基于水动力学模型的城区防洪能力评估研究

城区河道现状防洪能力的准确评估是保障城市防洪安全的基础。过去针对单一河道现状防洪能力评估的研究较多,而对于多河汇聚洪水交互复杂区域的河道防洪能力研究相对较少。金堂县城素有“千里沱江第一城”之称,却也是沱江流域受洪水威胁最严重的地区。本文针对金堂县城区“三河汇一江”的复杂交互关系,构建一二维耦合洪水分析模型,利用典型场次洪水对模型进行了率定和验证,并从河道现状堤防防洪能力、城区整体过流能力、跨河建筑物现状防洪能力等多方面开展了金堂县城区现状防洪能力评估。结果表明:构建的一二维耦合模型具有较高的模拟精度,3场典型洪水中沱江干流三皇庙水文站模拟洪峰误差均在1%以内,峰现时间误差均在1.5 h以内;城区模拟淹没范围基本与实际调查一致,模拟最大淹没水深基本与实测洪痕相符,大部分点位的模拟最大淹没水深误差在0.2 m以内;城区现有堤防防洪标准低,大部分仅满足5~10年一遇,局部薄弱段不足5年一遇;城区整体过流能力受上游洪水遭遇组合影响,三河相互顶托明显;城区多座跨河建筑物防洪能力不足20年一遇防洪标准,其中平安桥、毗河大桥分别不足5年、10年一遇防洪标准。

AquaCrop模型的适用性及应用初探

AquaCrop模型是FAO新推出的以水分为驱动的作物生长模型。为了评价其在华北地区的适用性,于2009—2010年在中国水利水电科学研究院大兴试验站进行了夏玉米水分处理试验,其中2010年的试验数据用于参数率定,2009年的试验数据用于模型验证,并在此基础上对模型参数进行敏感性分析。结果表明,AquaCrop模型能够较好地模拟夏玉米的产量、生物量、冠层覆盖率及土壤水分的动态变化,产量和生物量模拟值和实测值的相对误差为0%~15.6%,冠层覆盖率和土壤含水率变化过程的模拟值和实测值间相关性的决定系数最小分别为0.959、0.657,均方根误差RMSE最大分别为5.837%、1.873 m3/m3,模型效率指数RE最小分别为0.670、0.956;敏感性分析显示,达到最大冠层覆盖率的日期、冠层开始衰老的日期、田间持水率、凋萎含水率及初始含水率为敏感参数,相对敏感度RS处于0.161 4~0.398 2。说明模型在该区的适用性良好,具有广阔的发展前景。

基于改进型DNDC模型的小流域非点源氮迁移过程模拟与空间拓展应用

以长江上游紫色土区截流堰小流域和大兴小流域为研究对象,应用改进型DNDC(Enhanced Denitrification Decomposition Model)模型对紫色土区小流域径流、泥沙和氮流失过程进行模拟研究。采用截流堰小流域2007—2009年和2010—2011年径流、泥沙及氮迁移监测数据分别进行模型参数率定和验证,检验模型在紫色土区的适用性,然后利用大兴小流域2011年水文、水质监测数据对该模型进行拓展验证,探讨模型在具相似空间结构特征的小流域尺度拓展的可行性。结果显示:率定期和验证期月径流、土壤侵蚀、氮流失Nash-Sutcliffe效率系数大多超过0.80,相对误差均在16.36%以内。拓展验证期,月径流、土壤侵蚀、总氮(TN)和颗粒态氮(PN)的NashSutcliffe效率系数分别为0.70、0.55、0.76和0.71,相对误差分别为6.2%、31.2%、9.5%和30.4%。改进型DNDC模型能较好模拟紫色土区小流域径流、泥沙和氮迁移过程,但尺度拓展过程中泥沙、颗粒态氮的模拟偏差有所增大。