流域汇流的等流时单位线方法初探

由于等流时线方法的固有缺陷,它计算出的流量过程线难以达到需要的精度.本文使用分布式瞬时单位线的思想来改进等流时线方法,将产流场和传播场结合起来,使用纳什线性水库模型为每一个等流时面积建立各自的单位线,以描述河槽调蓄对径流的作用,弥补了等流时线法的缺陷.同时它利用一组线性水库之间的相似关系,缩减建立单位线所需的参数,继而建立等流时单位线.该方法可以便于根据流域下垫面特性和径流进行参数调节,最后找到适合该流域的参数.等流时单位线方法用于白溪流域五场洪水的实际计算结果说明,它可以较好地综合等流时线法和单位线法的优势,改进计算的精度.等流时单位线法是等流时线法和单位线法的有效结合,方法中各参数能够较容易地与实际物理模型相联系,更有利于应用在缺乏资料的流域.     

无资料地区逆高斯分布模型参数的估计方法研究

在分析逆高斯分布瞬时单位线模型参数物理意义的基础上，推导了模型参数与流域特征及河槽特征之间的关系，并导出了由流域地貌参数推求模型参数的关系式，从而为该模型在无资料地区的应用打下了基础。     

C.O.Clark单位线在黄土高原小流域汇水演算中的应用

通过求解时间-面积曲线和应用线性水库调节建立Clark单位线,对陇西黄土高原典型流域汇流过程进行演算,并对结果进行分析.结果显示:传统的线性或非线性集总方法在进行流域汇水演算时具有结构简单、参数少、模型容易实现等优点,但未能考虑空间异质性对水文过程的影响,构成模型计算误差的主要来源,同时也造成模型中水文学概念模糊以及过程机制的不尽合理.克服上述缺点的途径之一是将传统方法与现代地学先进技术手段(特别是地理信息系统(GIS))有机结合.     

无资料流域临界雨量的推导

无资料流域的水文预报一直是现代水文研究的一个热点和难点。本文采用大断面测量资料和圣维南方程组相结合的方式推导恒定流的水位流量关系曲线,在实地调查测量获取河道特征水位的情况下,利用水位流量关系曲线反推特征流量指标。结合GIS技术和计算机技术,应用瞬时地貌单位线理论,根据数字高程模型和坡面流速水力学公式,在推导出雨滴流路长度分布和雨滴汇流速度分布的基础上,进一步推算出流域瞬时地貌单位线和时段地貌单位线;提出了洪峰流量达标频次阈值指标,在降雨一定的前提下,随机分配雨量过程,采用时段地貌单位线进行汇流模拟,当模拟洪峰流量大于特征流量的频次处于阈值范围内,则认为此降雨值为特征流量相对应的特征雨量值。经过吉林中小河流21个控制断面的推广应用,证明这种方法是可行的。     

基于改进单位线法的非点源污染负荷估算

Verworn于1978年首次将水文单位线引用到非点源污染负荷估算中,根据实测的污染物浓度、降雨和径流资料提出了定量计算非点源污染负荷的时段单位线——特征污染单位线CPG.该方法在实际应用中,特征污染单位线的推求存在困难,合轴相关图的精度也是该方法的主要制约因素.本文在分析该方法估算非点源污染不足之处的基础上,对其进行了改进,即将降雨量、施肥量、干期时间和场次降雨距离施肥后的时间4个影响非点源污染负荷产生的主要因素作为污染负荷单位线模型的输入,通过分析这4个因素对污染负荷浓度的影响,基于2003—2007年柴河水库流域72场降雨-产流-产污过程建立了相关关系,并类比于水文单位线法推求出了污染负荷浓度单位线.将获得的污染负荷浓度单位线应用于预测柴河水库流域2008—2009年污染过程,模拟得到的2008和2009年流域出口断面总磷质量浓度过程与实测过程纳什效率系数分别达到0.49和0.70.结果表明,改进后的单位线法估算非点源污染具有一定可靠性.     

基于PowerBuilder的自学习规则型选择流域单位线专家系统

为了解决传统的使用单位线法中过于简化的问题，提出了一种用专家系统自动选择单位线的新方法。研究了流域降雨特性与单位线关系，对自学习规则型选择流域单位线专家系统（SCUHES）的知识库、推理机、自学习规则算法及学习机等方面进行了研究，结合专家和运行人员的经验，以PowerBuilder(PB)为开发工具，创建了选择流域单位线专家系统，最后给出了ES在防洪决策支持系统（简称FcDSS)中的应用结果。     

SCS模型在岚河流域的应用研究

介绍了SCS模型，在保留SCS模型物理意义的前提下，将SCS模型引用到位于汾河水库上游的中型流域岚河流域，通过对该流域实测降雨、洪水资料的分析，提出了适合该流域产流计算的CN值表和用于流域汇流计算的无因次单位线以及相应的汇流参数关系式。     

确定性方法推求地貌单位线

本文采用线性水库的概念,结合流域地貌特征,考虑坡面汇流和河道汇流的差异,用确定性方法推得流域地貌单位线.并与纳须瞬时单位线和传统的地貌单位线一起应用到爱尔兰的 Ne-nagh 流域,模型效益达到92.3％,优于传统的地貌单位线.     

