垂向混合产流模型在无资料地区山洪灾害临界雨量计算中的应用

临界雨量是山洪灾害预警的重要指标.采用垂向混合模型进行净雨过程计算减小了流域降雨分布及流域下垫面不均匀对山洪灾害临界雨量计算的误差,尤其在短历时高强度暴雨或流域前期影响雨量不大的条件下,更有适用性,更能真实地反映实际情况,计算成果优于新安江三水源模型和基于初损稳损的暴雨洪水查算手册方法.采用上述3种方法计算临界雨量,典型流域——湖北省巴东县沿渡镇罗溪河2014年9月2日发生的山洪灾害实际降雨量与垂向混合模型计算成果最接近,后者比前者偏大23%,另外两种方法偏大约40%.采用垂向混合模型进行净雨过程计算,所得临界雨量与蓄水容量抛物线指数B、反映下渗空间分布特征的参数BF变化成反比,与反映下渗率影响的系数KF成正比,但这些产流参数对模型影响均不敏感.在无资料地区难以进行参数率定的情况下,根据经验确定参数引起的临界雨量值不确定性不显著.     

基于分布式水文模型的山洪预警临界雨量计算

以抚河流域3个山丘小流域为例,采用分布式新安江模型对小流域暴雨洪水进行精细化模拟,利用率定后的分布式新安江模型进行临界雨量试算,得出各流域不同初始土壤含水量、不同预警时段组合条件下临界雨量。将计算所得临界雨量与实测暴雨洪水过程和设计暴雨进行比较验证,结果表明临界雨量计算结果较为合理,说明分布式新安江模型可应用于抚河流域山洪预警临界雨量确定,并为抚河流域山洪预警工作的开展提供参考方法。     

考虑山洪灾害影响的贝叶斯径流模拟方法

山洪灾害壅高河道水位带来的流量放大作用影响了贝叶斯径流模拟方法在山丘区流域的表现。针对这一问题,以汶川地震后山洪灾害频发的都江堰白沙河流域为研究区域,探究引发流域山洪灾害的临界雨量,引入线性放大系数修正山洪灾害对流量的放大作用,耦合一阶自回归残差模型与不同异方差转换函数构建了6种贝叶斯径流模拟方案,利用GR4J模型模拟不同方案下流域出口日径流过程。研究结果表明,临界雨量与线性放大系数能够有效识别、修正山洪灾害对径流的影响,与未考虑山洪灾害影响的贝叶斯径流模拟方案相比,白沙河流域径流模拟结果的准确性、可靠性、精确性指标分别平均提升19%、32%、62%。该方法可在山洪灾害频发流域推广应用,为山丘区流域径流预报提供更为准确的科学依据。     

基于“FloodArea”模型的山洪灾害精细化预警方法研究

引用二维水动力模型"FloodArea",针对缺乏水文资料但有历史洪水淹没记录的山区小流域,在山洪灾害实地调查的基础上进行山洪风险雨量的计算;根据不同风险等级山洪淹没栅格数据和精细化承灾体地理信息资料,利用ARCGIS进行分析计算,实现山洪灾害精细化风险评估;基于山洪灾害不同风险等级致灾临界雨量和精细化风险评估成果实现山洪灾害精细化风险预警的目的.结果表明,利用"FloodArea"水动力模型能实现无水文资料的山区小流域山洪灾害精细化风险评估和预警.     

基于ConvLSTM网络的多源降雨融合方法

针对现有实测和预报降水资料时空误差显著的问题,以雅砻江流域为研究区域,基于全球降雨观测计划(GPM)数据、流域地形资料及国家级气象站降雨观测资料,采用能够同时考虑数据时间和空间特征的ConvLSTM网络构建了多源数据驱动降雨融合模型,并采用该模型得到了雅砻江流域0.05°分辨率的日降雨融合数据集．结果表明：所提模型降雨融合结果与实测面雨量相关系数可达0.91,平均绝对误差和均方根误差较GPM原始降雨数据、地理加权回归方法及长短期记忆网络(LSTM)模型融合降雨数据有所提高．     

基于动态临界雨量的中小河流山洪预警方法及其应用

分析了国内外山洪预警预报技术的最新进展,提出了以分布式水文模型为摹础,以动态临界雨量为指标的山洪预警预报方法,并在江西遂川江流域得到应用,以期为全国山洪监测预警系统的建设及山洪灾害防治提供参考依据.     

