蓄满—超渗兼容水文模型的改进及应用

在介绍蓄满—超渗兼容模型理论和自由水箱模型理论的基础上,针对其各自的结构特点和产流机理,对二水源蓄满—超渗兼容水文模型进行改进,模型能反映地表径流、壤中流和地下径流的动态变化,可应用于洪水预报、水情模拟、水资源开发和利用等。并将模型应用于伊河流域栾川站,采用单纯形法、罗森布瑞克法及基因法联合自动优选法对模型参数进行了率定,并与原模型进行了比较分析,结果表明,改进模型模拟精度高,且能反映不同径流成分的变化过程。

蓄满-超渗兼容模型与神经网络模型的应用对比研究

利用鲇鱼山水库1975-1999年的小时降雨、蒸发和入库洪水资料,对建立的蓄满-超渗兼容模型与人工神经网络模型参数进行了率定和检验。分析结果表明,整体上两个模型的率定和检验结果都在评定精度以内,合格率分别为72.22%与83.33%,具有一定的可靠性与预测性。蓄满-超渗兼容模型在整体流量相对误差上要优于神经网络模型;在单场洪水过程及洪峰误差与峰现时差上,神经网络模型模拟得更准确。因此,蓄满-超渗兼容模型较神经网络模型更具有水文基础及物理意义,并且可以作中长期预报。

土地利用变化对蓄满-超渗兼容模型参数的影响分析

基于考虑土地利用与覆盖变化(LUCC)的蓄满-超渗兼容模型,结合汾河静乐水文站控制流域的土地利用变化情况,对该流域在1966—2013年3个研究时段内相关模型参数产生的变化进行分析,以揭示土地利用变化对水文过程的影响。模型检验结果表明,1966—1978年和1979—1998年这2个时段内流域的洪水预报模拟精度均达到乙级预报水平,而1999—2013年其精度未达到丙级预报水平。土地利用变化量与模型参数变化量的对比结果显示,土地利用变化对模型参数产生了较大影响,随着流域林地和草地面积增加、耕地面积减少,流域的地下水出流能力、下渗能力、蓄水能力以及蒸发能力都有所提高。

超渗-蓄满混合产流公式在梅江流域的适用性研究

受流域土壤含水率、降雨强度时空分布不均影响,流域多种产流模式并存,降雨特征、前期土壤含水率和下垫面条件组合呈复杂、多样、随机特征,导致单一蓄满、超渗产流难以精确刻画流域产流过程的时空变异规律。目前常用的垂向混合产流、横向兼容混合产流方法精度较高,但应用复杂、参数繁多,且存在忽略饱和地表径流等缺陷。为此,通过改进经典的格林-安普特超渗产流公式,提出了适用于超渗-蓄满混合产流区的简便计算方法,构建了涵盖Kling-Gupta系数、纳什效率系数、纳什效率系数对数形式及均方根误差与标准差比值的综合目标函数,采用SCE-UA算法进行了参数率定,并将所提方法与蓄满产流及霍尔坦公式、菲利普公式、格林-安普特公式等多种超渗产流方法进行比较。梅江流域应用结果表明,单一蓄满或超渗产流计算的洪峰及峰现时间误差较大,所提混合产流方法误差较小;蓄满产流的确定性系数最小,所提方法确定性系数最高。

基于蓄满超渗兼容模型的山洪灾害临界雨量探讨

山洪预警是减少山洪灾害损失的重要手段,临界雨量的确定则是山洪预警过程中重要的一环。以裴河流域为例,根据山丘区实际情况,分析流域蓄水容量分配曲线与流域下渗能力分配曲线的关系,建立蓄满超渗产流兼容模型。通过参数率定,确定模型所用参数,模拟出的洪水过程洪峰流量与实际洪水过程洪峰流量误差均在6%以内,利用模型进行山洪预警的准确率为81.25%,与水文比拟法所得预警指标相比,准确度更高。

堤坝管涌渗漏检测仪的应用效果研究

堤坝管涌渗漏检测仪是利用"伪随机流场法"原理设计制造的,它能快速查明堤坝渗漏或管涌的进水口位置,并为抗洪抢险现场快速决策和汛后整治提供依据。文中结合水库大坝渗漏隐患的探测来介绍堤坝管涌渗漏检测仪的工作原理及其应用效果。

