分布式流域水文模型研究中的几个问题

指出数值计算、GIS、雷达测雨和卫星云图等技术的进步为分布式流域水文模型的发展及实际应用提供了条件 .论述分布式流域水文模型的结构有概念性和具有物理基础之分 ,也有耦合式和非耦合式之分 .为了确定分布式流域水文模型的参数 ,对现有几种建立产汇流参数与自然地理因子之间的理论关系的途径进行了初步分析 .     

分布式水文模型与网络GIS技术集成的研究

分布式水文模型是目前流域模型方面的研究热点。为此,将分布式水文模型与网络GIS技术相集成,探讨了分布式水文模型在网络GIS框架下的数据存储、物理实现和消息通信方式,设计了完整的分布式水文模型与网络GIS框架集成方案,并根据集成方案实现了CREST模型的网络计算服务实例。实例结果表明,分布式水文模型与网络GIS技术集成具有良好的应用效果,能够拓展分布式水文模型的应用范围。     

基于GIS的DEM和分布式水文模型的应用比较

本文采用GIS地形分布技术和栅格技术，对TOPMODEL和新安江水文预报模型进行基于GIS的技术改造，构建了基于DEM栅格的TOPMODEL水文模型和基于GIS的TOPMODEL和新安江分布式水文模型，并将3个模型应用于黄河支流——洛河卢氏以上流域的水文模型的参数率定和模拟比较，以探讨 GIS技术的应用和模型的适应性。结果表明在该研究流域上，3个模型都能很好地进行水文过程模拟，其中基于DEM栅格的TOPMODEL模型可取得更好的效果。     

分布式水文模型研究进展

文章阐述了分布式水文模型的特点及国内外研究进展,通过分析地理信息系统（GIS）和遥感（Rs）在流域模拟中的应用,指出建立基于GIS、RS的耦合水文模型是未来的发展趋势。     

栅格型分布式流域水文模型构建

基于地貌形成理论,充分考虑了流域内地形、植被、土壤、土壤水分等因素对流域蓄水容量空间分布的影响,提出了蓄水容量空间分布模型及建模方法,在此基础上,结合垂直混合产流机制,建立了概念性分布式流域水文模型。项目研究应用RS和GIS,是对传统水文模型改进的创新尝试,同时指出建立基于RS和GIS的耦合水文模型是未来的发展趋势。     

稀缺资料流域水文计算若干研究:以青藏高原为例

稀缺资料流域水文计算是长期困扰国际水文学界的难题之一,其根本难点在于降雨径流过程的复杂性、流域下垫面与气象要素的时空变异性以及人类对流域水循环规律认知水平的局限性。本文从稀缺资料流域的类型、缺乏降水和径流观测数据的水文计算研究等方面综述了稀缺资料流域水文计算的研究进展。以我国水文气象资料最为稀缺的青藏高原为例,结合水文综合模拟系统(Hydro-Informatic Modeling System,HIMS)在水情预报中的应用,阐述了稀缺资料流域的水文计算方法,包括卫星遥感降水产品的水文模拟能力评估、基于日平均径流数据推求瞬时洪峰流量、洪水调查数据的区域综合和水文模型参数移植等研究,展示了稀缺资料流域水文计算的相关研究进展。     

ArcView GIS在流域水文特征分析中的应用

ArcView GIS（以下简称ArcView)是美国环境系统研究（ERSI）的系列产品之一。ArcView是一种“基于GIS的桌面制图系统”软件，它不仅具有强大而丰富的空间数据编辑、查询和分析，可视化等GIS功能，而且还可以方便，灵活地制作各种专题地图，设计了一种在ArcView GIS中利用数字高程模型（DEM）进行流域水文特征分析计算的新方法。包括如何利用DEM自动识别流域边界并提取流域特征；不同蓄水位条件下，水库的淹没范围，淹没深度分布情况及库容的计算。这种方法与手工计算相比，具有高精度，高效率的优点。     

