深圳鹅颈水流域SWMM模型参数敏感性分析及率定研究

以深圳市鹅颈水流域为研究区域搭建SWMM模型,在3场不同强度降雨条件下模拟该区域的水文水质。同时,采用修正摩尔斯(Morris)筛选法对模型水文水质参数进行敏感性分析,并以此结果对模型参数进行率定。研究结果显示:水力模块中参数敏感性的大小依次为不渗透性(imperv)、宽度(width)和坡度(slpoe);水质模块中最敏感的参数为冲刷指数(exponent);经敏感性分析模型率定结果较好,率定误差检验系数ENS为0.634~0.861,R2为0.698~0.96。     

基于 Morris的SWMM模型参数敏感性分析

随着城市化的不断推进,城市洪水、内涝问题日益严重。国内外广泛使用的SWMM模型在防洪排涝的实践中发挥着重要作用,模型参数的确定是其应用可靠的关键性问题。本文利用Morris筛选法,以龙岩市中心城区为例,研究SWMM模型的不同水文水力参数对区域洪峰流量和径流系数的影响程度。研究结果表明,对径流系数影响最大的参数是不渗透性、最小渗入速率和漫流宽度,对洪峰流量影响最大的参数是不渗透性、漫流宽度和渗透性粗糙系数。文中结果有利于提高模型参数选取的效率,也能提高模拟结果的准确度,为今后SWMM模型的应用研究提供参考。     

SWMM中典型水质参数值确定方法的研究

以上海某屋面为例,通过比较试验方法和SWMM模拟方法两种方式所得降雨量与单场降雨径流SS负荷的关系,得到SWMM模型模拟中典型水质参数值(污染物最大累积量C1、累积速率常数C2、冲刷系数S1及冲刷指数S2)。通过该方法可确定针对于其他城市的SWMM模拟所需水质参数,从而为SWMM水质模拟过程提供依据。     

基于偏相关法的SWMM模型参数全局敏感性分析

基于拉丁超立方采样和偏相关分析方法,对暴雨管理模型(SWMM)中的水文水力参数进行了全局敏感性分析。以某小区为例,构建SWMM模型进行径流模拟,研究参数变化对模型输出结果的影响。结果表明:在设计降雨情景下,对峰值流量最敏感的参数是不透水区曼宁系数和子汇水区宽度比例因子;对峰值时间敏感的参数是不透水区曼宁系数、子汇水区宽度比例因子和子汇水区坡度比例因子,其他参数敏感性较小;对总产流最敏感的参数是子汇水区面积比例因子。通过分析,量化评估了各个参数的敏感性,可为精确构建模型提供指导。     

基于Morris的SWMM水质参数灵敏度分析与应用

基于SWMM水文与水质模型框架,对4种土地利用以及每种土地利用所包括的2个地表污染物累积参数和2个地表污染物冲刷参数等共17个参数进行敏感性分析,采用Morris分类筛选法对敏感性参数进行识别与筛选,并进行模拟结果与实测结果的相关性分析,得出研究区域的不敏感系数与高灵敏度系数,以便提高模拟精度。     

基于偏相关法的暴雨管理模型参数敏感性分析

基于拉丁超立方抽样法对暴雨管理模型(SWMM)输入参数进行采样,采用偏相关法对参数进行全局敏感性分析。取某小区为研究区域构建SWMM模型,分析水文水力参数变化对模型输出变量的影响大小。研究发现,峰值流量最敏感的参数是透水区糙率系数,但该系数并不起决定性作用,它和其他较敏感参数共同决定着峰值流量的大小;峰现时间最敏感的参数是最小渗透率,但是所有参数的敏感性都较低,对峰现时间的影响都很小;总产流量最敏感的参数依次是最小渗透率、面积修正因子、渗透衰减系数和最大渗透率。通过敏感性分析识别出敏感参数,可提高参数率定效率和模拟结果的可靠性。     