一种流域下渗模型

将超渗与蓄满有机地结合，建立了下渗量计算的一种模型．应用实测资料对模型参数进行了率定。

建筑工程外墙面抗渗防水技术措施的探讨

近年来,高层建筑不断增多,外墙渗漏问题越来越突出,墙面维护难度很大,因此成为业主投诉的热点。笔者分析了建筑工程外墙面渗漏形成的多种原因,从施工实习教学的角度提出了主体工程施工阶段、装饰工程施工阶段等七项行之有效的技术措施。

强化施工技术措施杜绝铝合金窗渗漏

建筑外墙面铝合金窗渗漏,是建筑工程工程质量通病中一个敏感,且对其维修又比较麻烦的问题。究其原因,大部分均是土建施工及在铝窗安装上某些施工细节做得不到位所致。本文作者从大量工程实践中观察到各种缺陷和问题,并提出了各类防治措施。

浅析住宅工程外窗渗漏的原因及防治

分析了住宅工程外窗渗漏的机理及设计缺陷、施工缺陷产生的原因,提出了住宅工程的防水设计理念和防水构造设计的要求,特别从施工方案编制、工艺工法、工程技术管理等方面,阐述了解决外窗渗漏施工缺陷的基本方法和有效措施。

泵阀类铸件渗漏缺陷的焊补技术

通过铸造缺陷修补机,在灰铁250、球铁50试块上焊补效果的显微分忻,以及对2件HT250泵体、3件QT50阀体缺陷渗漏的焊补效果检测,说明铸造缺陷修补机在灰铁、球铁材质上的焊补效果满足性能要求,是一种值得推广的新技术。

基于LSTM误差校正蓄满-超渗兼容模型的山洪预报研究

为达到提高不同类型山区小流域洪水预报的适用性和运行效率的目的,以长江中游寿溪流域和黄河中游青阳岔流域为研究对象,建立了蓄满-超渗兼容洪水预报模型,并将预报结果与新安江模型的结果进行对比,此外建立自回归(auto-regressive, AR)和长短时记忆(long short-term memory, LSTM)误差校正模型,对洪水预报模型预报流量进行误差校正。结果表明:经LSTM校正后的蓄满-超渗兼容模型针对18场洪水验证集预报结果中的平均纳什效率系数为0.88,高出其他单一模型和集合模型0.11~0.26;平均洪峰误差绝对值为6.01%,低于其他单一模型和集合模型3.90%~18.50%,且各单场洪峰误差绝对值均在10%以内。该模型对峰现时差的校正效果不明显。整体来看,蓄满-超渗兼容模型预报性能高于新安江模型,LSTM模型校正效果优于AR模型,经过LSTM模型校正过的蓄满-超渗兼容模型预报结果最优,可有效提高洪水预报精度。

RO-EDI高纯水设备控制系统的设计与应用

介绍了RO-EDI高纯水设备控制系统的功能及设计原理。实际应用表明,该控制系统能够满足使用要求,实现了对高纯水设备中UF、RO、EDI及变频供水等单元的自动控制。

基于全国50km×50km网格的大尺度陆面水文模型框架

基于陆面物理过程模型VIC及中国内陆50km×50km分辨率网格,建立了大尺度陆面水文模型框架,生成了网格植被参数库和土壤参数库,完成了740个气象站点降水及温度数据在全国50km×50km格网上的插值。该模型考虑了陆气间的水分和能量平衡,径流机制同时考虑蓄满产流、超渗产流及土壤性质的空间非均匀性。利用所建立的模型框架对处于半干旱区的渭河部分子流域进行分析,结果表明所建模型框架具有一定的合理性和适应性。

