基于地貌瞬时单位线的缺资料小流域水文预报

为使水文预报结果具有更高的精度,在地貌瞬时单位线通用公式的基础上,将面雨量的不均匀性反映到面积率上,从而对初始概率作了适当的调整。另外,考虑坡面汇流相对于河道汇流具有一定程度的滞时,将坡地作为特殊的河流引入地貌瞬时单位线,保持了地貌瞬时单位线计算结构的一致性。应用结果表明:改进的地貌瞬时单位线的平均误差为6.02%,而未改进的地貌瞬时单位线的误差为14.70%。

逆高斯分布地貌瞬时单位线

本文假设水质点在河道状态传播时间的概率密度函数服从逆高斯分布，并根据地貌瞬时单位线理论建立了逆高斯分布地貌瞬时单位线模型．推导了三级流域的瞬时单位线，并对其性质作了分析．讨论了矩法和Ｐｏｗｅｌ法两种求解模型参数的方法，并用南雁流域的雨洪资料对模型进行了检验．结果表明：模型结构合理，Ｐｏｗｅｌ法求参比较有效。

基于DEM的流域地貌气候瞬时单位线地貌参数的提取

地貌参数的提取是水文模型构建的基础,参数的准确与否直接关系到模型的精度。该文研究了基于DEM提取地貌气候瞬时单位线(R-VGIUH)地貌参数的方法:对流域DEM进行填洼处理;提取不同临界支撑面积下的河网;分析临界支撑面积的取值对所提取的河网总长度和平均坡降的影响;确定反映流域河流地貌发育的流域临界支撑面积;计算流域相应的各项地貌参数。将该方法应用于山西省吉县的冯家圪垛小流域(17.98 km2),提取的河网与实际情况比较符合,计算出的地貌参数河数率(4.6083)、河长率(2.5928)、面积率(3.3999)均符合通过大量自然水系资料分析确定的取值范围。研究方法排除了选取集水面积阈值时的主观性,提高了提取流域地貌参数的精度。

由DEM确定R-V地貌瞬时单位线的研究

介绍了地貌瞬时单位线(R-VGIUH)的基本理论与理论基础。由于以往确定流域单位线需要大量的降雨径流实测资料,试图应用地理信息系统(GIS)技术建立流域数字高程模型(DEM),从而可以仅依据地形资料来确定R-V地貌瞬时单位线,解决无资料地区的洪水预报问题。以长江三峡区间沿渡河流域为例,取得了较好的成果。

考虑水流空间变异性的地貌瞬时单位线研究

探讨了在非线性的框架下河网结构对流域水文响应的影响,通过考虑水动力参数空间变化的非线性来构建流域地貌瞬时单位线并进而分析对水文过程的影响。以长江三峡区间沿渡河流域为例,计算表明提出的方法能获得较高的计算精度。

由SSNs构建流域地貌瞬时单位线的研究

流域汇流受到河网形态的影响,考虑到水系的分形自相似特性,利用在文献[1]基础上改进的方法构造了理想的自相似网络(SSNs),并推导出相应的宽度函数(WF)表达式。以WF为基础,得到流域地貌瞬时单位线。利用生成的单位线对沿渡河流域11场洪水进行汇流计算,结果表明,所提出的方法应用于流域汇流计算具有较好的精度。

地貌瞬时单位线研究进展

自从 Ｒｏｄｒｉｇｕｅｚ－ Ｉｔｕｒｂｅ 等人开创了地貌瞬时单位线的研究以来， 从理论上探讨用流域地形地貌参数定量流域水文响应， 已成为近２０ 年来水文学中最富有吸引力的研究课题之一。总结了基于 Ｈｏｒｔｏｎ－ Ｓｔｒａｈｌｅｒ 河流分级和水系随机模型推导流域地貌瞬时单位线获得的主要研究成果， 对地貌气候瞬时单位线作了综述。

基于线性动力波的地貌瞬时单位线模型

根据概念性流域地貌汇流模型的一般理论,以概念性元素"线性动力波河段"模拟各级河道的汇流作用,建立了基于线性动力波的地貌瞬时单位线模型.给出了三级流域瞬时单位线的表达式,并分析了模型参数对瞬时单位线的影响.讨论了参数的约束条件和参数的推求方法,并对南雁流域的雨洪资料进行了实例分析.

