基于NAM模型的长白山北景区泥石流降雨阈值研究

泥石流严重影响山区生活和建筑环境安全,建立泥石流降雨I-D阈值可以有效降低泥石流灾害的影响。但是现有的建立曲线的统计方法高度依赖于大量的泥石流和降雨事件,对于缺乏观测数据的山区来说是非常困难的,且以统计方法建立起来的阈值曲线精度有限。该文采用由NAM模型和物理模型耦合的阈值模型,其中NAM模型是集总式概念性水文模型,模拟的是流域范围内发生的降雨径流过程,可以模拟出降雨所引发的径流值。该模型在长白山北景区得到验证,长白山北景区是一个典型的泥石流沟谷,历史上记载了数次泥石流事件。利用历史引发泥石流的降雨观测数据,对提出的阈值模型进行了验证,该新模型的精度被确定为85.72%,证明该模型在泥石流预测预警方面具有很大的应用潜力。

HEC-HMS模型和NAM模型在降雨径流模拟中的应用研究

HEC-HMS(Hydrologic Engineering Center-Hydrologic Modeling System)模型是半分布式水文模型,NAM(Nedbør-Afstrømnings-Model)模型是集总式概念性模型,通过对两种模型计算原理和模型架构及参数组成进行对比,并选取滁河沙河集子流域的5场日径流进行模拟,通过模拟结果对两种模型在降雨径流模拟性能上进行比较研究。研究结果表明,两种模型均有较好的模拟效果,预报的径流深均在许可误差范围内。两种模型在降雨径流模拟过程中均存在一定的局限性,HEC-HMS模型计算功能强大,部分参数能直接反映流域的具体特性,但是其建模过程较繁琐,且内部的观测值难以进行检验,NAM建模过程简便,所需参数较少且物理意义明确,但是模型计算过程忽略了流域的空间变异及产流的空间分布。

MIKE 11/NAM模型在挠力河流域的应用

在水文水资源的管理实践中,气候变化以及农业开发等活动对流域水资源的影响往往无法通过数据直观体现,水文模型常被用于提供水资源管理决策所必须的一些重要信息。集总式概念模型结构简单,仅依赖有限的数据和较少的参数即可对流域主要水文过程进行有效的模拟。本研究将MIKE 11水动力模型和降雨径流模型(NAM)耦合,应用到三江平原挠力河流域。结果表明,MIKE 11/NAM模型可以对挠力河流域降雨径流过程进行较好的模拟,模型在率定期的表现优于验证期。造成模型在验证期模拟效果降低的最主要原因可能是强烈的农业开发活动对流域下垫面性质的改变。20世纪50年代以来三江平原地区高强度的农业开发活动深刻影响了流域水文情势,并且这种影响在近20年仍然持续。本研究所构建模型的不确定性主要来源于输入数据的时空精度、模型结构和最优参数集的选择。

基于扰动分析方法的NAM模型参数敏感性分析

降雨-径流模型中的主要参数需通过率定方法得到,为提高参数率定精度,找出参数的敏感性等级,选取NAM模型中9个主要参数,以2002年美国Upper Sangamon流域的Fisher观测站径流和气象数据为研究对象,利用扰动分析法分析9个重要模型参数对于模拟结果的敏感性。结果表明,Lmax是比较敏感参数;Umax、CQOF和TG是一般敏感参数;CK1,2是不敏感参数;其他参数为弱敏感或不敏感参数。通过选取比较敏感和一般敏感参数为率定对象,以该流域2000~2008年降雨-径流数据为基础,对模型进行率定和检验,模拟精度均达到良好水平,提高了NAM模型的模拟精度。

NAM模型率定的研究现状与展望

NAM模型是概念性的降雨-径流模型,其主要参数的精度一直是制约其扩展应用范围的重要因素。中间参数通常用率定的方法反算得到,其精度与反算方法直接相关。基于NAM模型基本原理与特点,对模型尤其是参数率定的发展与研究现状进行了总结,指出采取多种反演方法组合,结合多目标反演进行参数率定将有效提高模型率定精度。

