平原区产汇流模拟

针对平原区下垫面多样变化和在分区内分布不均匀的特点,将平原区分解为水面、水田、旱地与城镇建设用地4种下垫面,分别采用不同的产流模型,根据圩区内外不同的汇流特性,分别采用不同的汇流处理模式.以太湖流域为试验区进行检验,结果表明了该模拟方法的可行性和有效性.     

平原河网地区设计暴雨方法探讨

在我国，传统设计暴雨方法仅适用于山区性流域，目前平原河网地区的设计暴雨仍是难题，这严重影响了设计洪水计算的精度。结合太湖流域的水文特点，在太湖流域防洪规划中研究提出适合平原河网地区的同频率典型降雨与分类下垫面产流方法相结合的太湖流域设计暴雨方法，简要介绍了该方法的基本思路以及应用于太湖流域防洪规划的设计洪水成果实例。     

太湖流域平原地区田间尺度产流机理试验研究

为定量化评估区域产流的影响因子,构建野外试验基地,对太湖流域2个不同试验区的降雨、蒸散发量、土壤含水量、地下水位和地表水动态进行野外监测,通过对不同降雨径流过程的水量平衡分析可得：Dunne产流是太湖流域平原区产生径流的主要机制,红旗圩试验基地的总降雨量和径流量呈良好的线性关系,其确定性系数R2=095;土壤蓄水量与初始地下水埋深之间存在良好线性关系,反映了浅层地下水和土壤水之间的强相互作用,因此可以将地下水初始埋深作为前期土壤水分估算的指标;根据各次降雨过程的水量平衡分析,得到洼地蓄水量范围为4.72～8.03mm,说明在计算平原区产流过程时不应忽略洼地蓄水量。     

黄土丘陵沟壑区降雨产流产沙特性及治理模式

根据径流实验站的实测资料分析了黄土丘陵沟壑区典型沟道小流域的降雨径流特性 :该地区均为短历时的超渗产流 ,次产流降雨历时小于 70 m in,相应的径流量小于5 0 m m。根据极限含沙量的概念 ,在小流域内减少汛期径流就能有效地控制水土流失。通过坡改梯和淤地坝等水土保持措施 ,可以有效地拦蓄汛期径流 ,从而显著减少黄河中游多沙粗沙区进入黄河干流的泥沙 ,减缓来沙量大于水流挟沙力的矛盾 ,使危害黄河的灾害泥沙保留在坡面上和小沟道内而成为资源泥沙     

基于太湖流域跨界断面的跨界水环境综合管理区及控制单元划分研究

基于太湖流域管理局明确的苏浙沪31个跨界断面2009年7月—2012年12月的长序列野外水文、水质监测,以太湖流域苏浙沪三省跨界区域为研究主体,利用一维稳态水环境数学模型和水质影响权重模型,通过对三省交界嘉善县的重点研究确定对跨界断面水质影响占60%~70%的污染负荷所在区域的跨界水环境综合管理区的基本研究单位为县(市),依据基本研究单位划分得到太湖流域跨界水环境综合管理区面积为7 097 km2,其尺度与美国的水文四级分区一致。基于跨界河流流向及水系完整性特点,进一步将太湖流域跨界水环境综合管理区划分成4个控制单元,划分的控制单元尺度类似于美国宏观尺度的五级分区,是跨界区域水污染控制的基本单元.     

江苏省太湖地区1999年暴雨分析

针对江苏省太湖地区1999年汛期的暴雨,进行暴雨成因、雨情、与典型年暴雨比较及各历时暴雨重现期的分析,进一步认识该地区暴雨特性,为太湖流域防洪规划提供依据.     

