HEC-HMS模型在岢岚流域的应用研究

针对岢岚流域1967—2007年的场次洪水情况,在基于DEM构建数字模型的基础上,采用HEC-HMS模型,选取SCS-CN值法、SCS单位线法、指数衰退法以及马斯京根法分别对流域产流、坡面汇流、基流以及河道汇流进行计算,进而构建洪水预报模型,并对模型的适用性进行研究。结果表明：率定期与验证期各场次洪水的洪峰流量、峰现时间以及径流深均达到合格水平,确定性系数DC均值分别为0.640、0.612,合格率均为71.4%,均达到乙级预报精度,且模型对小型洪水的模拟精度较大中型洪水更高;HEC-HMS模型在岢岚流域的适用性良好,能为岢岚流域未来洪水预报提供新的依据。     

基于TOPMODEL的中小河流分布式洪水预报模型及其应用

近年来广东省中小河流洪水灾害频发,研究中小流域洪水预报模型对预防洪水灾害具有重要意义。本研究改进了传统的TOPMODEL模型,以栅格为单元构建了基于TOPMODEL的中小河流分布式洪水预报模型,并以高田水上游流域为研究对象,采用SCE-UA优选算法对1975—2008年的8场洪水进行参数优选,并对2010—2012年的4场洪水进行模型验证。模拟结果表明,本次预报在率定期和验证期平均确定性系数为0.85,径流深预报合格率为92%,峰现时间预报合格率为100%,模型模拟效果较为理想。用改进后的模型研究了某场洪水汇流过程不同时刻的空间分布情况,表明改进后的TOPMODEL模型能够直观地反映洪水的时空变化,模型具有一定的合理性和实用性。     

降雨径流预报方案的设计研究

为了对小流域的降雨径流预报方案进行研究,选取湖南省面积为22.1 km2的清水流域为研究对象,产流方案采用C语言编写的程序来实现。对产流方案所模拟的13场洪水进行分析,模拟结果均较好,合格率为83.3%;汇流方案根据降雨历时以及汇流时段的不同,有2条单位线可供选择,用于复核单位线的洪水都取得了较好的模拟结果。设计的降雨径流预报方案在清水流域是完全适用的。     

HEC-HMS水文模型在辽宁省细河流域的应用研究

基于HEC-HMS模型及地理信息系统平台,对辽宁省细河流域分辨率为90 m×90 m的数字高程数据进行预处理和基本计算,提取研究区水网并划分子流域,收集流域范围内土地利用及土壤类型信息,生成水文模拟基本计算单元。构建两套洪水演算方案对洪水过程进行模拟,方案1采用初损后损法、Snyder单位线法、退水曲线法和马斯京根法;方案2选用SCS曲线法、SCS单位线法、退水曲线法、马斯京根法,并根据实测数据对两种方案结果进行对比验证,以期提高细河流域山洪预报工作准确度。结果显示:方案1模拟结果更适用于细河流域实际的山洪预报工作,洪峰流量和径流深合格率分别为91.67%、100%,确定性系数均值0.79;方案2洪峰流量误差为91.67%,径流深误差合格率为83.33%,峰现时差在两场洪水预测中出现较大偏差,平均确定性系数为0.75;方案1中超渗产流计算方法在细河流域更加适用,模拟误差相对较小;两种方案在短时间强降水洪水汇流计算结果上更加精准。该研究成果可为山区小流域洪水灾害非工程设施建设及产汇流模拟提供一定理论依据和方法支撑。     

理论单位线曲线族数学公式的提出

洪水径流数学描述——理论单位线曲线族数学公式的提出为水文基础理论在汇流方面的研究提供了一种新的完备理论汇流模式。通过理论单位线曲线族与径流系数之间建立恰当的关系,可以解决复杂的流域径流的汇流预报问题,从而有望为精确的洪水预报模型的建立提供坚实的理论技术支持。     

基于DEM的地貌单位线在汉江上游洪水预报中的应用

汉江上游部分中小河流由于缺少长期实测水文资料，难以利用传统的单位线进行汇流计算。因此，提出一种基于DEM的地貌单位线方法，该方法以30 m×30 m分辨率的DEM为原始数据，采用ARCGIS提取流域水系及地貌特征参数，推导地貌单位线，进而构建流域汇流模型。以汉江上游鄂坪水库为例，挑选2020年和2021年汛期4场较为典型的洪水过程，对该流域“蓄满产流+地貌单位线”预报模型模拟效果进行验证。结果表明：基于DEM的地貌单位线在鄂坪水电站入库洪水预报中效果较好，可在汛期为水库防洪调度提供依据，同时可为汉江上游缺资料中小河流的洪水预报汇流计算提供参考。     

