基于GLUE方法的流域水文模型的不确定性分析

以东江流域中的星丰流域为研究对象,采用GLUE方法探讨了TOPMODEL模型在水文预报中的不确定性.研究结果表明,模型中的参数m、T0和RV较为敏感,它们的微小改变都将影响模拟结果,而参数SR0不太敏感.从两场次洪水的流量过程线可看出,模拟得到的流量过程线的上、下边界并不能完全包含实测流量过程线,总有一些实测流量落在90%的置信区间之外,说明TOPMODEL模型并不能完全模拟出该流域的流量过程,这正是由于模型的不确定性而引起的.

流域基本单元汇流研究

推导了V形基本单元的面积—时间曲线,即得到了其地貌瞬时单位线,继而求出其时段单位线,再与净雨卷积,即可求得流域基本单元的汇流过程。以星丰流域为例,进行了流域基本单元汇流计算,得到了令人满意的结果。这在一定程度上促进了流域汇流理论的发展,必将在推进水资源开发利用、洪水预报、水污染防治以及湿地生态保护等方面表现出重要的理论意义和应用价值。

基于流域基本单元的分布式流域汇流计算方法

结合现行离散化方法的优缺点,引入流域基本单元的概念,在DEM平台上利用Arcview软件将流域离散化为基本单元,计算流域地貌特征值,构建基本单元—河网型分布式流域水文模型。推导出V形和马蹄形基本单元的面积—时间曲线,用以计算坡面汇流;对于河网汇流则运用Muskingum法计算,其优势在于可充分考虑水流汇集的物理概念和下垫面因子分布不均对流域汇流的影响。以星丰流域和沿渡河流域为对象进行水文模拟应用研究,结果表明,该模型具有良好的适用性。

考虑基岩裂隙作用的流域水文过程模拟

利用分布式水文-土壤-植被模型(DHSVM),根据枯期径流2段退水规律,建立基岩裂隙水运动的计算方法,实现了DHSVM的改进。根据东江星丰流域地形、土壤、植被及水文地质特征,采用现场观测、遥感资料分析及室内试验等手段,确定星丰流域植被、土壤、基岩裂隙特征参数。利用2003—2008年实测气象、水文资料进行参数率定和模型验证。采用扰动分析法分析改进的DHSVM参数对径流、蒸散发影响的灵敏度。结果表明:改进的DHSVM实现了裂隙含水层对径流的调节,能更好地模拟枯期基流,提高了流域水文过程的模拟精度。

地形指数算法对TOPMODEL模拟精度的影响

TOPMODEL是以地形为基础的半分布式流域水文模型,地形指数为该模型最为核心的内容之一。简要介绍了地形指数计算中较为常用的单流向法、多流向法和改进的多流向法,并以东江流域中的小试验流域星丰为例,探讨了不同的地形指数计算方法对TOPMODEL模拟精度的影响。洪水的研究结果表明,采用改进的多流向法所得到的模拟精度更高。