改进垂向混合产流模型在北方干旱半干旱区中小流域适用性分析

针对传统模型在辽西干旱半干旱区普遍适用性低问题,引入改进的垂向混合产流模型,以辽西两个典型中小河流为实例,定量分析改进前后垂向混合产流模型在区域洪水模拟的适用性。结果表明:垂向混合产流模型在水源划分上进行了改进,更符合辽宁西部产汇流机制,相比于传统模型,在洪峰和峰现时间误差上均有较大程度的改善,两个流域场次洪水合格率相比于改进前分别提高36.3%和40.0%。

改进垂向混合产流模型在营口洪水模拟中的应用

为分析改进的垂向混合产流模型在营口地区河流洪水模拟的适用性,以营口地区熊岳站为研究实例,结合熊岳站15场典型实测洪水数据对比改进前后模型的模拟精度。分析表明:改进的垂向混合产流模型在熊岳站模拟精度总体可达乙级标准,在洪峰和洪量模拟精度均较传统模型有着较为明显的改善。研究成果对于营口地区洪水预报方案制定具有重要参考价值。

垂向混合产流模型在三峡水库洪水预报中的应用

选取寸滩武隆至三峡大坝之间的流域为研究对象,构建三峡水库垂向混合产流入库洪水预报模型,模拟研究区域内近几年汛期的降雨径流,从日模和次洪模拟效果分别进行分析,并与新安江模型模拟效果进行对比。结果表明:垂向混合产流模型和新安江模型模拟精度均较高,年径流深、年最大洪峰、年最大3d洪量、年最大7d洪量、场次洪水洪峰、径流深及确定性系数均满足许可误差要求,模拟场次洪水的合格率均达到100%,且垂向混合产流模型模拟精度略高于新安江模型。因此,建立的垂向混合产流模型对洪峰、洪量、过程均模拟较为准确,可为三峡水库入库洪水预报提供重要参考依据。

基于改进的垂向混合产流模型的水资源评价模型研究及应用

为简化水资源评价中还原计算的工作量,人们提出了利用水文模型进行水资源评价的方法,但近年来由于水资源开发利用对流域水文的影响,还原结果往往出现偏差。针对此问题提出了基于改进的垂向混合产流模型用于水资源评价的方法,考虑水资源开发利用的影响,建立水资源评价模型。参数优选则是在计算机自动优化的基础上进行人工优选,以增加参数精度。经案例分析表明,所建立的水资源评价模型适用于研究区的水资源评价,且以相对误差小于20%为标准,合格率达83.9%。为研究区水资源评价提供了新的方法。

垂向混合产流模型在不同地区的应用与改进

基于垂向混合产流模型的结构特征,选择不同地区加以应用比较,率定了模型在西北干旱半干旱地区的参数,在此基础之上进行了洪水模拟计算,分析对比了模型在不同地区的应用和洪水模拟结果不合格的原因。通过分时段双源蒸散发计算和改进的格林-安普特下渗公式的应用计算,使模型在北方干旱地区和南方湿润地区也具有一定的适应性、成熟性和有效性。

改进的垂向混合产流模型在辽西干旱半干旱区域洪水模拟中的应用

本文引入改进的Grenn-Ampt下渗曲线对垂向混合产流模型的下渗计算进行改进,并以辽西干旱半干旱区域为研究区域,对区域洪水进行模拟分析。研究结果表明:相比于传统模型,改进的垂向混合产流模型在洪水模拟精度上有明显改善,日尺度和小时尺度洪水模拟的相对误差分别减少8.7%和10.6%,洪水过程拟合系数分别提高0.26和0.30,改进模型更适用于辽宁西部干旱半干旱区域的水文模拟。研究成果对于北方干旱半干旱区域洪水模拟提供方法参考。

垂向混合产流模型在清河水库流域的改进应用

基于清河水库流域气候特点并结合垂向混合产流模型的结构特征,对模型结构进行改进应用,通过分时段双源蒸散发计算和改进的格林—安普特下渗公式的应用计算,在此基础之上进行洪水模拟计算,分析对比模型在清河水库流域改进前后的结果,使模型在北方干旱冻土地区具有一定的适应性、成熟性和有效性。

改进的垂向混合产流模型在大凌河流域的运用

考虑传统垂向混合产流模型在河道汇流演算时将槽蓄系数设置为定值的缺点,引入变动态存储系数法对其进行改进,并将两种模型在大凌河流域进行对比分析。此外,基于改进的垂向混合产流模型定量分析不同蒸发输入和不同计算时段对水文模拟的影响。研究结果表明:相比于传统垂向混合产流模型,改进的垂向混合产流模型模拟的平均相对误差降低1.06%,确定性系数提高0.1;计算的蒸发输入相比于实测蒸发输入,平均相对误差减少0.61%,确定性系数提高0.03,计算的蒸发可代替实测蒸发作为大凌河流域无资料地区水文模拟的蒸发输入,研究成果可为大凌河流域水文模拟提供新的方法。