新疆小流域山洪临界雨量分析计算——以天山北坡巴音沟河流域为例

临界雨量是小流域山洪灾害预警预报的重要指标,介绍了推求临界雨量的常用方法,主要阐述了区域临界雨量法和水位反推法等较为实用的方法。根据新疆石河子市巴音沟河流域实际情况,采用区域临界雨量法和水位反推法分析临界雨量,经综合分析确定临界雨量指标值,临界雨量在巴音沟河防洪中应用,临界雨量在巴音沟河流域应用前景。     

长白山天池地区泥石流激发雨型与临界雨量

长白山天池景区内受多条泥石流沟威胁,为降低泥石流灾害造成的损失与威胁,通过收集与整理该区域内泥石流活动历时资料与相应的降雨资料,分析各沟泥石流灾害暴发的降雨过程,获得长白山天池地区的泥石流激发雨型的特征,并研究相关降雨参数(小时降雨强度、历史累计雨量、前期有效降雨和降雨历时)与泥石流灾害爆发之间的关系,得到了长白山天池地区泥石流灾害暴发的临界雨量值。经研究表明,长白山天池地区泥石流激发雨型分为长期持续降雨与长期间断降雨两类,长期持续降雨型的前期不间断降雨持续时间长,总降雨时间也持续较长,泥石流在降雨强度逐步达到临界值时暴发。长期间断降雨较长期持续降雨来说,总的降雨时间更长。该降雨类型的降雨强度存在多次由零到极大值增大再降低的重复过程,直到最终松散堆积体饱和至临界值导致泥石流暴发。经统计与分析得出,长白山天池地区泥石流灾害暴发的防范雨量与预警指标(临界雨量),以历史累计降雨量43.5 mm或前期有效降雨32.7 mm可以作为防范值,以小时降雨强度19.7 mm/h作为泥石流临界雨量,对不同的激发雨型特征与临界雨量的研究能够为长白山天池地区的泥石流灾害监测预警提供科学依据。     

飞来峡水库入库洪水计算模型探讨

在分析北江流域暴雨洪水特性的基础上,针对飞来峡水库流域洪水的特点和复杂性,采用水文学和水力学相结合的方法,构建了飞来峡水库入库洪水计算的耦合模型,整个模型由区间洪水计算的流域水文模型和河网水力学数学模型组成,模型的计算结果表明,洪水模拟与实测过程拟合较好,精度较高.其成果可作为飞来峡水库入库洪水分析和水库动库调洪计算的基础,为水库防洪调度的设计提供依据.在流域洪水模拟的过程中,采用了移用邻近参证流域资料进行水文参数率定和降雨径流模拟,取得了满意的结果,对无资料区间的洪水计算进行了有益的尝试.     

基于水文模型的缺资料流域设计洪水计算

从流域降雨径流物理机制出发，选取不同水文气象分区的4个缺资料小流域，基于暴雨衰减公式进行设计降雨过程计算，结合流域下垫面特征推求模型参数，构建流域水文模型实现设计洪水计算，并将水文模型法计算结果与推理公式法进行比较。结果表明：水文模型法得到的设计洪水与推理公式法相似(洪峰、洪量相对误差均不超过30%);水文模型法考虑了土壤下渗能力随着降雨过程的变化情况和流域内各点汇流过程的不确定性；水文模型参数的时空分布不均匀性更加符合流域实际的产汇流规律，提升了复杂情况下设计洪水计算的可靠性。     

漓江流域上游洪水预报方案研究与应用

漓江流域上游是广西山洪灾害多发区中较严重的流域之一,为了对漓江流域上游防洪减灾提供技术上的支持,根据漓江流域上游的水文资料、地形地貌及气候特征,构建漓江流域上游三水源新安江模型洪水预报方案。选取2008~2013年的27场洪水作为率定期洪水,2014~2015年8场洪水作为验证期洪水进行降雨径流模拟。模拟计算结果表明:率定期模拟合格率为85.2%,平均确定性系数为0.850;验证期合格率为87.5%,达到甲级精度,平均确定性系数为0.87,达到乙级精度。模拟结果的分析表明,三水源新安江模型适用于漓江流域上游且取得较好的模拟结果,可为漓江流域上游洪水作业预报提供参考。     

黄土沟壑区产流计算模型探讨

本文依据陕北子洲径流实验站(即岔巴沟流域)内团山沟径流场实测土壤含水量资料,得出了计算土壤水分动态的经验方法,它可以较好地模拟土壤水分的变化过程。从而在产流模型中用此法计算雨前初始土壤含水量,取代了惯用的前期影响雨量指标。通过实验站内四个小流域暴雨洪水資料分析,在改造了的Green-Ampt入渗方程中加入经验参数,使之成为随雨强和初始土壤含水量而变化的一簇入渗曲线,以适应本区降雨产流的特点。经岔巴沟流域(187km~2)60～69年5～8月间27次暴雨洪水验算,清水径流深的平均相对误差14.4％,精度较高。本文还对比了不同站网密度对计算面雨量及径流深的影响,探讨了模型在资料条件较差情况下,计算精度不高的原因。     

皖境淮河流域降雨量-水位关系分析

利用2003-2005年水文站水位观测资料和相应气象站点雨量观测资料,应用相关分析方法,确定旱涝多发的皖境淮河流域不同子流域内水位对流域内降雨的响应时效,结果表明不同子流域水文站的水位对有效降雨量的响应时效存在差异,主要集中在2-4天.选取3个有效降雨与水位相关程度较高的子流域,分别建立降雨-水位关系统计模型.利用2007年7月上旬淮河流域大水资料进行试验,结果表明所建模型的水位预测效果较好.     

