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。     

基于降雨强度及降雨中心的瞬时单位线参数综合优化

流域降雨的强度和降雨中心位置等时空特性是影响流域汇流计算的重要因素.为了定量分析降雨时空分布不均匀性对流域汇流的影响,本文基于瞬时单位线法以沮漳河流域为例,率定了多场流域实测洪水过程的瞬时单位线n、k参数,采用多元回归分析法建立降雨中心位置C_L和降雨强度Imt与n、k参数的回归公式,给出了n、k参数的回归方程,采用该方法可求得不同降雨中心位置及降雨强度下的瞬时单位线n、k参数,再转换为时段单位线进行预报.该方法具有传统单位线法简便实用的特点,又具有考虑降雨时空变异性的优点,在沮漳河流域洪水预报模型中的应用表明该方法是可行的.     

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.     

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。     

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。     

Г型地貌瞬时单位线探讨

本文首先利用陕北岔巴沟流域地貌资料对 Horton 形态定量律进行了分析检验。在形态定量律基础上提出了雨滴沿“路径”的等待时间密度函数成Γ(Gamma)型分布的地貌瞬时单位线。此单位线有两个参数α、β,其中α可由优选法定,β由地貌参数定。Γ型地貌单位线在形式上与 Nash 单位线一致,但随流域和降雨而变化,是一个时变单位线。经三川口与蛇家沟两流域十场暴雨洪水检验结果较为满意。     

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.     

流域基本单元汇流研究

推导了V形基本单元的面积-时间曲线,即得到了其地貌瞬时单位线,继而求出其时段单位线,再与净雨卷积,即可求得流域基本单元的汇流过程.以星丰流域为例,进行了流域基本单元汇流计算,得到了令人满意的结果.这在一定程度上促进了流域汇流理论的发展,必将在推进水资源开发利用、洪水预报、水污染防治以及湿地生态保护等方面表现出重要的理论意义和应用价值.     

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.     

考虑闸坝影响的流域汇流单位线研究

闸坝工程的大量修建,严重影响了流域水文情势和水循环过程,天然状况下流域汇流单位线已无法适用.本文在传统Nash瞬时单位线将流域对洪水的调蓄视为n个线性串联水库出流的基础上,考虑闸坝工程对洪水过程推移和坦化的影响,通过添加与前n个水库不同的第n+1个虚拟水库,等效模拟闸坝工程对洪水过程的调蓄作用,提出了适用于闸坝影响下的流域汇流单位线,并应用于闸坝影响突出的淮河流域洪水预报.研究表明:相比传统Nash单位线,该方法能显著提高洪水预报精度,对洪峰流量和退水过程的模拟效果改进尤佳.本文所提出的方法发展了单位线理论,拓展了单位线适用范围,提高了闸坝工程影响下的洪水预报精度,为研究人类活动对流域水文水资源的影响提供了一种新方法.     

纳希瞬时单位线参数优化研究

应用矩法推求的纳希瞬时单位线参数还原同次洪水过程存在着与实测洪水过程拟合效果不佳的现象.根据实际洪水预报中对洪峰流量处预报精度要求较高的需要,构建了优选瞬时单位线参数的最优化模型,提出了应用矩法与梯度搜索法联合求解最优化问题的一套方法,并将矩法与该方法用于同场次暴雨洪水过程计算,计算结果表明,采用本优化模型及解法得出的结果较矩法预报精度有了进一步的改善,且在洪峰中具有较好的还原效果.研究表明优选瞬时单位线参数的最优化模型以及求解方法较之矩法更能得出符合流域汇流特性的单位线参数.     

基于空间分布流速场的单位线推求及应用

为了考虑地形坡度对汇流的影响,利用空间分布流速场分析地貌瞬时单位线,坡地单元与河道单元的汇流速度采用不同的计算公式,同时考虑流速沿河道向下游的变化.基于数字高程模型(DEM)计算每一网格的汇流时间,将其看作随机变量进行统计分析,得到汇流时间的概率密度分布———地貌瞬时单位线(GIUH).该方法在沿渡河流域的应用效果较好.     

串并联线性水库流域汇流模型

本文根据流域蓄泄关系和霍顿地貌律,讨论了基于串并联线性水库原理的流域汇流模型,导出了一,二和三级流域的瞬时单位线,并初步论证了这种理论模型的精度。作为这种模型的应用,本文还提出了计算降雨分布不均匀清况下的洪水过程线的计算方法和步骤,还附了一则计算实例。     

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。     

地貌特征瞬时单位线的原理和应用

本文应用隐含马尔柯夫链的概念,阐明了地貌特征瞬时单位线的基本原理,推导了三、四、五级流域的数学模型.用南方和北方地区六个流域的93次实测洪水资料对模型进行了检验,结果表明,地貌IUH计算的洪峰流量的合格率达到80%以上.本文还建议了对无资料地区推求作为动力特征的特征流速的方法.     

分布式单位线模型在流域产汇流中的应用初探

重点探讨在GIS支持下建立分布式单位线模型的方法和途径。以姜湾小流域为例，分析了姜湾流域的空间特性，如流向、坡度、理论流路图、流程的长度等，借助等流时线法推求流域的时间面积曲线(即S曲线)，得出流域的分布式单位线，从而推算出流域的径流过程。经计算值与实测值对比分析，认为该模型有较好的模拟效果。该研究为GIS在产汇流中的应用提供了经验模式。     

瞬时单位线参数的率定与递归更新对地面径流模拟结果的影响

在用瞬时单位线进行流域净雨的坡面汇流计算时,需要先率定其2个参数:线性水库的个数n及单个线性水库的调蓄系数K.传统参数率定方法为矩法,研究表明,使用矩法率定所得的瞬时单位线对地面径流的模拟精度较差,需要对参数进行更新.提出了一个用于瞬时单位线参数更新的递归公式,并研究了参数更新次数对流域地面径流模拟精度的影响.递归方程的推导是针对地面径流过程线的2个主要特征值:洪峰流量和峰现时间,使模拟的洪峰流量和峰现时间尽量接近观测值.应用结果表明,递归公式能够获得比矩法更高的地面径流模拟精度;但应用递归公式的次数不能太多,当超过2次时,模拟精度反而会降低.分析原因认为,递归公式推导的原理,是使洪峰流量和峰现时间的模拟值尽量接近观测值,以它们之间偏离的程度来调整参数n、k的值,但对整个地面径流过程的模拟精度的评判需要考虑整个地面径流过程,而不仅仅是洪峰流量和峰现时间,这是更新次数不应过多的原因.     

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。     

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．