新安江模型与垂向混合产流模型的比较

从实时洪水预报模型通用性角度出发,对新安江模型与垂向混合产流模型进行比较研究.选用青峰岭水库流域、危水水库流域资料分别采用这两个模型进行模拟计算.计算结果表明,在湿润地区,新安江模型和垂向混合产流模型都能取得好的成果;在半干旱地区,新安江模型应用效果不太理想,垂向混合产流模型能取得比较令人满意的结果.

基于SCE-UA算法的新安江模型与垂向混合产流模型参数优化应用研究

为解决流域水文模型人工试错率定参数呈现的经验性与不确定性问题,探寻模型参数率定的全局最优解,本文对三水源新安江模型与垂向混合产流模型采用复合形交叉进化算法(SCE-UA)优选率定模型参数。优化过程中拟定了两种模型参数优选边界,选定包含复合形个数p在内的SCE-UA算法参数,建立了基于洪峰、洪量、流量过程三要素的目标函数。经案例分析得出SCE-UA算法适用于上述两种水文模型调参应用,且垂向混合产流模型模拟结果优于三水源新安江模型。

基于栅格垂向混合产流机制的分布式水文模型

根据已有产流机制的研究结果,提出了当土壤含水量大于栅格蓄水容量时会产生径流的栅格蓄水容量概念,以及通过栅格植被根系层深度和田间持水量计算流域内各点栅格蓄水容量的栅格蓄水容量计算方法,并在充分考虑流域内植被类型、土壤类型和土壤水分参数对流域蓄水容量分布影响的基础上,应用栅格垂向混合产流机制描述植被根系层的水量变化,从而避免了对复杂的土壤水运动过程的直接描述.甸子流域的应用结果表明,基于栅格垂向混合产流机制的分布式流域水文模型对多年连续序列模拟的效率系数达到0.744,年均径流深误差为1.18 mm,相对误差为2.18%.此模拟结果对于寒旱区的水文过程模拟来说是可以接受的.

蓄满-超渗产流模型在河南省典型流域适应性分析

半湿润半干旱地区的下垫面条件复杂、差异性大,其产流模式往往具有较强的随机性,并非简单的超渗产流或蓄满产流,产流计算难度大。本文选取蓄满-超渗兼容产流模型和垂向混合产流模型,以河南省鲁山县中汤流域及新县裴河流域为例,模拟分析流域产流情况及其适用性。结果表明:相较于单一蓄满产流模型仅60%的合格率,综合考虑蓄满和超渗产流的融合模型模拟效果更佳,其中蓄满-超渗兼容产流模型在两个流域均为100%,垂向混合产流模型则分别达到80%和100%的合格率,模拟合格率均较高。

基于垂向混合产流模型的北京山区山洪预警模型构建

[目的]构建基于垂向混合产流模型的北京山区山洪预警模型,为临界雨量的计算提供理论基础。[方法]结合北京市的气候条件,选用垂向混合产流模型进行产流模拟,用单位线法和线性水库法进行坡面汇流模拟,用马斯京根法进行河道汇流模拟。安全流量则用淹没出流量代表。北京山区山洪预警模型中的参数可通过外业实验测定和历史数据率定获得。[结果]通过对降雨和流量历史资料的验证,确定性系数、洪峰流量、峰现时间、时效等级均符合洪水预报的要求和规定,是否发生山洪的预测结果也与实际情况一致,证明了该模型的准确性。[结论]该模型可以应用于北京山区的山洪预警,降低由山洪导致的人员伤亡与财产损失的可能性。同时,该模型还可为北京山区山洪灾害临界雨量的推求奠定基础。

基于GLUE的垂向混合产流模型参数不确定性分析

水文模型能将复杂的水文现象和过程进行概化,其不确定性研究已成为模型研究的重要方向之一。以半湿润地区洛河流域为研究区域,构建了基于垂向混合产流模型的流域产流模拟模型,采用GLUE方法并结合5项相关指标对构建的模型进行不确定性分析。结果表明:使用GLUE方法对垂向混合产流模型进行不确定性评估和参数优选过程中,在置信度为95%的前提下,模型预报区间的覆盖率达到87.5%,对称度S和T接近于0,数据模拟对称度良好。