基于GIS空间分析的流域水文模型及其应用

将GIS技术应用于水文模型中发展起来的分布式降雨径流预报模型成为近年来流域水文模拟发展的主要趋势．针对流域内降水及下垫面条件具有时空分布不均匀的特点,通过DEM将流域划分为若干子漉城单元,并以TOPMODEL模型为理论基础设计了一个分单元处理产流和汇流过程的分布式降雨径流模型．结合西南某水库汛期入库径流资料进行模拟计算,实验结果表明该模型具有较好的应用效果．     

淮安市龙王山水库流域洪水预报研究及应用

介绍了利用新安江三水源模型计算流域的产流以及分水源及蒸发等的计算，并用变动雨强瞬时单位线计算流域的汇流，用坐标轮换法优选模型的参数，将此方法应用到龙王山水库流域，取得了比较好的预报效果。     

SCS模型在黄河中游次洪模拟中的分布式应用

针对SCS模型存在的空间描述能力有限等问题,使用概念性源汇(source-to-sink)汇流方法,替换原有的无因次单位线汇流方法,建立基于栅格的分布式SCS模型,并引入2个参数对SCS模型的径流量计算方法进行修正.选择黄河中游八里胡同水文站控制小流域检验了模型.检验结果表明:建立的分布式SCS模型不仅较好地再现了5场典型洪水的径流过程,还能给出分布式径流深等数据供空间分析参考;改进后的参数确定方法使得SCS模型的CN值既能反映区域间类似下垫面组合之间的差异和土壤初始含水量对产流的影响,又无需利用大量的观测资料重新对其进行率定,可供无资料地区的水文模拟参考.     

SWAT分布式水文模型在黑河干流山区流域的改进及应用

在集成地理信息系统(GIS)和遥感(RS)技术的SWAT(Soil and Water Assessment Too1)分布式水文模型改进的基础上，对黑河干流山区流域出山径流进行了模拟。SWAT-GIS按不同的地形、土壤类型、土地利用或覆盖类型将整个流域划分成157个具有相似水文特征的水文响应单元(HRU)。通过模拟结果比较，表明浅层蓄水层回归因子(基流回归因子)、海拔高度带的划分分别对黑河干流山区流域地下径流和融雪径流过程有重要的影响，是该模型模拟精度高低的关键。通过参数的调整，1990～2000年月平均径流模拟结果显示，莺落峡站出山径流模型效率系数R^2达到0．88，相关系数r^2接近0．91。     

一个基于GIS的分布式非线性水文模型

着重研究了确定性水文模型，即采用系统水文学的途径，利用GIS工具，根据流域的水文特性与流域属性，将流域分为若干个子流域．模拟各个子流域的水文特征；将流域水文参数及流域属性的空间分布特征与水文模型藕合，以直接积分的方法解决单输入单输出的模型，并推广到多输入单输出的流域非线性分布式梯级瀑布水文模型，提出了一个计算简便、精度可靠的流域汇流计算模型。     

太湖流域典型丘陵区分布式水文模拟

针对水文过程对降雨、土壤、植被、地形等参数的空间变化十分敏感且具有很强的时空变异性的特点,应用基于物理机制的分布式水文模型系统模拟太湖流域典型丘陵区的次降雨事件水文响应过程.该模型耦合了垂直方向的水流运动(土壤水、河道-地下水水量交换)与水平方向的水流运动(坡面流、河道汇流、地下水流)过程.在产流模块中分别采用了经验的SCS曲线数方法和具有物理机制的Green-Ampt方法.结果表明,模型能较好地模拟研究区域降雨事件的水文响应过程,Green-Ampt方法的模拟结果优于SCS曲线数方法的模拟结果.     

基于地理信息系统技术的GIUH通用公式的应用

简介地貌瞬时单位线(GIUH)的发展以及GIUA的通用公式．采用地理信息系统(GIS)技术从数字高程模型(DEM)中分析和提取了Horton地貌率等地貌参数．以龙岩市桃源溪麦园水站和雁石溪龙门水站控制流域为例,利用GIUH通用公式对多场历史洪水进行模拟计算．计算结果表明,洪峰值和峰现时间与实测值相符．     

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。     

考虑次网格水文过程的区域气候水文耦合方法

针对气候-水文耦合模型采用的计算网格较粗,不能很好地描述小尺度陆面水文过程的不足,以美国萨斯奎那西支子流域为研究区域,构建了考虑水力传导度和降雨次网格空间非均匀性的区域气候-水文耦合模型,从而在较粗的计算网格中描述较细的小尺度次网格水文过程.数值模拟结果表明,考虑次网格水文过程的耦合模型精度更高,模拟径流过程与实测过程拟合更好,并且提高了模型对水文物理过程的代表性.     

基于GLUE方法的流域水文模型的不确定性分析

以东江流域中的星丰流域为研究对象,采用GLUE方法探讨了TOPMODEL模型在水文预报中的不确定性.研究结果表明,模型中的参数m、T0和RV较为敏感,它们的微小改变都将影响模拟结果,而参数SR0不太敏感.从两场次洪水的流量过程线可看出,模拟得到的流量过程线的上、下边界并不能完全包含实测流量过程线,总有一些实测流量落在90%的置信区间之外,说明TOPMODEL模型并不能完全模拟出该流域的流量过程,这正是由于模型的不确定性而引起的.     

SWAT模型的水量平衡及其在梭磨河流域的应用

SWAT模型是一种基于GIS基础之上的分布式流域水文模型,近年来得到了快速的发展和应用。SWAT模型能够利用遥感和地理信息系统提供的空间信息模拟多种不同的水文物理化学过程,如水量、水质、以及杀虫剂的输移与转化过程。主要介绍SWAT模型水量平衡模块的原理和结构,并在梭磨河流域应用,旨在揭示梭磨河流域的气候波动和土地覆被变化对流域径流的影响。结果表明,20世纪60—90年代,梭磨河流域的径流变化中,由气候波动引起的约占3/5～4/5,由土地覆被变化引起的约占1/5。