生物滞留池水文水质效应模拟分析

为研究生物滞留池措施对雨水水文水质的调控作用,以宜兴市城区某试验区为研究区域,利用SWMM模拟软件,在5年、10年、100年设计重现期下,分别模拟城市化后有无生物滞留池措施的水文水质状况,并将两者比较分析。研究发现:占研究区域总面积10.75%的生物滞留池措施下,雨水径流量减少了12%左右,峰值流量降低了8%左右,入渗量增加了22%左右;污染物SS、COD、TN、TP总负荷量的削减率分别在10%、7%、9%、8%左右。结果表明:随着城市化进程日益加快,生物滞留池可有效地降低雨水径流量、增加雨水入渗量,削减雨水径流的峰值流量;同时还可以拦截一定量的颗粒悬浮物、营养物质、重金属等污染物。研究成果对海绵城市建设和雨水资源调控利用具有参考价值,对城市水生态建设具有重要意义。     

城市雨水径流污染及LID控制效果模拟

采用SWMM(storm water management model)模型对城市雨水经流及水质进行模拟,分析不同降雨条件下,LID(low impact development)控制措施对城市雨水径流及污染物的削减效果。结果发现:LID控制措施对城市雨水径流量、污染物总负荷以及径流峰值均有明显削减作用,对径流峰现时间有延迟作用;雨水径流量、污染物总负荷以及径流峰值的削减率随雨峰系数的增大呈先增大、后较小的变化趋势,随重现期的增大而减小;峰现时间的延迟效果与雨峰系数和重现期均呈负相关;相对雨峰系数,重现期对雨水径流量、污染物负荷的削减率、径流峰值以及峰现时间的影响更显著。     

基于SWMM的停车场LID技术评价研究

以嘉兴市植物园南门停车场为研究区域,根据实地监测和踏勘资料,建立暴雨雨洪管理模型(SWMM),模拟停车场中低影响开发(LID)示范技术的水文水力效应,评价LID示范技术的实施效果。4场典型降雨监测和模拟结果显示在有LID技术存在时,研究区域径流峰值降低为无LID示范技术时的16.5%~73.4%,对径流污染物COD、TSS、TP、TN的去除量相比无LID措施时分别增加12.2%~30.2%、11.3%~22.0%、10.3%~21.1%和10.2%~18.4%。     

基于互信息的SWMM模型参数全局敏感性分析

采用互信息方法对SWMM模型输入参数与输出结果之间的非线性关系进行了全局敏感性分析。以山东大学千佛山校区降雨径流模拟为例,采用拉丁超立方体抽样,研究了SWMM模型模型参数对输出结果的影响程度。结果表明:峰值流量最敏感的参数为透水区曼宁糙率系数;峰现时间最敏感的参数为管道曼宁糙率系数,其次为最小渗透率;总产流最敏感的参数为最小渗透率。     

新安江模型参数变化对流域降雨径流过程的影响分析

水文模型可以模拟自然流域的降雨径流过程,在降雨径流过程模拟中,水文模型参数的选择往往会影响模型对流域径流过程的模拟效果.针对新安江模型,以陕西黑河金盆水库流域为研究流域,分析新安江模型参数变化对模拟流域降雨径流过程的影响,以确定新安江模型参数的敏感程度,从而服务于研究流域的汛期水文预报参数修正.模拟结果表明:在研究流域新安江模型参数中KKSS、KKG、WLM、WDM、kg、k为敏感参数,对模拟流域降雨径流过程的影响较大;参数WUM、IMP、B、c、SM、EX为不敏感参数,对模拟流域降雨径流过程影响较小.     

SWMM模型在洪水影响评价中的应用与分析

北京市试行建设项目“水影响评价”制度,其中“洪水影响评价”范围和内容改变较大．传统水文模型、经验公式存在诸多不适用性,探讨了城市雨洪管理模型在洪水影响评价中的应用。基于SWMM模型,模拟北京市某小流域在不同频率设计暴雨下的洪水过程．并采用纳西经验公式计算结果进行对比,验证了SWMM模型在该区域具有较好的适用性。在此基础上．探讨SWMM模型在洪水影响评价中的应用。研究结果表明,SWMM模型可以很好地反映出城市地区的产汇流特征．可以更突出地反映建设项目雨水排除、内涝等方面的特性与问题,为建设项目洪水影响评价提供可靠的技术依据。     

针对人工海岛的低影响开发建设方案研究

为了研究人工海岛地区低影响开发(LID)方案设计对削减径流污染的效果和通过设置不同的LID设施增大雨水下渗从而降低土壤盐分的影响,利用暴雨径流管理模型SWMM,设计不同目标导向的LID方案。通过SWMM模型中的水质模块分析研究径流污染削减效果,通过建立SWMM模型模拟后的雨水下渗量与地下水潜水层下层水位之间的函数关系对模型中的压盐效果进行分析。结果表明,应根据LID设施的适建范围充分利用各类用地。绿色屋顶对屋面径流污染具有较好的削减作用,生态草沟对道路径流污染有较好削减作用,透水铺装增加雨水下渗以及压盐效果最优,另外设置具有错峰排水功能的雨水罐可取得较好的下渗效果,旨在为人工海岛雨水资源利用规划提供决策依据。     