喀斯特流域空间结构与地貌瞬时单位线应用──以贵州后寨地下河流域为例

研究区为一喀斯特流域，具有特定的空间结构特征：双重含水介质，不闭合流域边界，二元结构的水系。根据地貌瞬时单位线的概念和方法，划分河系为３级河网，用瞬时单位线法模拟喀斯特水文过程。

地貌瞬时单位线在滦河中小流域的应用

针对中小流域防洪能力薄弱、水文资料缺乏、洪水预报预警难度大的问题,选取滦河两个中小流域,分别采用经验公式法和地形地貌参数法确定流域平均汇流速度,推求相应的地貌瞬时单位线,采用清华大学GBHM产流模型,对该地区2017、2018年暴雨洪水进行模拟分析。结果表明,经验公式法推求的瞬时地貌瞬时单位线模拟精度较高,应用效果较好,可推广应用于无资料中小水库洪水预警预报工作中。

分布式地貌瞬时单位线在闽江流域的应用探究

无资料或资料匮乏地区的汇流问题是水文科学研究的热点和难点.在这类问题上,地貌瞬时单位线成为了可靠的解决办法.本文基于现有的单元流域划分方法,以汇入最高级河道的河网集水区为基准重新制定单元划分方案.提取每个单元流域内的地形地貌参数,将伽马分布地貌瞬时单位线应用在各单元流域上,从而构建了分布式地貌瞬时单位线.同时,选取了闽江建阳流域作为研究区域,耦合蓄满产流模型模拟历史洪水过程从而进行方法的应用和验证.结果表明:各单元间的地貌瞬时单位线存在明显区别,单元间汇流特性差异显著.由1988~1999年25场洪水的模拟结果显示,径流深相对误差的绝对值小于20%的有23场,峰现时差在2 h以内的有20场,洪峰模拟效果最好,25场洪水均满足许可误差要求,且误差平均值为3.5%,确定性系数的平均值为0.844,最高可以达到0.962.综上表明,本文所提的单元划分方法合理且可行,能够很好地适用在无资料地区的洪水预报问题上.

地貌气候瞬时单位线及其应用

传统瞬时单位线法是采用系统分析观点解释流域汇流,流域单位线就是流域的水文响应。运用经验统计分析,建立了流域单位线的主要特征,如单位线峰值、峰值滞时等流域地形地貌参数,如流域坡度、流域面积等之间的经验关系,以确定缺乏水文资料情况下的流域单位线的方法。由于没有涉及到流域汇流的机理,缺乏严格的理论基础。本文介绍了地貌气候瞬时单位线,并对该方法进行了研究,获得了较好的应用价值。

考虑降雨空间分布的地貌瞬时单位线汇流模型探究与应用

降雨空间分布的不均匀性对洪水预报精度有着重要的影响,提出基于数字高程模型和降雨空间分布规律的地貌瞬时单位线汇流计算方法,进一步补充地貌瞬时单位线汇流理论。选取横山水库流域作为研究对象,利用DEM数据提取流域地形地貌特征,结合历史洪水期间的降雨空间分布律计算得到地貌瞬时单位线。选取2013年~2015年期间3场典型洪水进行模拟验证,结果表明考虑降雨空间分布的地貌瞬时单位线洪水模拟效果良好,优于传统地貌瞬时单位线。

