控制段分单元考虑不同区间洪水组合,计算相对复杂。文章以小清河流域为例,建立基于地形的小清河流域MIKE SHE模型,可模拟流域设计暴雨洪水过程,模拟结果可为设计洪水成果的采用提供参考,同时可为治理工程的实施提供决策依据。

基于MIKE SHE模型的华北平原水资源利用情景分析

气候变化和人类活动是影响流域水文循环和水资源可持续利用的两大驱动因素,在校准的MIKE SHE模型基础上考虑气候变化和人类活动的影响,设定8个情景对华北平原2009-2028年的水文循环及水资源利用进行预测。结果表明:考虑南水北调工程的情景在预测期末的地下水水位有较大程度(0. 06~1. 26 m)的恢复,预测期内华北平原水量总流入小于总流出会导致含水层储量的消耗和地下水的不可持续利用,但在适当情景下可以较大程度缓解这种不可持续性。气候变化对华北平原含水层储量有较大的影响:降水量减少5%,地下水储量将减少0. 27 m;降水量增加5%,地下水储量将增加0. 3 m。南水北调工程和农业节水措施的实施对华北平原地下水水位的恢复、缺水程度的缓解作用显著。

MIKE SHE分布式水文模型在广东省中小河流洪水预报中的应用展望

中小河流急需提高洪水预报的有效性与及时性。MIKE SHE是基于物理过程的分布式水文模型,具有高度灵活性、操作简单、应用范围广泛等特点。该文在分析中小河流洪水预报研究现状的基础上,提出MIKE SHE在广东省中小河流洪水预警预报中的应用展望。

DEM尺度对MIKE SHE坡面二维流模拟的影响分析

MIKE SHE的坡面流计算采用的是二维扩散波模型,这种算法下DEM中存在的"洼点"会对径流过程造成影响。针对黄龙带水库流域用100m DEM,用双线性插值转换为27m、50m、200m、400m的DEM,并建立5个尺度的模型,研究不同尺度下的洼蓄量、坡面径流过程。结果发现在尺度上推和下推的过程中,洼蓄量都减少,并且尺度下推时坡面汇流过程有变慢的趋势。

基于MIKE SHE模型的平原区流域暴雨内涝模拟

暴雨内涝是平原区主要的洪涝灾害。由于平原区流域地面坡度平缓、河道分布密集,坡面及河道汇流速度慢、洪水历时长,构建符合平原区产汇流机制的内涝模型为暴雨内涝模拟的重要内容。本文以山东省平原河道洙赵新河为例,考虑下游湖水位及前期影响雨量等影响因素,建立了基于地面高程、下垫面条件及河流水系等要素的MIKE SHE分布式水文模型,经率定验证后,模拟流域内涝过程,预警易涝区域,计算内涝水量,为平原区流域暴雨内涝模拟提供参考。

基于MIKE SHE模型在辽南地区地下水模拟验证的研究

以辽南地区的四个地下水站为例,分析坡面排水、灌溉、植被类型和蒸发散参数的空间分布,并利用监测的2010年~2019年长期观测资料采用MIKE SHE模型分别对各站的地下水进行验证。结果表明,使用该模型所验证的结果正确可靠。

基于MIKE SHE模型的沙河水库流域水文模拟研究

为了探究流域水文循环及河道水动力变化规律,根据收集到的基础数据资料,基于MIKE SHE模型构建沙河水库流域分布式水文模型,模拟流域径流过程,并根据物理参数意义及率定的方式确定了模型相关参数。研究结果显示:MIKE SHE模型在研究区具有良好的适应性,2018年全年径流过程E_(ns)达到0.75,R^(2)为0.77,径流总量RE为1.3%;汛期(6~9月)径流过程E_(ns)为0.71,R^(2)为0.73,径流总量RE为7.5%,模拟精度达到良好水平,可为流域层面水环境模拟提供基础支撑,也可为其他相似地区水文模拟提供参考。

基于BP神经网络的MIKE SHE模型参数率定

为了更精细地对水文全过程进行描述和解析,更准确地构建分布式水文模型,以丹麦Karup流域为例,对MIKE SHE模型的饱和导水率、饱和带水平水力传导系数、河床透水系数进行了参数率定,模拟流域的日径流过程。结果表明:基于BP神经网络反分析的参数率定方法比MIKE SHE模型参数自动率定计算得到的均方根误差RMSE小,模型效率系数Ens更接近1;采用BP神经网络反演率定参数后,3组测试样本的日径流模拟过程的RMSE分别为0.04,0.03,0.08 m^3/s,Ens均为0.99,且模拟结果能较好地反映径流的实际变化趋势。因此,这种基于BP神经网络反分析的参数率定方法对构建分布式水文模型具有一定的价值。

MIKE SHE模型在灞河径流模拟中的应用研究

以灞河流域作为研究区域,依据该流域水文气象1990-2010年实测资料,采用MIKE SHE模型对流域径流进行模拟研究,利用Arc Gis等技术建立了模型数据库,对模型参数进行了率定和验证,使用多目标(均方根平方误差、模型效率系数和决定系数)对模型适用性进行了评价。结果表明:年径流模拟效果比较好,MIKE SHE模型在灞河流域的适用性较好,研究所率定的参数可为进一步研究灞河流域水资源利用与管理提供依据。

MIKE SHE模型的发展与应用研究

MIKE SHE (MIKE System Hydrological European)作为基于物理过程的分布式水文模型的典型代表,能够清晰地描述完整的地表水-地下水文过程,拥有数据精确、多模块模拟、用户界面方便等优点。主要就MIKE SHE模型的发展历史和主要应用进行了简单的总结分析,并简要阐述其主要存在的问题和改善的方法。

国内MIKE SHE水文模型研究与应用综述

为跟踪MIKE SHE水文模型在我国的研究与应用情况,把握MIKE SHE水文模型研究动向,对MIKE SHE水文模型的发展历程进行介绍,分析了该模型的基本原理与结构。同时对该模型在各领域的研究情况进行了综述,其中包括区域水文模拟、地下水水文分析、降雨-径流模拟以及洪水预报等内容。并针对目前国内模型应用中存在的数据支撑、处理及模型算法选用问题,提供了新的思路。