The Influence of Conceptual Flow Simulation Model Parameters on Model Solution

This article investigates the influence of conceptual flow simulation model parameters (i.e coefficients and constants that need to be estimated in calibration) on model solution (surface runoff) to understand the characteristics of the model. A new conceptual watershed yield model (WYM) was employed. There are four physical parameters, two fitting coefficients and two initial estimates of the surface water and groundwater storagesthat control the functioning of the model. The conceptual model was applied on Ling River near Kahuta and detailed sensitivity analysis was performed to explore the most sensitive model parameters. The most sensitive model parameters worked out were C _g (a fitting coefficient, which reflects the rate at whichgroundwater runoff occurs), w _r (watershed retention is the initial rainfall losses before runoff begins), p _gr (inputparameter that reflects the discharge capacity of the groundwateraquifer). The model parameters like i _c (infiltration coefficient), g _wsm (input parameter that depends on the subsurface storage available in the watershed) and e _p (input parameter) have negligible effect on model solution. It was observed that w _r (watershed retention) is the only surface runoff controlling parameter and p _gr and C _g are the groundwater runoff controlling parameters.     

Study of the water budget of streets: experimentation and modelling.

The study of two stretches of street during 38 months has been performed to analyze the hydrological behavior of streets during rain events. The results show that runoff coefficients are very variable and runoff losses may be important. In order to better understand this behavior, a physically based model has been used. This model, BiL, combines a porous media flow module with a surface runoff module. The lateral runoff transfer in the lateral gutter is approximated by the Muskingum model. Evaporation is simulated by an adaptation of the Penman method. A sensitivity study shows that the model is mainly sensitive to saturated hydraulic conductivity of the asphalt pavement and to the storage capacity. The comparison of simulated and observed data gives good results for the runoff outflow at a 3 minutes time step. Nevertheless, the simulation results are less encouraging for the runoff coefficient. This study of the water budget of two street stretches during a time period of 38 months indicates that the infiltration and evaporation represent between 20 and 30% of rain.     

Transferability of Conceptual Hydrological Models Across Temporal Resolutions: Approach and Application

The temporal resolution of observed data is a critical element in determining the parameters, prediction performance, and applicability of hydrological models. In this study, runoff simulations were performed at different temporal resolutions using the Xinanjiang model to evaluate the influence of temporal resolution on the model parameters and performance. Based on the sensitivity analysis of the model parameters, the posterior distribution of the sensitive parameters was derived using the Bayesian method and Differential Evolution Adaptive Metropolis (DREAM) algorithm at different temporal resolutions. The transformation functions of the model parameters were put forward to transform the parameters according to the regulatory between the parameters and time-steps on the basis of the parameters posterior distribution. The model performance and uncertainty for runoff simulation were compared and discussed at each temporal resolution. The results show that (1) the parameters related with the process of the water balance and runoff routing are identified as sensitive to the temporal resolutions, and there exist linear or power function relationships between parameter values at different temporal resolutions; and (2) the quantitative relationship equations have been verified to have good capacity for model simulation when the model parameters are transformed from other temporal resolution.     

HEC-HMS 模型在江西省山区中小河流洪水预报中的适用性研究

山区洪水暴涨陡落,常造成严重经济损失和人员伤亡,实现中小河流洪水预报在防洪减灾中十分重要。为探究HEC-HMS 分布式水文模型在江西省山区中小河流的适用性,以蜀水流域为研究区,构建了基于HEC-HMS 的蜀水流域分布式水文模型,选用2013-2019 年间的12 场降雨对模型进行参数率定、敏感性分析和洪水过程模拟。结果表明：模型参数中CN 值为最敏感参数;模型预测值与实测值结果显示洪峰流量和峰现时间合格率均为91.67%,径流深合格率为100%,确定性系数均高于0.7;HEC-HMS 模型在蜀水流域中有较好的模拟效果,可为江西省山区中小河流域洪水预报提供参考。