基于栅格型新安江模型的中小河流精细化洪水预报

为提高中小河流洪水预报的精细化水平,以栅格型新安江模型(GXM)为基础,考虑沿程水流再分配、库塘坝蓄泄及河道特征对产汇流过程的影响,采用针对性的定量化模拟方法,并基于模型参数与下垫面特征的定量关系,对模型参数空间分布进行推衍。以安徽横江为例,对GXM的精细预报能力进行验证。结果表明:GXM不仅可以实现对屯溪出口断面洪水过程的高精度预报,也可以不经重新率定,实现对流域内部嵌套断面洪水过程的高精度预报;GXM能够预报流量、土壤含水量、流速等不同水文要素的时空分布,可为中小河流洪水防控提供丰富的预报产品。

栅格型新安江模型的参数估计及应用

根据新安江模型与一维扩散波模型理论,构建了基于栅格的新安江(Grid-Xin’anjiang)模型.该模型以DEM栅格为计算单元,将每个单元的产流量划分为地表径流、壤中流以及地下径流3种水源,最后再根据栅格间的汇流演算次序,利用扩散波汇流方法依次将各种水源演算至流域出口.模型在进行产汇流计算时,考虑了栅格之间的水量交换以及河道排水网络的影响.以流域地貌特征、土壤及植被类型等下垫面条件为基础,研究了模型参数的估计方法,并对其进行了验证.将模型用于安徽省屯溪流域的洪水模拟,取得了良好的应用效果.

栅格型新安江模型的研究

根据新安江模型理论,构造了基于栅格的新安江模型,该模型以DEM栅格为计算单元,考虑栅格之间的水量交换以及河道排水网络的影响,并将模型用于钱塘江支流密赛流域以及淮河息县流域的洪水模拟计算,结果表明,该模型可以很好的应用上述两个流域进行洪水模拟,其模拟精度与传统新安江模型的模拟精度相当。栅格型新安江模型可以很好的模拟流域水文过程的空间分布,通过比较几次洪水的产流面积变化过程可以看出,栅格型新安江模型的模拟结果与新安江模型的模拟结果基本一致,证明了该模型的合理性。

中小河流洪水预报模型研究

文章以栅格式新安江模型(GXM)为基础,通过对模型系数和下垫层特性之间的量化关联,推衍了模型参数的影响,最后对绰尔河的精细预报功能进行了检验。研究结果为绰尔河洪水预报和水灾防治提供了科学可靠的技术支持,对类似流域的洪水预报模型研究具有一定的借鉴意义。

DEM分辨率对分布式水文模拟的影响

以数字高程模型为基础,采用栅格型新安江模型进行不同分辨率情况下的洪水模拟,分析了分辨率对分布式水文模拟的影响。研究结果表明:数字高程模型分辨率越高,流域数字化的精度相对越高,但模型的模拟结果并不一定越好;针对不同分辨率的数字高程模型,在重新率定汇流参数的情况下,栅格型新安江模型的模拟精度相当,均能取得较好的应用效果;对于中尺度流域而言,采用30″分辨率的数字高程模型不仅能够提高模型的运行时效,也能取得较高的模拟精度。

未来气候变化对赣江上游区极端径流影响预估

受气候变化影响,近年来赣江上游区洪旱灾害频发,但缺少综合评估未来气候变化情景下赣江上游区极端径流演变特性。采用IPSL-CM5A-MR气候模式模拟的RCP 2.6、RCP 4.5、RCP 8.5排放情景下的气候数据经统计降尺度,驱动栅格型新安江水文模型,预估未来气候变化情景下赣江上游区极端径流的演变趋势。结果表明,栅格型新安江水文模型能合理地模拟赣江上游峡山站的历史日流量过程和极端径流;3种排放情景下极端高流量较基准年呈显著的增大趋势,RCP 2.6情景最为明显;3种排放情景下极端低流量较基准年明显减小,RCP 4.5情景极端低流量减幅最大。结果可为适应气候变化的水资源管理提供依据。

集合CMIP6多气候模式的南水北调中线工程水源区径流预估

南水北调中线工程是我国水资源开发利用的国策,评估气候变化下南水北调中线工程水源区的径流响应对调水工程的可靠运行具有重要意义。为此,采用第六次耦合模式比较计划中5个气候模式模拟的3种共享社会经济路径情景下(SSP 1-2.6、SSP 2-4.5、SSP 5-8.5)2021~2100年的气候数据,经贝叶斯模型平均法集合后驱动栅格型新安江模型,预估南水北调中线工程水源区未来径流的演变情势。结果表明,多模式集合后基准期(1961~2000年)月降水、气温模拟精度高于各气候模式;栅格型新安江模型在研究区具有较好的适用性;未来3种SSP情景下水源区各分区年径流深总体高于基准期,2021~2060年期间径流增幅小于2061~2100年。未来水源区的径流增幅低于调水规模的增幅,可能会给调水工程的高效运行带来挑战。