产流误差平稳矩阵的系统响应修正方法

为提高洪水预报的精度以及修正结果的稳定性,提出了产流误差平稳矩阵的系统响应修正方法。该方法基于产流误差动态系统响应曲线修正方法,通过引入产流误差平稳矩阵,在计算方法中增添了稳定约束项,使时段产流修正值相互联系,增强了修正结果的稳定性。应用动态系统响应曲线,反演计算出较稳定的产流误差,对时段产流进行修正。将产流误差平稳矩阵的系统响应修正方法应用于滩坑流域,并与产流误差动态系统响应曲线修正方法相比较,结果显示,对于流域的17场历史洪水,前者修正结果的稳定性明显优于后者,修正效果也有所改善,适用情况更加广泛。新方法具有一定的物理基础且不损失预见期,值得进一步推广与应用。     

产流误差平稳矩阵的系统响应修正方法参数分析

为进一步提高洪水预报精度,扩展产流误差平稳矩阵的系统响应修正方法的应用范围,首先通过理论推导,比较了产流误差动态系统响应曲线修正方法与产流误差平稳矩阵的系统响应修正方法的特点,比较结果表明后者具有更强的修正稳定性以及更好的修正效果;然后通过理想案例和实际案例对该方法应用效果和参数选取进行讨论,应用结果显示产流误差平稳矩阵的系统响应修正方法应用于达开水库流域具有较好的修正效果,明显提高了洪水预报精度;参数分析结果显示存在一个最优的权重系数使得修正效果达到最佳,并且在实际流域上权重系数取值幅度较大。     

基于总体最小二乘法的系统响应修正方法

为了提高实时洪水预报的预报精度,提出了基于总体最小二乘平差理论的系统响应方法。传统的系统响应方法基于最小二乘法,只能考虑观测值的误差,因而传统的系统响应方法不能考虑动态系统响应矩阵存在的误差。对传统方法进行了分析并引入了总体最小二乘平差理论,改进方法同时考虑了动态系统响应矩阵和观测值的误差。针对动态系统响应矩阵的病态情形,通过总体最小二乘的岭估计解法给出稳定解。通过改进方法对新安江模型中的土壤含水量进行修正,应用于七里街流域,并与传统的系统响应方法进行比较。结果表明,两种方法都能提高模拟精度,改进方法相比于传统方法精度明显提升;改进方法的修正效果要优于传统方法,更加稳定。     

综合产流模型在内夹河流域的应用

应用综合产流模型及内夹河流域的实测资料,对内夹河流域的产流机制作了分析研究,为门楼水库的洪水优化调度提供了依据。     

水土保持措施下的土壤入渗研究及次暴雨地表产流计算方法

从土壤水分下渗能力曲线出发，从理论和实验分析两方面说明水土保持措施下土壤入渗性能的改良作用。考虑到流域实际的下渗能力，建立了将下渗能力曲线，不稳定降雨过程和前期土壤含水量有机联系起来的流域场暴雨地表径流计算模式。     

以地形为基础的HSC产流模型在辽西半干旱丘陵流域的适用性

采用以地形为基础的HSC产流模型(HAND-based storage capacity curve),以典型半干旱丘陵区的辽宁省叶柏寿流域为研究区,检验模拟效果。在只改变产流模块的情况下,把HSC线型同HBV(hydrologiska byrans vattenbalansavedlning)模型的beta函数、新安江模型的蓄水容量曲线、基于雨强阈值的超渗模型进行比较后发现,在进行长时间序列模拟时,极端高洪峰流量过程对径流的模拟结果有很强的影响。传统模型依赖参数率定,普遍存在参数过拟合现象,即为了提高洪峰流量模拟精度,导致优化的产流参数严重背离物理意义和假设。研究提出的产流模型基于HSC线型并耦合根系区蓄水容量反演的MCT方法,参数物理意义明确且无需率定,可避免传统模型存在的为提高对少数洪峰流量的模拟精度而产生的参数过拟合现象,因此在率定期和验证期其洪水模拟精度表现更为可靠和稳定。     

水文相关曲线的计算机制图误差校正研究及应用

水库、河道、洼淀洪水预报方案的编制涉及到多种水文相关曲线图,作为水文预报的基础资料,对相关图的制作精度要求很高。结合水文相关曲线图的制作,研究和探讨计算机制图的误差校正方法,提出了一种适用于水文相关曲线图误差校正的拐点校正法,并以“海河流域实用水文预报方案”编制中的实例介绍了拐点校正法的应用。实际应用表明,拐点校正法对水文相关曲线的计算机制图误差具有良好的校正效果。     

那曲流域草地覆盖变化对降雨产流过程的影响

为了研究那曲流域草地覆盖变化对产汇流过程的影响,采用室内人工降雨模拟试验结合数据分析的方法,通过设置坡度和雨强等不同情景,研究草地覆盖度变化下地表径流和壤中流的变化规律。结果表明:随着草地覆盖度的增大,地表径流和壤中流开始产流的时间渐渐延长,草地覆盖度每增20%,地表径流和壤中流开始产流时间分别延长19.86%和13.36%;随着草地覆盖度增大,对应地表径流累积产流量减少,壤中流累积产流量增加,草地覆盖度每增加20%,地表径流累积产流量减少4.69%,壤中流累积量增加6.66%;雨强、坡度以及草地覆盖度都是影响径流开始时间和径流量的主要因素,但雨强对产流影响的贡献值最大,坡度次之、草地覆盖度最小。     

