重庆市典型下垫面SCS-CN模型基于坡度修正的径流曲线数优化

以重庆市渝北区和巴南区的典型下垫面为研究对象,基于SCS-CN模型原理和坡度修正公式,通过开展人工模拟降雨实验,优化了不同植被覆盖程度的紫色土和黄壤下垫面在不同坡度(5°、10°、15°和20°)下的CN值,同时采用模型评价参数对优化前后的模型预测精度进行对比。结果表明:地形坡度变化对径流深有显著影响,地表径流深随坡度的增大大体呈现增加的趋势。同一类型下垫面的CN值随坡度的增大而增大,同一坡度下的CN值存在黄壤>紫色土,自然草地(稀疏)>自然草地(浓稠)。从模型评价参数来看,由Huang坡度修正公式修正后的模型效率系数最高且平均相对误差最小。因此,在山地城市应用SCS-CN模型时,建议使用Huang坡度修正公式对CN值进行优化,以便更精准地预测径流。

DEM分辨率及子流域划分对AnnAGNPS模型模拟的影响

针对大中尺度流域非点源污染模拟精度与运算效率的突出矛盾,选取数据精度与空间离散化2个关键影响因素,讨论数字高程模型(DEM)分辨率和临界源面积(CSA)取值对AnnAGNPS模型模拟结果的影响.分别比较了7组CSA取值及8组不同DEM分辨率对华北潮河流域大阁子流域AnnAGNPS模型参数提取及模拟结果的影响.研究发现,CSA取值对汇水单元的数量、地表径流量、泥沙以及总氮的模拟有很大的影响.随着CSA取值的增大,地表径流量变化不大;泥沙先逐渐增大,后呈减少趋势;总磷负荷的变化趋势不明显;总氮负荷呈逐渐减少的趋势.选择合适的CSA是流域AGNPS模型模拟的基础.DEM是分布式水文模型的基础数据,研究表明:DEM分辨率对坡度有较大的影响.随着DEM分辨率的降低,径流量变化不大;土壤侵蚀和总氮负荷变化却十分明显,当DEM分辨率从30m逐渐降低至60m时,泥沙输出及总氮负荷迅速减小,总磷呈现先减小后逐渐稳定的趋势,但变化幅度小于总氮和泥沙.当DEM分辨率小于60m,泥沙和总氮的输出随分辨率降低下降缓慢.以30m和50m DEM为例,通过不同精度的DEM坡度回归分析,建立了低精度DEM坡度修正的方法.用修正后的坡度进行AnnAGNPS模型模拟计算,结果表明坡度修正对泥沙、总氮、总磷的模拟有不同程度的改善.

纵坡道路噪声分布规律研究

为了摸清纵坡道路单车噪声排放规律和两侧声场分布状况,借鉴国内外单车噪声排放模型研究方法,对水平路面单车和坡度路面单车噪声源强测试数据进行分析,提出水平路面单车噪声排放模型和坡度路面单车噪声排放修正模型。实测某纵坡道路两侧噪声分布情况验证模型的适用性,并应用模型仿真研究纵坡道路噪声分布规律,得出与道路较近的观测点处,上坡一侧噪声比下坡一侧和水平道路两侧偏高;与道路较远的观测点处,坡度产生的影响可以忽略不计。论文研究成果对道路环境影响评价和噪声地图绘制及其误差分析具有很好的参考作用。

基于SCS-CN模型的黄土高原丘陵区坡地微型集雨垄垄面径流量预测

为了探寻我国黄土高原丘陵区坡地垄沟集雨种植控制水土流失和增产机理,本研究利用试验期2019年坡地微型集雨垄收集的19次降雨-径流资料,率定不同坡度(0°、5°和10°)微型集雨垄SCS-CN模型的径流曲线数CN值和初损系数λ值,利用5次降雨-径流资料检验模型的有效性。结果表明:自然降雨条件下,坡地微型集雨垄径流量随坡度增大而增大,λ值随坡度增加而降低,CN值随坡度变化不明显;William坡度修正公式、Huang坡度修正公式和Huang优化坡度修正公式确定纳什效率平均值分别为0.83、0.96和0.98,平均相对误差分别为17.67%、8.51%和5.84%;Huang优化坡度修正公式考虑坡度因子,率定径流曲线CN和初损系数λ,模拟精度优于Huang坡度修正公式和William坡度修正公式,适合于我国黄土高原丘陵区坡地微型集雨垄径流预测,为坡地垄沟集雨种植控制水土流失和增产提供科学依据。