HEC⁃HMS模型在黄河中游大理河流域适用性研究

水文预报对流域防洪减灾、水资源利用与管理具有重要意义。为探究HEC-HMS分布式水文模型在黄河中游地区的适用性,以大理河流域为研究区,根据流域DEM、土地利用和土壤等数据,基于GIS技术划分流域单元、提取流域信息,采用SCS曲线法、Snyder单位线法、退水曲线法和马斯京根法进行流域产汇流计算和河道洪水演进模拟。选取流域内13场实测雨洪资料,进行模型参数率定和验证。结果表明:13场洪水的洪峰流量模拟误差均小于20%、峰现时刻误差均小于3 h;率定期8场洪水模拟合格率为87.5%,平均Nash系数为0.816;验证期5场洪水模拟合格率为80.0%,平均Nash系数为0.710,预报精度达到乙级,模型可以应用于大理河流域洪水模拟。     

地貌瞬时单位线在江西省无资料地区洪水预报的适用性研究

本文选取吉安南车水库流域为研究区域,基于吉安南车水库流域的原始地形高程,运用GIS技术提取流域内的三级河流,并得到模型所需的流域参数和地貌单位线。通过编程简化了计算过程,便于不同流域中重复使用,也为流域信息化集成提供了基础,计算得到的地貌单位线嵌入江西省吉安市水库防汛调度预报系统,完成了场次洪水预报。研究结果表明:对南车水库流域确定的6场洪水过程进行模拟统计,采用地貌单位线进行流域汇流计算,模拟结果洪量、洪峰、峰现时间的平均相对误差分别为17%、19%和3h,综合预报合格率50%。     

基于气象模式的汉江流域洪水预报系统

针对现行洪水预报方法的不足与汉江流域的特点,建立了汉江流域MM5气象预报模式和VIC分布式水文模型,耦合集成3种预报模式并开发了基于气象模式的汉江流域洪水预报系统。应用2005~2007年汛期日水文气象资料进行验证,结果表明所建VIC分布式水文模型具有较高的模拟与预报精度。基于气象模式的汉江流域洪水预报系统可为汉江流域的中长期水文预报和水资源综合管理提供技术支撑和决策参考。     

流域水文模型在临界雨量分析中的应用研究

为提高无资料地区临界雨量分析结果的精确度,采用双曲正切产流模型和单位线流域汇流模型,结合山西省清凉寺沟流域水文下垫面产汇流模型参数,对实测暴雨洪水进行了模拟分析。结果表明:径流深及洪峰流量的合格率均为75%,参数是合理、可靠的,据此得出了该流域不同流量级时的临界雨量。     

连续API模型在沂河临沂站径流预报中的应用

洪水模拟和预报对于流域防洪、灌溉和供水等具有重要意义。构建了API模型模拟沂河临沂站流量过程。基于该站2006~2012年(共7 a)的降雨和流量资料,建立了降雨径流相关图,根据时段径流差求得时段净雨量;用瞬时单位线进行汇流计算得到流量过程,并与实测结果进行对比和评定。结果表明,连续API模型在该站模拟效果较好,合格率在70%以上,确定性系数大于0.9,可以用于作业预报。     

察尔森水库洪水预报模型的研究与应用

文章结合察尔森流域水文气象以及地形数据,在深入分析流域产汇流特性的基础上,建立基于子流域的流域降雨径流模型及河道水动力模型的洪水预报方案。对降雨产汇流过程进行模拟分析表明,该流域建立的预报模型水量总体平衡,洪峰及过程均满足精度要求,可以对暴雨洪水过程进行较好的模拟。2013年预报察尔森水库最大入库流量误差6.68%,最大8 d洪量误差仅为5.88%,验证了模型的适用性,为察尔森水库精细化调度提供了重要的技术支撑。     

半分布式新安江模型应用研究

在利用数字高程模型技术(DEM)的基础上提取数字流域,将分布式单位线模型应用于新安江模型汇流计算模块,构建基于分布式单位线模型的半分布式新安江模型预报方案。在河南省竹竿河流域的应用结果表明:率定期洪峰流量合格率为88.24%,洪峰时间合格率为94.12%;检验期洪峰流量合格率为85.71%,洪峰时间合格率为85.71%。因此,将该模型应用于新安江模型汇流计算模块切实可行,且得出的半分布式新安江模型模拟精度较高,具有一定的实际应用价值。     

