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.     

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.     

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.     

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。     

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.     

三门峡-小浪底区间分布式水文模型构建

依据从DEM中提取的汇流网、水流路径长度和坡度等流域特征,建立了适合于黄河三门峡—小浪底区间水文过程的松散耦合型分布式水文模型．该模型用Horton下渗曲线进行单元网格的产流计算,用各产流单元的汇流时间和线性水库相结合的方法模拟洪水过程中的洪峰平移和坦化现象．对研究区域11场洪水过程的模拟结果显示,该模型基本上能将洪水总量、洪峰流量和峰现时间的误差控制在许可误差内。     

五强溪水库近坝区洪水预报方法研究

针对五强溪水库近坝区洪水预报难度大、预报精度难以满足实际需求的现状,基于历史暴雨中心分布与流域产汇流特征划分单元流域,采用三水源新安江模型构建入库洪水预报新方案进行参数率定和历史洪水模拟,并综合剖析了洪水预报误差的主要原因。研究结果表明,构建的洪水预报新方案能够取得较高的洪水预报精度,在2021年实时洪水预报作业中取得了良好的应用效果。流域内水利工程泄洪资料的缺失是目前造成洪量及洪峰模拟误差的主要原因。     

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。     

栅格型新安江模型的参数估计及应用

根据新安江模型与一维扩散波模型理论,构建了基于栅格的新安江(Grid-Xin’anjiang)模型.该模型以DEM栅格为计算单元,将每个单元的产流量划分为地表径流、壤中流以及地下径流3种水源,最后再根据栅格间的汇流演算次序,利用扩散波汇流方法依次将各种水源演算至流域出口.模型在进行产汇流计算时,考虑了栅格之间的水量交换以及河道排水网络的影响.以流域地貌特征、土壤及植被类型等下垫面条件为基础,研究了模型参数的估计方法,并对其进行了验证.将模型用于安徽省屯溪流域的洪水模拟,取得了良好的应用效果.     

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.     

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。     

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.     

喀斯特流域空间结构与地貌瞬时单位线应用：——以贵州后寨…

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过程。     

分布式实时洪水预报方案构建范式

以数字流域平台为依托,提出了一整套分布式实时洪水预报方案构建的方法.以自然流域为单位划分单元面积,通过流域解构,将流域离散成产汇流分区的集合,解决了流域下垫面的空间变异性和模型参数的空间分布;通过流域全程解析,将产汇流分区解析为水文模拟分区,完成了流域离散与水文模型的耦合;通过流域离散单元的拓扑重构,建立了水文模拟分区间的水力联系,构建了实时洪水预报方案的体系结构.将提出的方法应用于长江上游流域、珠江流域和闽江流域等多个流域的洪水实时预报方案编制中,结果表明,该方法能较好地体现出分布式流域水文模型在实时洪水预报中的实际应用,研制的软件系统实用性和通用性强,较好地满足了实际防洪决策会商的技术要求.     

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。     

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．     

流溪河模型Ⅱ:参数推求

流溪河模型是一个主要用于流域洪水预报的分布式物理水文模型,包括流域划分、蒸散发计算、产流计算、汇流计算、参数推求5个模块。针对流溪河流域上游的流溪河水库流域建立了空间分辨率为100 m的流溪河模型,对流域进行了单元划分,估算了河道断面尺寸,依据1场实测洪水推求出了模型参数,对实测的12场洪水,采用推求的模型参数发进行了洪水模拟,取得了较好的模拟效果。将研究流域划分成了52 853个单元流域,进行一个时段的洪水模拟计算,在普通桌面PC机上平均只需要12 s。研究结果表明,饱和含水率、土壤层厚度和河道糙率为高度敏感的模型参数,田间持水率、土壤特性参数b、饱和水力传导率、边坡糙率为模型的敏感参数,凋萎含水量、蒸发系数、潜在蒸发率和地下径流消退系数是模型的不敏感参数。     

不同时段的时段单位线的比较分析

介绍了单位线的基本概念和时段单位线转换的原理和方法,分析比较了同一流域上不同时段的时段单位线,指出其相同点为径流量相等,均为一个单位净雨,汇流时间相等;不同点为时段单位线的单位时段越小,其峰值越大,峰现时间越提前,历时越短,而时段长时则相反.认为这符合一般洪水的汇流特征.     

龙脉水库除险加固设计洪水分析研究

采用实测暴雨资料进行设计洪水复核,为龙脉水库除险方案和加固措施提供依据.复核中,通过对暴雨特性、暴雨频率分析,以设计点暴雨、设计雨型和设计面暴雨,采用扣损法进行产流复核分析,并进行时程分配,利用瞬时单位线法进行汇流复核计算,从而确定了水库除险加固设计洪水.通过与推理公式、经验公式和原设计成果比较分析,采用瞬时单位线法的洪水复核成果更为合理.