新安江产流和TANK汇流耦合模型在南方湿润地区的应用

为提高南方湿润地区中小河流的径流计算的精度,充分合理利用附近或者下垫面相近流域的水文测站,解决无径流资料地区模拟径流成果可靠度的问题,同时为无资料地区兴建水利工程在运行提供合理以及科学的决策依据,提出了新安江产流和TANK汇流相结合的径流计算分析方法,并以铜山源溪流域为例,通过1962—2016年降雨和蒸发分析该地区径流,研究计算表明,该流域主要受梅雨控制,主汛期主要在4—7月,径流量占全年的58.9%,多年平均径流深为1 198 mm,能充分反映出流域真实的径流特性;经与铜山源水文站实测12年径流成果对比分析,径流深年际变化规律一致,计算径流成果误差不超过2%,认为新安江产流和TANK汇流耦合的径流分析方法的计算成果是合理的,既能满足成果合理性的需要,又能补齐地区水文资料匮乏的短板,在降水丰沛且地区水文环境较差地区具有较好的可操作性。     

小流域产流汇流模型试验的应用研究

在降雨１：１相似的小流域产汇流模型试验中，不仅产流发生畸变，而且汇流畸变作用更大。本文旨在通过对降雨径流形成及土壤入渗动态方程的推导，分析，实际产流方式与模型产流方式的异同，引入模型产流畸变系数，导出模型试验结果的应用转换函数。在此基础上，又从线性汇流理论出发，依据推理公式，求得实际与模型试验最大洪峰流量及汇流时间之间的畸变关系。该研究使模型试验结果与原型趋于吻合，为小流域治理和水土保持工程设计提供了依据。     

改进的SCS模型产流参数在小清河流域的率定

根据济南市小清河流域的雨洪资料,对初损Ia和流域潜在入渗量S进行了自动选优,并率定了计算S经验公式的参数.由产流计算结果可知,将改进的SCS产流模型应用于小清河流域产流计算的效果较好.     

基于岭估计的系统微分响应模型率定与应用

参数率定是水文模型实际应用中的关键步骤,是提高洪水预报准确性、可靠性的有效途径。文章以淮河上游大坡岭流域为研究对象,将基于岭估计解法的系统微分响应参数率定方法应用于新安江理想模型和实际模型的参数率定,探究新安江模型径流模拟中的适用性。结果表明：基于岭估计解法的系统微分响应参数率定方法适用于新安江模型的参数率定,其具有合理性和高效性。模型模拟的结果能很好地反映大坡岭流域的日径流过程,率定期和验证期样本纳什系数均大于0.70,年径流深相对误差控制在10%以内。基于岭估计解法的系统微分响应参数率定方法是一种有效的新安江模型参数率定方法。     

频率死区对水电孤岛运行系统动态响应的影响

水轮发电机组的动态调节稳定性对电力系统至关重要.频率死区作为水力发电系统中重要的非线性环节,其对系统频率稳定性的影响机制值得深究.研究了频率死区对水电孤岛运行系统稳定性及其动态响应的影响.建立了含有频率死区的单机带负荷水轮机调节系统模型,应用描述函数法和时域数值模拟相结合的方法对该非线性系统的动态特性进行了分析.结论显...     

三维波浪作用下土体动态响应

由于波浪和海洋土的特殊性,使得波浪诱发海床土体的动态响应机理非常复杂。本文采用有限元软件建立了三维波浪作用下的海床动态响应计算模型。波浪是以Navier-Stokes方程作为控制方程,并采用VOF法进行自由表面追踪来准确模拟海洋表面波浪运动。土体部分基于Biot动力方程,考虑土体骨架的加速度,以及孔隙水位移的速度场(u-p模型)来研究海床的孔隙水压力和有效应力的变化情况。通过与文献中的结果比较验证本文方法的有效性,并对渗透系数、饱和度和波高参数进行研究。研究结果发现:土体参数对海床的孔隙水压力和有效应力有显著影响。     

基于Web的北京市降雨产流测报系统

以北京市为例,采用面向对象的设计思想开发了B／S模式下的实时降雨产流测报模型系统。该系统具有实时降雨分析、蒸发分析、地表水产流计算、水量平衡分析等功能。在北京市水文总站的实际应用表明,该系统简单方便,具有良好的稳定性、可移植性和可扩展性,可为政府管理部门、各行业生产单位及公众提供降雨、产流及洪水等方面的信息,辅助建立快速反应机制,为领导进行水资源和雨洪调度决策提供更加科学和直观的依据。     

垂向混合产流模型在清河水库流域的改进应用

基于清河水库流域气候特点并结合垂向混合产流模型的结构特征,对模型结构进行改进应用,通过分时段双源蒸散发计算和改进的格林—安普特下渗公式的应用计算,在此基础之上进行洪水模拟计算,分析对比模型在清河水库流域改进前后的结果,使模型在北方干旱冻土地区具有一定的适应性、成熟性和有效性。     

基于水文相似性的预报误差修正

如何进一步提高水文预报精度,降低预报误差,更好的服务于防洪抢险、水资源调度是水文学重要研究方向。基于水文预报误差主要影响因素在相似流域具有相似性,致预报误差具有相似性的特性,以相似流域各预报站预见期不同为切入点,优选误差修正因子,基于二次正交回归设计,构建了预报误差模拟模型以修正预报结果,提高精度。经怒江道街坝水文站模拟预报检验,修正后模拟确定性系数由0.933提高至0.998,洪峰流量平均绝对误差由693m3/s降低至116m3/s,洪峰流量平均相对误差由16%降低至3%,洪峰出现时间预报误差由平均5.4h降低至0.9h,方案精度由乙级提升至甲级。提出的基于水文相似洪水预报修正方法结构简单、计算方便、修正效果明显,是一种高效提高洪水预报精度的方法,适用于相似流域不同预报站洪水过程无明显差异的情形。