TOPMODEL模型在半湿润地区径流模拟分析中的应用及改进

为了使TOPMODEL模型结构更合理,并能够用于半湿润地区或半干旱地区的径流过程模拟,文章对TOPMODEL模型的蒸发产流模块以及汇流模块进行改进,在蒸发产流模块中添加植被冠层截留蒸散发模型和Holtan超渗产流模型,汇流模块中坡面汇流采用瞬时单位线模型,河道汇流采用马斯京根河道洪水演进模型。通过对半湿润地区流域内降雨径流过程的模拟验证,表明通过对TOPMODEL模型的改进,模型对半湿润地区的降雨径流过程模拟精度有很大的提高,拓展了TOPMODEL模型适用范围。     

TOPMODEL模型改进及应用研究

为了使TOPMODEL模型结构更合理,并能够用于半湿润地区或半干旱地区的径流过程模拟,文章对TOPMODEL模型的蒸发产流模块以及汇流模块进行改进,在蒸发产流模块中添加植被冠层截留蒸散发模型和Holtan超渗产流模型,汇流模块中坡面汇流采用瞬时单位线模型,河道汇流采用马斯京根河道洪水演进模型。通过对半湿润地区流域内降雨径流过程的模拟验证,表明通过对TOPMODEL模型的改进,模型对半湿润地区的降雨径流过程模拟精度有很大的提高,拓展了TOPMODEL模型适用范围。     

基于HEC-HMS模型的大水峪水库洪水预报研究

为有效解决潮白河流域中小水库洪水监测、预报调度的实际问题，本研究选取潮白河流域内暴雨频发、山洪沟道密集、防洪库容偏小的大水峪水库为研究对象，基于HEC-HMS水文模型，构建大水峪水库洪水预报模型，为水库科学优化洪水调度提供依据。HEC-HMS模型是一个具有物理概念的分布式降雨径流模型，在洪水预报中具有广泛的应用。通过大水峪水库上游4场降雨洪水过程，对该模型进行了率定验证，洪峰流量场次模拟合格率为75%，满足乙级预报精度要求。分析表明该模型在大水峪水库洪水预报模拟上有很好的应用。     

基于HEC-HMS的资料匮乏山区洪水模拟研究

以白花河小流域为例,探讨缺资料地区HEC-HMS模型的适用效果。通过流域DEM等下垫面数据获取流域信息,采用SCS-CN曲线法、SCS单位线法、指数衰退法、马斯京根演算法进行流域产汇流计算及河道洪水演算,构建了HEC-HMS降雨径流模型,结合广东省综合单位线法与推理公式法的结果对模型参数进行率定。结果表明,设计洪水计算结果的误差均小于20%且平均相对误差均小于10%;实测洪水模拟的洪峰流量相对误差小于10%,Nash系数为0.90。HEC-HMS模型进行径流模拟效果较好,可适用于研究区山洪预报。     

与MM5气象模式耦合的VIC分布式水文模型构建

从水文气象耦合的角度入手,根据汉中流域的特点,首次在汉江流域MM5运行的9 km×9km网格上构建了VIC日分布式水文模型.利用流域内7个水文站的径流资料对该模型进行了应用检验.结果表明,该模型能较好模拟汉中流域的日径流过程,其模拟精度与集总式VIC模型和集总式三水源新安江模型基本相当,但它充分考虑了研究流域内降水输入和下垫面条件的空间差异性,能够提供网格降水分布及流域内产汇流的分布状况,能进一步同中尺度MM5气象模式耦合,延长洪水预报的预见期.     

乌溪江流域洪水预报及实时校正方法研究

应用新安江模型对乌溪江流域进行洪水预报,基于流域产汇流特点,将乌溪江流域以雨量站为中心划分子流域,以各子流域坡面汇流流达时间参数控制流域汇流,以达到模拟流域汇流时变性的效果。为了减小初始状态误差,使得模型计算过程中误差不逐时段累积,提出采用逐时段优选前期自由水蓄水量方法进行实时校正,并利用预测流量过程的径流系数做合理性验证。结果表明,在乌溪江流域划分子流域洪水预报效果较好,实时校正后预报精度更高,优选前期自由蓄水量实时校正预报流量是合理的。     

考虑降雨空间分布的地貌瞬时单位线汇流模型探究与应用

降雨空间分布的不均匀性对洪水预报精度有着重要的影响,提出基于数字高程模型和降雨空间分布规律的地貌瞬时单位线汇流计算方法,进一步补充地貌瞬时单位线汇流理论。选取横山水库流域作为研究对象,利用DEM数据提取流域地形地貌特征,结合历史洪水期间的降雨空间分布律计算得到地貌瞬时单位线。选取2013年~2015年期间3场典型洪水进行模拟验证,结果表明考虑降雨空间分布的地貌瞬时单位线洪水模拟效果良好,优于传统地貌瞬时单位线。