基于流域蓄满产流理论的林冠截留降雨新模型

根据林冠截留降雨的物理现象,借鉴流域蓄满产流理论建立了一个林冠截留降雨新模型.结合两片林分的实测资料,介绍了该模型参数的确定方法,并且对模型进行了有效性验证.结果表明:计算值与观测值吻合,表明该模型可揭示林冠截留降雨的基本特征,如果已知模型参数,可以用于林冠截留降雨的预测计算.     

降雨对广西梧州滑坡灾害的影响分析

为了研究降雨对梧州地区滑坡的影响,在收集整理梧州地区2005~2012年的滑坡资料和降雨资料的基础上,分析梧州地区滑坡发生的规模、时空分布,以及滑坡与降雨天数的相关性。采用前期有效降雨量模型研究梧州的临界雨量,并用实例加以验证。研究结果表明:梧州在降雨的作用下,易发生小型的浅层土质滑坡;梧州市的滑坡集中发生在每年6月份,暴雨频次和暴雨强度在6月份达到最大值;梧州市的滑坡地质灾害与暴雨关系非常密切;梧州市滑坡灾害基本发生在暴雨发生的当天或者暴雨发生的第二天;梧州市滑坡灾害的临界有效雨量为连续两日累计有效降雨量为300 mm,临界雨强为150 mm/d。研究成果可为梧州地区滑坡灾害的预警预报提供理论依据。     

闽北山洪致灾临界雨量重现期分布及山洪风险分析

根据山洪发生时的降水资料、洪水淹没记录和地理信息资料,利用二维水动力模型"Floodarea",计算闽北山洪6h致灾临界雨量;根据多年降水资料,计算闽北气象站各重现期6h最大降水量,并利用ArcGIS进行区域插值计算.结果表明,闽北6h最大降水量高值区位于西部、东部和中南部部分地区;山洪低致灾等级临界雨量相当于5年以内重现期的6h最大降水量,多数为1年;中致灾等级临界雨量相当于2~5年重现期的6h最大降水量,少数为1年;多数山洪沟高致灾等级临界雨量相当于5年以上重现期的6h最大降水量,少数2年以内.天气背景分析表明,闽北地区短历时强降水主要由锋面暴雨和台风暴雨引起.     

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。     

差积三角形法在水文计算中的应用

差积三角形法计算流域平均两量是水文计算中的一种新的方法,尚未应用于生产实际。本文利用此法对辽宁省大洋河流域岫岩断面以上四个雨量站在1985年8月18~21日连续4天的实测降雨资料进行分析,计算其面平均雨量,并以此面平均雨量推求该次降雨的地表径流深,取得了令人满意的计算精度。     

基于地理信息的渭河流域陕西片降雨径流模拟

径流模拟通常基于流域地形、土地利用、土壤类型等信息数据,以及水文气象资料。以渭河流域陕西片为计算实例,分析了流域地形、土壤类型、土地利用、前期土壤湿润程度等地理信息参数,按照地理信息层叠加方法划分径流模拟计算单元,应用SCS模型模拟径流过程。同时,结合降雨特性及主要降雨形式分析,给出降雨量与径流量的相关关系。结果表明:径流模拟值与实测径流趋势具有较好的一致性,说明模型确定的地理参数较为合理,可以应用于关中平原典型流域的径流模拟。     

重庆市清江河流域山洪致灾临界面雨量研究

为研究重庆市清江河流域的山洪致灾临界面雨量,利用FloodArea模型对该流域2014年8月11日的山洪过程进行模拟,采用统计分析方法确定雨-洪关系得到流水坡、龙洞沟、龙嘴和万里学校隐患点在淹没水深分别为0.6,1.2和1.8m下对应的临界面雨量,结果如下:1)FloodArea模拟的花林站最大水深出现时间与实际一致,最大淹没深度与实际相差0.295m,模拟结果与实际情况符合.2)不同隐患点淹没水深与不同小时尺度的累积面雨量的相关性不一样,分别选取2,2,4和6h累积面雨量作为流水坡、龙洞沟、龙嘴和万里学校隐患点的临界面雨量的小时尺度.