石羊河流域无观测资料地区径流模拟

基于水文模型管理和调配石羊河流域无资料地区的水资源,首先要解决模型的参数问题.为了使模拟结果更贴近实际观测值,基于变异系数法量化流域水文相似度,选取参证流域,构建SWAT水文模型,移植其模型参数进行水文模拟.以西营河为参证流域,将金塔河作为验证流域,移植参数进行径流模拟,结果表明模拟值与实测值平均相对误差、相关系数及效率系数分别为9.3%、0.80、0.78,其拟合精度满足模拟要求.在此基础上,构建无观测资料东大河流域的SWAT模型,移植西营河流域的模型参数进行径流模拟.结果表明,东大河多年平均径流量模拟值为3.345×108 m3,与实际观测值的平均相对误差为3.38%,可满足径流模拟的要求.有效地提高了西北内陆河流域无观测资料地区水文模拟精度,较好地解决了径流模拟中的不确定性问题.     

HIMS系统及其定制模型的开发与应用

水循环既是水文科学的基本理论，又是进行水资源科学评价、合理利用和有效保护的基础．从水资源研究的需要出发，广泛参考国内外有关水文建模的经验，立足自主开发，建立了一种具有多种功能的水文水资源模拟系统（HydroInformatic Modeling System，简称：HIMS）．该系统已取得多项国家版权局的软件著作权．结合国家“973”项目对黄河的研究，进行了具体的研发和应用，已取得实用性的成果，并且与澳大利亚联邦科工组织（csmo）合作，利用澳大利亚的331个流域50多年来逐日降雨径流观测数据进行验证，取得良好的效果．研究表明HIMS系统具有比较广泛的适应性，能够针对不同的水文水资源问题进行模拟，并具备定制模型与二次开发的应用前景．     

流域面积和降水量对中小流域水文效果影响分析

以澳大利亚53个流域为例,通过统计分析的方法,对比不同流域面积、不同降水量等级流域的水文模拟精度,探讨了流域面积和多年平均降水量对HIMS模型和SIMHYD模型水文模拟效果的影响.研究结果表明:1)当流域面积在400～600 km2之间且多年平均降水量在800～1 200 mm之间时,HIMS模型和SIMHYD模型模拟效果最好.2)当流域面积大于600 km2时,流域空间异质性增加;当流域面积小于400 km2时,降雨-径流非线性特征突出;HIMS 模型和SIMHYD模型模拟精度降低.3)当流域多年平均降水量大于1 200 mm时,超渗产流机制不完全适用;当流域多年平均降水量小于800 mm时,流域局部产汇流现象普遍、降雨-径流非线性特征突出;HIMS模型和SIMHYD模型模拟精度降低.     

基于HIMS的水文过程多尺度综合模拟

水文模型是认识水循环机理,进行水资源科学评价、合理利用的有效工具.迄今为止,国际上尚缺乏一个普适性强而易于应用的水文模型.本文基于自主研发的水文综合模拟系统(hydro-infomatic modeling system,HIMS),面向不同应用,定制了小时、日、月等3个不同尺度的水文模型,并在洛河卢氏以上、泾河、无定河以及潮白河等流域取得了较为成功的应用.研究表明了HIMS系统的灵活性及较为广泛的适应性,有助于解决不同尺度的水文过程模拟难题.其基于遥感的区域尺度生态水文模拟功能也日益完善,有着较为广阔的应用前景.     

水循环综合模拟系统的降雨产流模型研究

重点阐述国内自主研发的水循环综合模拟系统(HIMS,hydro-infomatic modelling system)降雨产流模型的新发展。HIMS原有产流计算主要是基于降雨动态入渗机制的LCM模型,该产流模型是通过大量野外小流域观测试验提出的经验模型。为进一步揭示其物理机制,HIMS研究团队基于物理机制清晰的Green-Ampt模型,提出了新的GAF模型。从理论上通过GAF模型可以直接推导出LCM模型,以及SCS-CN模型,并证明了LCM模型是GAF模型的高精度幂指数近似,而SCSCN模型是GAF模型的倒数线性近似解简化;通过对GAF模型解析解的深入分析,提出了两参数SCS-CN修正模型,使之包含了雨强的影响。     

黄河典型流域分布式水文模型及应用研究

面向黄河中等流域水资源管理,提出一个日过程的分布式水文模型.模型利用GIS/RS技术实现空间分布参数的确定和模型输入信息的处理.在产流计算上采用基于“地形指数”的方法,在汇流演算上采用分段马斯京根方法.模型的运行控制采用基于河网拓扑关系的“空间循环控制代码”的方法.在实例研究中将模型应用于黄河中游泾河流域.根据1996年径流模拟结果表明,模型具有一定的精度,在结构上是合理的,其中水量平衡误差小于5％,模型效率系数达到0.7,能够满足流域水资源管理之需.