水文模型尺度问题的若干探讨

尺度问题是制约水文模型发展和应用的一个重要因素。在回顾和分析水文模型尺度研究进展的基础上,提出了水文模型尺度研究中的若干问题,包括水文模型与水文过程的尺度关系、时空异质性问题、水文建模与耦合的尺度性、遥感及GIS与水文模型的关系等问题,建议通过建立和发展全球水循环观测网络、加强水文过程的机理研究、从理论的视角来构建多尺度水文模型、基于遥感和GIS技术开展不同尺度水文模型研究等方法来解决水文模型尺度的关键问题,进而利用不同尺度水文模型预测全球水循环变化趋势,更好地应对流域区域乃至全球的气候变化问题。     

DEM与分布式水文模型中的耦合研究

以自然物理机制为基础的分布式流域水文模型,是当今水文界研究的热点之一.介绍了基于GIS的数字高程模型DEM(Digital Elevation Model)模块在分布式水文模型中的应用(产生流向、划分子流域、河网分级等)、数字化地理信息数据获得方法、分布式水文模型的结构及其成功应用的实例.     

几种典型流域水文模型类比分析

流域水文模型是研究水文自然规律和解决水文实际问题的重要理论基础。按照流域水文模型的基本分类,简单总结分析了国内外几种典型流域水文模型的基本建模思路、适用范围及其优缺点等。在此基础上,以模型效果评价指标为准则,通过对同一流域上不同模型、以及同一模型在不同流域上的应用效果进行类比和分析,提出了在特定流域应该选取比较适用的水文模型以及几种典型水文模型的最佳适用流域。     

城市暴雨洪涝模拟：原理、模型与展望

在气候变化和人类活动的双重影响下,我国城市洪涝问题日趋严重。在对城市水循环规律深入研究的基础上,开发城市水文水动力模型模拟城市洪涝过程,是弄清城市洪涝致灾机理、减轻洪涝灾害和评估海绵城市减灾效果的重要工具。本文从我国城市洪涝现状和海绵城市建设出发,总结了城市洪涝模拟方法,对水文模型、水动力模型以及二者的耦合机理进行了较为深入的分析,并介绍了目前常用的城市洪涝模拟模型。在此基础上,梳理了当前与城市洪涝模拟相关的热点研究领域,并对其未来发展趋势进行了展望。     

广州城市内涝原因分析与对策研究

广州城市内涝暴发的主要原因在于城市化的水文效应、现有排水设施建设滞后及排水系统维护和管理力度不足。其中城市化进程的推进引发的水文效应是造成广州城市内涝频发的关键性因素,现有排水设施的标准偏低、建设滞后、维护和管养力度不足则进一步加速了内涝的发生。因此解决广州城市内涝的对策研究应充分考虑城市化水文效应的影响,改变现有的治水观念,树立绿色排水理念;改变重建轻管的思维模式;明确广州城市内涝防治的责任主体,完善排水管理模式。     

基于GIS的分布式流域水文模型

分布式流域水文模型比较客观地描述实际水文过程,但需要强大的数据库支持。这一特点为地理信息系统(G IS)在分布式流域水文模型的研究与应用提供了可能,反过来又推动水文模型的发展。目前,基于G IS的分布式流域水文模型的研究已成为水文学研究的热点。本文总结了分布式流域水文模型的优越性,综述了G IS在分布式流域水文模型中的应用及二者集成方式研究与应用的进展,讨论了当前研究中存在的问题,指出了今后的研究方向。     

城市水文模型原理刘家宏

城市水文过程因强烈的人类活动影响而发生了深刻变化,科学精细地模拟城市区域的产汇流过程是解析城市水问题机理的科学基础。在系统剖析城市水文模型原理的基础上,将城市复杂下垫面根据其透水特性划分为不透水单元、透水单元、半透水单元、伪透水单元、强透水单元、水域单元等六类基本单元,并构建了不同类型城市水文响应单元的水文特性曲线,基于圣维南方程组和Navier-Stokes方程提出了城市管网与河湖水系水动力学模拟的技术方案。在耦合城市水文响应单元的降水—截留—蒸发—入渗—产流模块、地表汇流模块、管网汇流模块、水系一维水动力学模块等基础上,以水循环过程为主线,将水文模型的径流输出作为城区一维管网、河道水动力模型的输入边界,实现水文模型与一维管网、河道水力学模型的集成。将单元水文模型通过城市管网和河湖水系等连接方式集成到城市水文模型系统中,弥补了现有城市雨洪模拟在水文学机理上的不足,可为城市排水防涝和海绵城市建设提供科学基础。     

