基于土地利用与地表覆盖遥感信息的洪水过程模拟

基于数字流域平台,将遥感技术获取的土地利用和地表覆盖1km栅格信息与数字高程模型数据进行空间配准,由此直接提取新安江模型参数IMP(不透水面积比),并通过构建林地面积比与新安江模型参数SM(土壤自由水蓄水容量)的关系间接确定各子流域的SM值.汉江褒河流域24场洪水实例研究表明:采用半分布式水文模型,15场洪水的确定性系数增大,22场洪峰流量相对误差显著降低;SM对洪峰流量的影响要比对确定性系数的影响大.

EBM综合糙率计算法在洪水过程模拟的应用

对于天然复式河槽,当糙率随着断面湿周变化发生明显变化,且模型过程水位变化较大时,采用一般综合糙率,将会造成较大的误差。本文采用EBM综合糙率法对东江三角洲“2005.6”洪水过程进行模拟,并与一般综合糙率法计算结果进行对比分析,结果表明,EBM综合糙率法模拟的效果更精确。

基于HEC-HMS模型的三峡区间洪水模拟

三峡区间面积在长江上游的流域面积占比5.6%,但在三峡入库洪水组成中,区间形成的洪水占比可达10%以上,可见区间暴雨洪水是水库防洪安全必须考量的重要因素。采用2007—2011年三峡入库流量,上游边界寸滩和武隆站实测流量资料,建立了基于HEC-HMS的三峡区间洪水模拟模型,用于分析区间暴雨洪水与入库洪水的关系。根据入库洪水来源组成分析和资料特点,提出分类调参、分期检验的区间洪水建模方案:对以上游来水为主型洪水,率定汇流参数;对区间降水贡献较大型洪水,率定产流参数;对2012年以后的模拟洪水过程,以三峡水库运行实录发布的洪水过程线为比对基准。结果表明:模型精度良好,率定期和验证期洪峰流量相对误差在±20%以内,峰现时间误差<3 h;经与长江三峡工程运行实录比对,模型适用于模拟2012年后的三峡入库洪水过程。以20160626场次洪水为典型,分析该场区间洪水对入库洪水的峰值贡献率达27.2%,使得峰现时间提前16 h。研究成果可用于三峡区间洪水的影响研究,也可作为区间流域洪水模拟模型建模方案的技术参考。

基于条件重采样的多站洪水过程随机模拟方法研究

以流域干支流多站径流过程自、互相关性为切入点,提出了基于条件重采样理论的多站洪水过程模拟方法,并对长江流域干流屏山、寸滩与宜昌站洪水过程进行模拟延拓,将模拟结果与多站季节性自回归模型模拟结果进行了对比验证分析。结果表明,相对于传统模型,所提方法能在满足径流序列基本统计特性及序列高阶自互相关结构的同时,能进一步考虑历史极端洪水特征,生成满足不同设计频率的多站点多情景模拟径流过程。

DEM数据源及分辨率对流域洪水模拟影响研究

以半干旱半湿润区的柳林流域为例,基于无人机三维倾斜摄影7 cm高分辨率和ASTER 30m两种数字高程模型(DEM)数据源,重采样获得1 m、5 m、10 m、20 m、30 m分辨率共10套DEM,构建HEC-HMS水文模型,选择1995—2021年20场洪水进行模拟,探讨DEM数据源和分辨率对洪水模拟精度的影响。结果表明:7 cm高分辨率地形数据源的1 m重采样DEM构建的模型,模拟结果相对较好,洪峰流量、径流量相对误差绝对值均值分别为16.4%和15.7%,NSE均值为0.657;ASTER 30m DEM构建的模型,洪峰流量、径流量相对误差绝对值均值分别为16%和18.7%,NSE均值为0.646,其他分辨率和数据源的DEM构建的模型,洪水过程模拟结果也差别不大。

初始表层与根区层土壤湿度对洪水过程的影响

为研究初始土壤湿度对洪水过程模拟精度的影响,以淮河流域内的七邻子流域2010~2015年期间6次洪水事件为例,采用基于方差的敏感性分析方法,利用MISDc-2L小时尺度洪水过程模型分析了初始表层与根区层土壤湿度对洪水过程模拟的不确定性。结果表明,MISDc-2L模型对洪水过程模拟的效果较好,同时初始土壤湿度对洪水过程模拟的敏感度远高于其他参数;初始表层与根区层土壤湿度对洪水过程模拟效果特别敏感;初始根区层土壤湿度敏感度明显高于初始表层土壤湿度敏感度(约4倍左右),即初始根区层土壤湿度对洪水过程更加敏感。

基于多水文模型的漫水河流域水文过程模拟与对比分析

为了开发精细刻画山区洪水过程的水文模型,文章选取漫水河流域作研究对象,采用基于一维入渗理论的方法,耦合蓄满产流和超渗产流进行数值模拟,模拟分析耦合过程下与单一过程下的模拟结果差异。研究表明:耦合模型可以实现产流成分分析,即漫水河流域超渗产流流量大于蓄满产流流量,其土壤含水量、地下径流成分较小;使用耦合模拟方法的模型,能更加精确地模拟丘陵山区洪水过程。根据精确的预测洪水过程,为洪水风险防控提供技术支撑。研究使用了新型水文模型计算方法,为水文模型发展提供参考。