伽玛分布地貌瞬时单位线在中小河流洪水预报中的应用

针对无资料或缺资料中小河流洪水预报问题,基于地貌瞬时单位线(GIUH)理论,利用更符合水文物理规律的伽玛分布函数来代替一般GIUH理论中的指数分布概率密度函数,考虑坡面汇流的传播时间,将坡地作为特殊河流计入地貌瞬时单位线,建立了具有水动力学基础的两参数伽玛分布GIUH汇流模型,采用Eagleson-Bras经验公式推求水动力学参数,采用半经验方法计算特征河长,减弱了模型对实测资料的依赖,并将该模型应用于广西西江水系双和流域。结果表明,利用该模型模拟的各场次洪水确定性系数均值为0.83,合格率为80%,模拟结果较好。

最大信息熵理论在地貌瞬时单位线中的应用

引入最大信息熵原理对地貌瞬时单位线中的等待时间概率密度函数进行研究，导出了等待时间概率密度函数等价于皮尔逊Ⅲ型分布。经分析表明，指数分布和伽玛分布作为等待时间概率密度函数，都是本文提出的分布的特殊情形。

地貌气候瞬时单位线数学模型及其应用

本文系统地归纳与介绍了基于随机理论的现代汇统计算方法——地貌气候瞬时单位线理论,在对该单位线理论进行概率释义的基础上建立了四级河网流域的地貌气候瞬时单位线数学模型。在模型建立过程中进行了严密的数学推导,对模型中各参数的定义及求算方法也作了详细说明。最后本文以安徽省滁州径流实验流域为例进行了参数求算、单位线确定和汇流计算。通过比较流域出口断面的计算洪水流量过程和实测洪水流量过程验证了地貌气候瞬时单位线数学模型的有效性。

地貌瞬时单位线在湿润半湿润地区的适用性分析

在湿润半湿润地区,地貌瞬时单位线结合了新安江蓄满产流模型,引入河网总入流作为产流和河道汇流的连接点,建立了适用于湿润半湿润地区的新安江-GIUH模型,并针对淮河源头大坡岭子流域进行模拟.通过日径流和次洪模拟,验证了地貌瞬时单位线在湿润半湿润地区的适用性,并对模拟精度较差的洪水进行了误差分析.

地貌瞬时单位线参数敏感性分析

针对流域汇流速度和降雨时空变异性等不确定性因素为地貌瞬时单位线研究的难点问题,采用人工扰动法分析了汇流速度的敏感性,统计分析得出流域暴雨中心为汇流速度的主要影响因子,并建立了两者间的关系,进而由暴雨中心来推求汇流速度;同时比较分析了不同流域河网级别对地貌瞬时单位线的影响程度,得出流域河网级别为影响其他地貌参数的综合性参数,并选出适于研究流域水文模拟的最佳流域河网级别。

尼尔基水库控制流域伽玛分布地貌瞬时单位线推导

本文采用线性特征河长的概念,结合流域地貌特征,根据概念性流域地貌汇流模型的一般理论,以概念性元素"特征河长河段"模拟各级河道的汇流作用,建立了基于线性特征河长河段的伽玛分布地貌瞬时单位线模型。推导出了尼尔基水库控制的四级流域瞬时单位线的表达式,讨论了参数的约束条件和参数的推求方法,并分析了模型参数对瞬时单位线的影响。

基于DEM建立小型水库流域R-V地貌瞬时单位线之初探

受预报方法和管理水平的限制,小型水库洪水预报能力严重满足不了日益提高的生产管理需要。研究和揭示水库洪水与流域地形地貌的关系,基于数字高程模型(DEM)建立揭示流域水文响应与地形地貌关系的地貌瞬时单位线(GIUH)及具有物理基础的分布式水文模型,是破解小型水库洪水预报难题的必然出路。R-VGIUH理论是最基础最经典的地貌瞬时单位线理论。文章以雁江区高板桥水库流域作为实例,详细介绍了基于DEM提取小型水库流域河网和Horton地貌参数的方法和步骤,并成功建立了高板桥水库流域的R-V地貌瞬时单位线,为进一步探索建立小型水库流域分布式水文预报模型奠定了基础,对推动小型水库洪水预报方法研究具有积极意义。