基于网格的精细化降雨径流水文模型及其在洪水预报中的应用

以正交网格降雨径流模型研究为基础,提出了用于洪水预报的精细化基于网格蓄满与超渗空间组合的降雨径流模型(Grid-XAJ-SATIN)。从模型的原理与结构、地理信息空间处理、参数空间分布估算、模型的驱动场分析、模型流域状态同化几个方面对该模型进行讨论,分析模型在湿润、半湿润流域的实际应用情况。结果表明,无论是湿润流域还是半湿润流域,所提出的精细化模型均能取得良好的模拟预报精度,且模型在输出流域出口断面流量过程的同时,可实现对流域内任意网格单元流量过程的精细预报。

半湿润地区洪水预报模型研究及应用

针对半湿润地区建立了流域非线性产流、汇流模型以及流域洪水实时预报校正方法,并将研制的模型应用于陆浑水库流域洪水预报,取得了较为满意的预报效果。

海河流域平原区降雨产流模型研究

通过对海河流域平原区降雨产流机理进行研究,得出耕地灌溉率提高、地下水埋深增加是影响平原区产流的主要下垫面要素。根据下垫面要素的变化特点,建立了模拟地下水埋深变化和灌溉耕地产流特点的蓄满-超渗产流水文模型。并通过在海河平原的大清河山前平原、大清河中部平原、黑龙港中部平原3个类型区7个田块的灌溉入渗实验,分析给出了产流模型的重要参数——耕作层下层稳定入渗率。模型在牤牛河等7个典型流域进行应用,均得到较高的模拟精度。

设施农业对农田排涝模数影响

[目的]研究设施农业发展对农田设计排涝模数的影响。[方法]以天津市西青区一处封闭农田为对象,进行了农田排涝现场观测试验。在现场观测数据的基础上,构建了超渗—蓄满垂向耦合产流模型,用Sobol'法进行参数敏感性分析,甄别出模型的敏感性参数,并将SCE-UA算法与人工率定相结合对模型参数进行率定。利用水量平衡条件、地下水位相对变化量以及土壤含水量变化量对模型的模拟精度进行评价,并与单一超渗产流模型、单一蓄满产流模型进行对比,进一步验证所建模型的适用性。最后针对不同重现期下的设计暴雨,利用耦合产流模型推求产水量,进而给出相应设计排涝模数。[结果]模型各项评价指标的相对误差在20%之内,Nash系数在0.6以上,模拟精度高;与单一超渗模型和蓄满模型相比,有效性分别提高了0.869和0.912,因此所建立的超渗—蓄满垂向耦合模型是合理有效的。在3年、5年、10年和20年一遇的重现期下,设计排涝模数与原排涝模数相比均有所增加,增大幅度分别为16.44%、8.63%、7.50%和3.77%。通过降雨趋势分析,基准期与评价期的降雨没有显著线性变化趋势,相较于降雨,设施农业占比增加对农田设计排涝模数有更大的影响。[结论]在设施农业迅速发展背景下,重新修订农田小区排涝模数是必要的,对有效控制农田洪涝灾害有重要现实意义。

双产流模式陕北模型在半干旱地区的应用研究

黄河流域因植被覆盖显著恢复,单一超渗产流模式的传统陕北模型已不完全适用该流域。针对此问题,对陕北模型进行改造,引入蓄满产流模式,构建了超渗蓄满相结合的双产流模式陕北模型。分别将传统模型和改进后的模型在黄河中游伊洛河灵口流域进行应用和对比检验,探讨了改进模型的适用性。结果表明,改进后的模型模拟精度更高,更适用于该地区的洪水计算,具有一定的工程应用价值。

玉符河流域分布式洪水预报模型及应用

玉符河是济南西南部防洪安全的主要威胁,高精度洪水预报是科学调度防洪工程、降低防洪风险的基础。在分析暴雨洪水特征的基础上,识别了流域主要产汇流机制,结合地形、土壤、植被、水库/塘坝分布等下垫面信息,建立了玉符河流域分布式洪水预报模型;选用卧虎山水库2010-2013年4场典型洪水过程率定了模型参数,检验了模型精度;选择典型洪水过程,通过连续模拟结合滚动修正,预估了暴雨过程的流域初始条件,应用区域降水预报数据驱动模型预报流域洪水过程,结果表明模型在72 h预见期内具有较高精度,能够为水库防洪调度提供支撑。