太湖流域平原水文试验区降雨产流过程特征研究

为研究太湖流域平原地区降雨产流特征,选取金坛水文试验区开展降雨产流过程观测,提取影响次降雨产流的特征要素,剖析典型蓄满、超渗产流案例中的产汇流过程。结果表明：试验区以蓄满产流机制为主,超渗产流现象较少。长历时小雨强条件下试验区产流过程可分为补给土壤水、填洼和排水沟出流、全面出流、雨止消退4个阶段。排水沟出流阶段径流系数小,以排水沟面积承接雨水出流为主;全面出流阶段为蓄满条件下的超渗产流,雨强阈值约0.1mm/min,径流系数大。前两个产流阶段在短历时强降雨中同时发生。若全面出流阶段土壤尚未蓄满,则仍有较大比例雨水入渗,属传统意义上的超渗产流;若土壤已蓄满,则为蓄满条件下的超渗产流。     

青海省公路桥涵水文分区技术探讨

青海省内缺少公路桥涵水文分区图,给公路桥涵建设带来不便。为取得具体明确的分区范围图,在深入研究省内河川径流特征和水文站分布的基础上,按照二级分区原则,以水系流域等定性指标进行一级分区,对黄河上游区、湟水大通河区进行模糊聚类分析研究,对水文站布置偏少的玉树区、柴达木区、青海湖区、祁连山区进行定性论证,将全省原有的6个分区,重新划分为7个产流区和1个非产流区,并得到具体的二级分区图。经新、旧分区公式的误差对比计算,新分区计算精度高于旧分区,可以指导全省公路桥涵建设。     

1954—2013年太湖水位特征要素变化及成因分析

采用1954—2013年的逐日水位资料,系统分析和比较了太湖年内最高水位、最低水位及年平均水位共3种水位特征要素的年际变化规律,结合太湖流域降水资料和工程引水资料,揭示了导致三者发生阶段性变化的控制性因素。结果表明:(a)1954—2013年,太湖年内最高水位总体上不具有显著的变化趋势,其年际变化主要受控于汛期降水的年际周期性振荡;太湖年内最低水位、年内平均水位均具有显著的上升趋势,尽管两者在2000年之前的年际变化主要受控于太湖流域降水丰枯振荡,但在2000年之后的“引江济太工程”等大规模引水活动已成为两者在流域降水整体偏枯情况下仍保持较高水平的主导性因素。(b)沿江引水使太湖的年内最低水位出现时间的季节性分布特征发生了明显变化。     

气候变化对太湖流域径流的影响

应用可变下渗能力模VIC(wariable infiltration capacity)与区域气候变化影响模式PRECIS(providingregional climate for Impacts studies)耦合,对气候变化情景下的太湖流域径流变化趋势进行预测.结果表明:未来时期(2021-2050年)太湖流域径流对气候变化的响应较明显,A2和B2情景下径流较基准期(1961-1990年)都增加,尤其是在汛期径流增加显著,并且径流深的时空变化特征与降水的变化特征具有较好的一致性,预示太湖流域未来发生洪水的可能性将增大,将增加未来防洪工作的难度和强度.     

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。     

Impact of climate change on streamflow in the Xitiaoxi catchment, Taihu Basin

The impact of climate change on streamflow in the Xitiaoxi catchment is assessed by using VIC (variable infiltration capacity) model coupled with PRECIS (providing regional climate for impacts studies). Results show that the VIC model is adaptable for the study area. Both deterministic coefficient and Nash-Suttcliffe efficiency coefficient are greater than 0.75, with a good agreement between observed and simulated discharge. The runoff will increase in the future, especially during flood seasons. The magnitude of floods in the future (2021–2050) under A2 and B2 scenarios will be greater than that during the baseline period (1961–1990), but it may not exceed that during the 1990s.     