灰关联分析方法在NAM模型参数敏感性分析中的应用

应用NAM模型对资水水系夫夷水流域新宁水文站的洪水过程进行模拟。利用灰色系统关联分析方法来研究NAM模型参数对模型模拟径流深、洪峰流量和峰现时间的影响。计算实例表明:浅层蓄水容量对NAM模型模拟径流深的影响较大,地表径流和壤中流汇流时间常数对NAM模型模拟径流深的影响较小;地表径流系数、地表径流和壤中流汇流时间常数对NAM模型模拟洪峰流量的影响较大,壤中流出流时间对NAM模型模拟洪峰流量的影响较小;地表径流和壤中流汇流时间常数对NAM模型模拟峰现时间的影响较大。

NAM模型对参数变化敏感性的灰色关联分析

利用灰色系统关联分析方法分析了NAM模型参数变化对模拟径流深、洪峰流量和峰现时间的影响。结果表明:浅层蓄水容量对NAM模型模拟径流深的影响最小;地表径流系数、壤中流出流时间、地表径流和壤中流汇流时间常数对NAM模型模拟洪峰流量的影响较大,地表蓄水层蓄水容量和浅层蓄水容量对NAM模型模拟洪峰流量的影响较小;地表径流系数对NAM模型模拟峰现时间的影响最大,壤中流出流时间对NAM模型模拟峰现时间的影响最小。

利用NAM模型对松华坝水库入库径流的模拟研究

通过对松华坝水库入库径流的模拟介绍NAM模型使用的基本步骤,对不同参数模拟结果进行对比。发现Umax、Lmax、CQOF对径流总量影响明显,CK1、CK2对峰值的影响明显。建议先确定U max和CQOF中的某一个然后调整另外一个,参数调整时可首先对这个几个参数进行校准。

NAM模型与水资源配置模型耦合研究

选取汉江作为示范流域,基于MIKE BASIN软件构建了汉江流域水资源配置模型,介绍了该系统的重要特征,探讨了系统内部各组成部分间相互联系;将所建模型与NAM模型的预测结果进行耦合,并分析了2006年皇庄以上汉江流域水资源供需平衡。结果表明:汉江流域内(至皇庄)生活用水、工业用水基本满足要求;农业灌溉、河道内生态用水缺水率为35.8%、25.7%,整体缺水率为22.2%。

耦合水动力模型的NAM模型在青狮潭流域的应用

青狮潭流域地处广西壮族自治区,属于典型的亚热带季风气候。该流域具有降雨时空分布不均的特点,汛期洪灾频发,枯水期缺水严重。应用MIKE 11软件,将一维水动力学模型(HD)与降雨径流模型(NAM)耦合,结合多场次洪水资料对青狮潭入库洪水进行模拟验证。结果表明单独的NAM模型在青狮潭流域适用性不高,但与HD模型耦合后可对青狮潭入库洪水进行较好模拟。

信息熵在新安江模型和NAM模型比较中的应用

选取资水流域新宁水文站以上集水面积为研究区域,基于空间分辨率为30s的数字高程模型数据构建数字流域水系,运用新安江模型和NAM模型分别对新宁站的日径流过程进行模拟。采用确定性系数和信息熵对两个模型的模拟结果进行比较分析。在信息熵计算过程中,以实测流量为标准序列,计算两种日模型模拟结果与实测序列残差,然后进行归一化,计算潜在信息测度和信息熵相对测度。信息熵越大表明流量计算序列与实测序列过程线在垂向上相似性强,但这并不代表确定性系数大、径流深相对误差小。

