HEC-HMS模型在紫荆关流域水文模拟中的应用

水文模拟对于流域防洪减灾、水资源规划管理有重要意义。基于Aster GDEM2提取紫荆关流域特征,并利用HEC-GeoHMS构建流域HEC-HMS模型。采用初损后损法、Clark单位线、马斯京根法和指数退水曲线法进行产汇流计算,模拟紫荆关流域1980~1988年16场次洪,其中前11场次洪用于率定,其余5场次洪作为验证。结果表明,HEC-HMS模型在紫荆关流域水文模拟中模拟效果较好,率定期的确定性系数在0.762~0.932之间,验证期的确定性系数在0.706~0.890之间,验证了该模型在我国半湿润地区大中流域应用的可行性。

紫荆关流域降雨径流变化趋势的分析

为了探讨紫荆关流域降雨与径流变化的规律，采用Mann—Kendall秩次相关检验法对紫荆关流域1956～2005年长系列降雨、径流资料进行了分析，并给出了降雨变化对径流变化贡献程度的定量描述方法。结果表明：紫荆关流域年径流量有明显的下降趋势，年降雨量有下降的趋势，但不显著；年降雨量与年径流量有一致的变化趋势，且二者变化过程关系密切，降雨是影响径流变化的主要因素，其贡献程度达到了39．68％；由于受到非降雨因素的影响，二者的相关性随着年代的推移呈减弱的趋势变化。

紫荆关流域分布式HEC-HMS水文模型构建及洪水模拟

国内外学者利用HEC-HMS水文模型模拟流域降雨径流过程,发现该模型有良好的适用性。【目的】提高紫荆关流域洪水模拟精度。【方法】采用紫荆关流域水文气象及下垫面资料,将流域划分为11个子流域,通过选择产流和汇流计算方法,构建了该流域分布式HEC-HMS水文模型,并从历史实测暴雨洪水事件中选择14场洪水对构建的HEC-HMS水文模型进行了参数率定和模型验证。【结果】率定的各子流域产流参数基本相同,由于各子流域面积不同导致汇流参数也不同。模拟的洪峰流量和洪量相对误差均在20%以内,纳什效率系数为0.51～0.95,模拟与实测的洪水过程线吻合较好,模型模拟精度较高。【结论】构建的水文模型能反映紫荆关流域实际的产汇流过程,可用于该流域洪水过程模拟和洪水预报。

基于HEC-HMS水文模型的流域洪水临界雨量模拟分析

为提高大清河流域拒马河水系紫荆关流域山洪模拟及预报的准确性,推求紫荆关流域临界雨量,以期为流域山洪预报预警提供参考。基于紫荆关流域实测场次暴雨洪水数据及流域下垫面资料,构建了紫荆关流域HEC-HMS水文模型,以不同缩放比例的典型降雨过程为输入,通过大量模型运行计算,推算了流域不同土壤湿度条件下的临界雨量。研究结果表明,构建的流域HEC-HMS模型率定期及验证期的模拟洪峰及洪量的相对误差均在20%以内,能够满足精度要求,HEC-HMS模型可用于紫荆关流域洪水模拟与洪水预警。流域前期土壤湿度条件为影响临界雨量的一个重要因素,不同流域前期土壤湿度条件下,临界雨量也各有不同。研究成果对完善流域山洪灾害预警预报计算方法具有重要的指导意义。

生态建设背景下典型土石山区暴雨洪水演变基本特征研究

以太行山典型土石山区紫荆关流域为例,基于流域1985、2000、2014年三期土地利用信息及1960~2018年流域内13个雨量站日降雨数据和流域控制断面紫荆关水文站日径流、洪水要素摘录数据,利用ArcGIS计算三期土地利用面积变化,采用线性回归法分析流域水文要素、暴雨洪水要素演变趋势,同时分别使用双累积曲线法、M-K分析法对流域径流量、洪峰流量进行突变分析。结果表明,紫荆关流域土地利用格局趋于稳定,林草地生态系统结构稳定性增强,与现场调研情况相符。紫荆关流域径流量与径流系数呈现下降趋势,1960~1979年年径流系数平均值为0.26,2000~2018年年径流系数平均值仅为0.11,双累积曲线显示年径流量于1998年发生较大突变并趋于稳定。流域内大雨频次及大雨量呈现减少的趋势,而暴雨频次与暴雨量无明显变化趋势,洪水量级与洪水场次均呈现显著下降趋势,在2000年之后流域多发生2年一遇(洪峰流量48 m;/s)以下洪水。洪峰流量于1998年发生突变,突变点前后相同的洪峰流量下洪峰滞时和次洪径流系数均呈现增长趋势。这些均反映了紫荆关流域生态建设活动和水土保持措施对下垫面产汇流特性的影响。