基于垂向混合产流模型的综合干旱指数新方法及其应用

采用合适的干旱指数评价流域干旱程度对防旱抗旱有重要指导意义。为此,通过垂向混合产流模型在滦河流域径流深的率定与检验,说明该模型适用于滦河流域,并可求得日过程滦河流域平均土壤含水量,确定构成综合干旱指数的单因素为降水距平百分率、相对湿润度指数、土壤相对湿度指数。在此基础上,提出了考虑土壤含水量的基于垂向混合产流模型的综合干旱指数新方法,即构建了可采用主成分分析法求解新的综合干旱指数与降水距平百分率、相对湿润度指数、土壤相对湿度指数之间的线性组合关系式,进而求得滦河流域月尺度的新的综合干旱指数,据此划分了干旱等级,比较了新的综合干旱指数与标准化降水指数、帕默尔干旱指数评价的干旱程度之间的差异,指出新的综合干旱指数较好地描述滦河流域的干旱程度,但个别年份评价结果尚有一定程度的偏差,未来还需要做更深入的研究。

淮河上游分布式垂向混合产流模型及其应用

为更好地了解淮河上游流域洪水产汇流特征,将超渗产流与蓄满产流进行垂向组合构建一套基于栅格的分布式垂向混合产流模型应用于淮河上游流域,并与集总式模型进行对比,以便解决干旱及半干旱半湿润地区的洪水预报问题。结果表明,在未考虑上游水库及土地利用影响的情况下,在淮河上游流域分布式模型较集总式模型应用效果好且参数不确定性低,参数率定期与检验期的平均确定性系数为0.74,合格率为75%,能够为变化环境下淮河流域洪水特征变化趋势及当地水资源规划与流域防洪提供依据。

垂向混合产流模型在辽西地区水文模拟中的应用研究

引入垂向混合产流模型,结合辽西地区2000—2010年实测水文数据,分析垂向混合产流模型在辽宁西部地区水文模拟的适用性。研究结果表明:垂向混合产流模型在辽宁西部地区水文模拟精度较好,模拟的次洪径流深和实测的次洪径流深之间的相对误差在8%以内,相关系数达到0.7以上,可用于辽宁西部地区水文模拟。研究成果对于辽宁西部地区水文模拟具有参考价值。

垂向混合产流模型在辽宁西部地区适用性分析研究

基于垂向混合产流模型,结合辽宁叶柏寿流域和凉子河24场洪水统计数据,对流域洪水进行适用性模拟,通过与实测洪水数据对比分析,结果可知:垂向混合产流模型在模拟精度上较传统辽宁非饱和水文模型有较为明显的改善,传统模型精度为丙级,采用垂向混合模型后,其洪水模拟精度可达到乙级。

一种基于MMS的改进降水径流模型在中国西北地区黑河上游流域的应用

以黑河流域上游为研究对象,通过对山区自然产水区的产汇流机理的研究,基于分布式水文模型集成环境的开发思想,利用MMS(modular modeling system)模型库中与降水径流相关的模块,通过综合各种产流(包括超渗、蓄满产流)机理、并且根据寒区产汇流的特点对USGS开发的流域PRMS(precipitation-runoff models)模型进行了改进,增加了土壤水运动中降雨入渗补给的多层土壤滞后效应模块以及积雪融雪和冻土面积识别模型,建立了适合于寒区流域的分布式PRMS模型。利用该模型对黑河上游出山径流过程进行了模拟与预报,模型研究结果表明:利用MMS建立的黑河上游改进的PRMS模型不仅完全可以模拟和预测黑河上游的产汇流过程,在考虑了冻土的情况下,预测年出山径流量误差小于2.7%;而且模型可以对黑河上游径流组成成分进行分析计算,对黑河上游产汇流机理做进一步阐明。利用改进的PRMS模型,预测分析了黑河上游未来气候和土地覆盖变化情景下流域出山径流变化的趋势,为黑河流域水资源合理利用和管理提供科学依据。

黄河源区玛曲至唐乃亥区间水文模型适用性研究

黄河源区是黄河流域重要产流区,该区域的洪水预报对龙羊峡、刘家峡等黄河上游梯级水库群的防洪调度,乃至整个黄河流域的水旱灾害防御具有举足轻重的作用。以黄河源区主要产流区玛曲至唐乃亥区间为研究对象,研究了萨克拉门托模型、陆浑模型及垂向混合产流模型在该区域的适用性,结果表明:3种模型模拟的洪峰流量、次洪水量的合格率均大于85%,确定系数均值都在0.7以上,各模型都能较好地模拟该区域的洪水过程;3种模型均不能对所有场次洪水的模拟精度达到满意的效果,因此黄河源区的洪水作业预报应采用多模型组合的集合预报方法。