基于新安江改进模型和NAM模型的通县站洪水预报研究

【目的】以北京市北运河通县站为例,使用新安江改进模型和降雨径流(NAM)模型进行洪水预报。【方法】选取1980—2018年共18场历史洪水进行参数率定和验证,考虑下垫面变化等因素,分为1980—2000年和2001—2018年2个阶段进行模拟。【结果】(1)新安江改进模型1980—2000年的洪峰总体合格率达75%,洪量达50%;2001—2018年间洪峰总体合格率达到67%,洪量达78%,明显优于1980—2001年间的模拟结果;(2)NAM模型1980—2000年间洪峰总体合格率达89%,洪量达40%;2001—2018年间洪峰、洪量总体合格率均为78%;(3)NAM模型对洪峰的模拟效果在2个时段均优于新安江改进模型,但对洪量模拟优势并不明显;NAM模型和新安江改进模型对2001—2018年洪峰和洪量模拟效果相近;(4)新安江改进模型中不透水面积Imp、地表径流调蓄系数Cks、土壤含水总量Wm、壤中流调蓄系数Cki和自由水蓄量Sm对模拟结果较为敏感;NAM模型中地表蓄水层蓄水容量Umax、浅层蓄水层土壤蓄水量Lmax和地表径流调蓄系数CQOF对模拟结果影响较大。【结论】新安江改进模型和NAM模型对通县站洪水预报均有一定适用性,但二者模拟效果差异并不明显。整体上,二者对2000年后的历史洪水模拟效果要优于2000年前,2000年前的洪峰模拟合格率明显高于洪量。建议根据预报流域、资料具体情况,综合选用模型进行模拟。

NAM模型在珠江流域初步应用实践

降雨径流模型在水文计算等领域应用十分广泛,在珠江流域应用最多的是新安江模型,且应用效果比较好,但新安江模型只适用于蓄满产流模式,模型结构比较复杂。对另一种降水径流模型———NAM模型在珠江流域西江水系蒙江进行应用实践,NAM模型可用于任何一种产流模式,模型结构比新安江模型简单,模型参数少,从应用效果看,比较令人满意。

对NAM模型的改进及应用的初步探讨

介绍NAM降雨径流模型基本原理，基于该模型的局限性，在保留原线性水库法汇流的基础上，增加了单位线法。应用结果表明，单位线法在峰时的合格率上有显著改进。对引进的原NAM率定软件进行重新设计，率定系统使用MS－Windows图形界面，VisualBasic为开发工具，部分后台程序使用FORTRAN和C语言编写。作为一个完整的模型参数率定系统，从资料处理、分析计算到成果输出全部计算机化。其中对各种中间过程进行各种交互处理，充分体现了专家系统的特性。

NAM模型在流域洪水预报中的应用

为了充分发挥流域洪水在防洪中的作用,需要科学的流域洪水预报模型作支撑。文章采用国外知名水文模型—NAM模型,以水文站钟埂站以上流域洪水为例,建立钟埂流域洪水的NAM模型,采用2场实测流域洪水率定模型参数,3场实测流域洪水进行验证,确定性系数平均达到0.903,相关系数达0.963,水量平衡系数为0.992,洪峰误差为3.2%。结果表明,文章提出的NAM模型可应用于钟埂流域洪水预报。

基于Sobol方法的MIKE NAM模型参数敏感性分析

为提高MIKE NAM模型在降雨径流模拟过程中的参数率定效率和计算精度,采用Sobol方法对模型参数进行敏感性分析,分别以洪峰流量、峰现时间和最大7d洪量作为目标函数,计算各个参数的一阶敏感性指数和全局敏感性指数,并对高敏感度参数进行人工率定。以巢湖流域上游丰乐河桃溪水文站控制流域为研究对象构建模型,对2020年汛期降雨进行模拟,模拟得到的河道径流结果与流域出口桃溪站实测数据能够较好地拟合。研究成果可以为巢湖流域防洪规划研究提供一定的参考。

NAM模型在鳌江流域洪水预报中的应用

介绍了NAM水文模型的结构,并模拟计算鳌江流域洪水过程,对所计算的结果进行分析比较。结果表明,NAM模型结构简单,使用方便,能较好地模拟鳌江流域的水文物理过程。

基于NAM模型水文参数分析研究进展

水文模型参数敏感性分析是水文模型应用的重要环节,有助于识别关键参数,减少参数的不确定性影响,提高模拟效率。为深入了解参数对径流模拟的影响程度,基于NAM模型介绍模型参数的灵敏度分析,以及率定的方法研究进展,为今后NAM模型的应用与改进提供参考。

大凌河流域Nam模型构建与应用预测

利用Mikebasin降雨径流Nam模型,以大凌河流域水文资料为分析数据,建立了降雨径流模型,对流域水资源状况进行模拟。结果表明,模型对所选水文站资料模拟效果良好,满足精度要求,该模型可以用于水资源评价工作,为水资源分配提供科学水文数据。