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。     

南方感潮地区水库的挖潜改造

为有效缓解南方感潮地区严重的内涝灾害和枯水期因受咸潮影响而供水不足的问题,对南方感潮地区的水库进行挖潜改造,使其充分发挥滞洪和避咸蓄淡的功能。以位于广东省中珠联围的田心水库为例,系统介绍水库挖潜改造的思路以及挖潜改造分析过程,其中水库调度运行规则的拟定方法,需要结合研究承泄区水位变化规律、涝区暴雨与承泄区水位的遭遇规律以及区域排涝情势才能分析拟定。实例研究表明,不增加水库汇水面积和坝高时,在溢洪道上设置高4 m的闸门,能滞蓄最大6 h洪水与下游错峰,且增加兴利库容121万m~3;若增加西面山坡地的截流面积,则在溢洪道上设置高6 m的闸门,增加2 m坝高,合理调度,也能滞蓄最大6 h洪水与下游错峰,且增加兴利库容193万m~3。     

雷达估测降雨与水文模型的耦合在洪水预报中的应用

尝试将雷达降雨数据作为水文模型的输入用于洪水预报中．流域面上的降雨分布是不均匀的．比较雨量计和雷达两种方式估测的降雨场分布,后者更接近于实际情况．从流域地形分布来看也证实了这一点．从实时洪水预报的角度出发,选择进行校准雷达降雨的雨量站个数与水情部门采用的报汛站的个数接近．由于雷达估测的降雨数据为分布式的降雨数据,需要采用分布式的水文模型．结合淮河史灌河流域蒋家集站进行洪水预报,预报结果表明,雷达测雨在洪水预报中具有广泛的应用前景.     

SCE-UA算法在TOPMODEL参数优化中的应用

以江西修水万家埠流域为例,用SCE-UA算法对TOPMODEL参数进行了优化,并对优化结果进行了检验.结果表明:SCE-UA算法不仅可以用于概念性水文模型和分布式水文模型,还可以用于半分布式水文模型———TOPMODEL;TOPMODEL参数上下边界需根据参数的物理意义和研究流域特性来确定;在SCE-UA算法中,目标函数的建立对于参数优化具有重要作用,在次洪模拟时,目标函数应突出高水过程和洪峰对模拟效果的影响;SCE-UA算法的绝大部分参数取值都可以采用已有研究成果的默认值,只有复合型个数p需要根据具体问题确定.     

宜昌站洪峰流量过程神经网络预测模型研究

以长江上游寸滩-宜昌河段为研究对象,建立了考虑区间降雨的河道洪水预报BP神经网络模型,论证了应用人工神经网络模型进行洪水预报的可行性。以1982年至1986年的洪水预报作为仿真,表明该模型能较好地反映区间降雨的影响,对大中小各种洪水过程都能进行准确预报。     

从干支流洪水能级的跃迁透视人类活动影响的利弊

通过6个洪水指标因子融合了洪水具有时域性和动态性的特征,提出了洪水能级的概念,并建立了模拟退火算法的模糊K-means聚类模型,以它为确定洪水能级的背景模型来量化洪水能级,根据最优目标函数,确定最佳洪水能级的级别数。在此基础上,以北江流域为例,建立了径向辐合型洪水能级跃迁图,从全新的角度论述人类活动影响的利弊。研究结果表明:强干控支措施的实施及水利工程的建立,实现了各支流洪水能级输出的转变,改善了流域的防御性能,由"开放"型转变为防洪能力较强的"防御"型流域,大大降低了干流洪水能级径内跃迁的可能性。科学合理的人类活动有利于干支流洪水能级的削弱,缓解干支流的防洪压力。同时,本研究提出的洪水能级概念及其计算模型具有可拓性,为洪水的分类、频率的计算、洪灾的评估等工作提供了新的起点和思路。     

面向对象技术在流域洪水预报系统中的应用

通过对现有的洪水预报系统的分析,确定了复用率低以及难于扩展是目前洪水预报应用系统在实现方面存在的普遍问题。利用面向对象的Java语言作为开发工具,进行洪水预报应用系统的开发,使系统具有较强的可扩展性和复用能力,能有效地缩短新系统的开发周期,因而是进行洪水预报系统开发的有效工具。     

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。