GIS中的通用水文模型数据结构研究

针对水文模型与GIS平台数据结构不一致这一数字流域集成的最大障碍,从模型角度研究地理数据与GIS融合的标准方法,并设计了标准化地理数据接口和可复用地理数据组件。自定义GIS兼容的地理数据结构,解决了GIS与水文模型高度集成的时空特征和拓扑结构不匹配问题。以软件工程中常用的组件接口技术为核心方法,提炼水文模型所采用的地理数据共同点。提出ArcGIS平台能够接受的模型通用地理数据标准并编列相应的标准接口和组件,推动GIS与水文模型紧密耦合的研究与应用。     

基于DEM和GIS的流域水文信息提取——以巴中市为例

为了探讨基于DEM和GIS的流域水文信息提取过程中阈值确定的有关问题,应用ArcGIS中的Hydrology水文分析工具,对巴中市水域的水文信息提取进行了研究。研究结果表明:1汇流累积量与河网密度、流域面积满足二阶导数关系,利用导数关系能够有效确定河网提取阈值。2阈值对河网信息提取具有较大的影响,阈值越小,河网越稠密。当阈值达到8500时,提取的河网密度和面积基本趋于稳定且与实际水系基本符合。3实际地形特征、原始DEM数据可能存在的误差以及其他人为因素等都会对水文提取结果产生影响。     

基于贝叶斯理论的水文多模型预报

水文预报对于防洪、抗旱以及水资源调度等具有重要意义。水文预报通常依靠水文模型来完成,由于受到不同流域特点、产汇流机制等的限制,每个水文模型都具有各自的特点及适用区域。单一模型具有非常大的水文预报不确定性,为了解决单一模型局限性的问题,多模型水文预报常作为降低水文预报不确定性有效方法之一。选用三种常见的水文模型:时变增益水文模型、新安江模型和萨克拉门托模型,在珠江飞来峡流域进行分布式建模,采用相同的输入与初始场,三个模型独立进行模拟,然后对比三个模型的结果,并进行贝叶斯多模型加权平均和简单平均得到多模型平均结果,研究结果表明,贝叶斯模型处理后的结果要比单个模型模拟结果和简单平均处理后的结果准确率高。     

秦淮河流域数字水文模型及其应用

利用遥感、地理信息系统等多种数字技术，获取流域空间分布的下垫面信息和中间状态信息，刻画了流域内的水文过程，建立了秦淮河流域基于 PCRaster软件的数字水文模型。利用所建立的数字水文模型，对定义的土地利用变化情景进行了模拟。模拟结果表明，模型可以定性和定量地反映各种土地利用变化对水资源系统尤其是对水量平衡和防洪情势的影响程度。     

基于串口通信实现内外网水情数据的自动传输

水文部门及时向各级防汛部门和社会发布水情信息,为政府对水资源的社会管理和公共服务职能提供全面优质的服务。由于安全需要,水情信息多放在水文内网中,水文内网与因特网常采用物理隔离,水情信息无法及时利用因特网向各级防汛部门和社会发布。笔者介绍了一种基于串口通信、不使用任何网络协议、比网闸隔离更彻底的内外网数据传输方式,实时将水文内网中的水情数据更新到外网的数据库中,为水情信息的发布提供自动、及时、准确的数据支撑,向社会提供可靠的水文服务。     

城市雨洪综合模拟方法及应用

为综合模拟城市雨洪和分析其对区域内涝的影响,在Open MI异构模型集成平台上动态耦合河网水文水动力模型和城市排水管网水力模型,以上海14个水利分片之一的淀北片为例,建立了淀北片雨洪耦合模型,并应用此模型分析了不同雨潮组合对淀北片区域内涝的影响。淀北片雨洪综合模拟计算结果表明,雨洪综合模拟较真实地反映了感潮河网城市地区的内涝情况,可为城市防洪除涝工作提供参考。