山丘区小流域SCS-Nash产汇流模型应用

气候变化和人类活动影响使得部分地区水文系列资料的一致性受到影响,从而使得这些地区逐渐变成缺资料地区或无资料地区,无资料地区水文预测(PUB)问题一直是国际水文的研究热点,而山丘区的无资料小流域PUB更是其中的难点之一。分别选取了资料条件相对丰富的江苏省北部的黑林、南部的横山水库、中田舍等3个代表性的山丘区小流域,通过考虑前期30d降雨量、增加经流曲线数(curve number,CN)分级和对SCS模型的常数项进行修正,得到适用于江苏省山丘区小流域的SCS产流模型;并将其与基于地形地貌参数的Nash汇流模型结合,构建了山丘区小流域的SCS-Nash水文模型,并选取江苏中部的中田舍小流域进行验证。结果表明:构建的SCS-Nash模型具有较好的适用性,可为研究区域小流域的PUB问题提供参考。     

应用SCS模型计算秦巴山区小流域降雨径流

水土保持综合治理通过改变流域下垫面条件影响流域的降雨径流过程,基于土地利用类型、土壤类型等信息数据和流域水文资料,应用SCS流域水文模型对秦巴山区商南县两条对比流域进行降雨径流过程的模拟.结果表明,模型所模拟的径流过程与实测径流过程具有较好的一致性,相对误差小于18%,可以应用于秦巴山区小流域.     

黄土高原小流域分布式水蚀预报模型

本文基于黄土高原丘陵沟壑区小流域地形复杂、径流与侵蚀产沙具有明显垂直分带性的特点,以栅格DEM(Digital Elevation Model)为基础,提出由水文模块和侵蚀模块两部分组成的黄土高原小流域分布式水蚀预报模型。水文模块包括降雨、截留、微地形表面存储、入渗、地表径流和沟道流过程,采用运动波方程实现汇流演算;侵蚀模块考虑雨滴击溅分离、坡面薄层水流、细沟水流、浅沟水流和沟道流剥离与沉积等基本过程,运用泥沙物质平衡原理完成泥沙输移计算。应用模型对次降雨事件模拟的初步结果表明,模型对中度以上侵蚀性降雨事件的模拟精度在85％以上。     

三峡库区小流域降雨入渗和产流产沙特征试验研究

三峡库区暴雨集中,历时短,强度大,是造成土壤侵蚀的重要因素。为开展对三峡库区小流域降雨入渗和产流产沙特征研究,通过建立三峡库区小流域微缩模型,分别实施降雨强度为60,90,120 mm/h的3场人工模拟降雨,对小流域模型降雨入渗规律和径流侵蚀过程进行了分析。研究结果表明:径流量均随降雨强度的增加而增加,而降雨强度增加入渗的作用仅在一定范围内是有效的;随着降雨的进行,产流强度和入渗率都趋于稳定状态,入渗率服从对数函数规律,产流强度呈幂函数变化;3场降雨中累计产沙量和累计径流量的关系均满足幂函数形式,含沙量和侵蚀量之间呈较好的线性关系。该研究成果可为这一区域的水土流失防治提供重要的科学依据。     

考虑喀斯特地貌的分布式降雨径流模型在西江流域的应用

受喀斯特地貌影响,喀斯特区的产汇流情况与非喀斯特区差别较大,适用于非喀斯特流域的降雨径流模型不能照搬到喀斯特流域。基于喀斯特地貌的水文特性及变异性,考虑了表层岩溶带对蓄水能力、地下河系对产流速率的影响,实现了对基于DEM的分布式降雨径流模型DDRM(DEM-based Distributed Rainfall-Runoff Model)在喀斯特流域的改进。以西江流域梧州站以上区域为研究对象,开展了模型应用研究,模拟梧州站2010—2016年日径流过程。结果表明:改进后的DDRM模型可显著提高喀斯特流域日径流的模拟精度,对洪水期和枯水期的径流过程均有较好的模拟效果。     

基于HEC-HMS模型的小流域水文模拟研究

本文将半分布式水文模型HEC-HMS应用到滁河的黄栗树子流域,对5场日径流过程进行模拟,分析HEC-HMS模型在小流域水文模拟上的适用性。结果表明:HEC-HMS模型计算功能强大,部分参数能直接反映流域的具体特性,预报的径流深均在许可误差范围内,具有较好的模拟效果,研究结果对中小河流等小流域应对突发洪水的“四预”智慧水利建设具有重要参考价值和借鉴意义。     

太湖流域湖西山丘区降雨产汇流计算

1 湖西区概况 湖西区为太湖流域的一个水利分区,位于太湖流域西北部、东侧与武澄锡虞区为邻,全区面积为7896km~2。 该区地形复杂,地势总的呈西北高,东南低,周边高,腹部低,逐渐向太湖倾斜的趋势,但腹部低洼中又有高地,高低交错,圩区间隔其间,平原地区河网纵横,湖西地区以洮滆两湖为中心,形成运河水系,洮滆水系、南河水系等(?)大水系。     

中田河小流域降雨径流关系初探

以溧阳市丘陵山区中田河小流域为研究对象,基于该流域2007~2011年降雨径流实测资料,利用多元回归统计方法建立了月降雨径流关系。研究结果表明:该流域月降雨径流关系为非线性关系,且降雨径流相关关系良好,相关关系为0.90。     

基于 SWAT 模型的北山水库流域地表径流模拟

为评价北山水库流域地表水资源,选用SWAT软件构建了该流域的分布式水文模型。基于2016-2018年实测水文数据以及高程、土地利用类型、土壤类型等数据,完成了对北山水库流域的SWAT模型构建,利用SWATCUP软件对参数进行率定及敏感性分析,选取决定系数(R~2)、纳什效率系数(NSE)、平均相对误差绝对值(MARE)和均方根误差(RMSE)作为模型评价指标。结果表明:北山水库月蓄水量模拟值与实测值吻合良好,模型率定期和验证期的R~2均达到0.89,NSE分别达到0.88与0.85,MARE分别为5.04%与4.23%,RMSE分别为1.15×10~6 m~3与0.90×10~6 m~3,由此表明该模型能近似反映研究区的径流变化特征,展示了SWAT模型在该流域的适用性。此外,基于验证的水文模型对主要参数进行敏感性分析,表明影响该区径流模拟最为显著的两个参数是浅层地下水回归流阈值和径流曲线数。     

随机产汇流理论

引入随机理论,将流域上一场具有一定时空分布的降雨视作无穷多雨滴之集合。流域上任一位置雨水的下渗、蒸散发,以及向流域出口断面的汇集,用水动力学处理;呈时空分布的无穷多雨滴的集体表现,即流域产流量的形成和流域出口断面流量的形成,则用概率论处理。从而同时考虑了降雨空间分布不均和下垫面条件空间变异对流域产流的影响,也揭示了流域瞬时单位线的物理本质,阐明了倍比性和叠加性是净雨空间分布均匀条件下流域汇流的本质特性。最后提出了一个确定流域汇流速度空间分布的方法。     

海河流域中部地区产流理论分析

流域产流计算方式的确定,直接影响着洪水预报结果和洪水分析计算结果,通过对近30年来海河流域中部地区的洪水资料进行分析,认为海河流域中部地区的流域产流方式大部分是从超渗产流开始,随着降雨的增加,下渗率逐渐减少,到达临界条件后变为稳渗,转化为蓄满产流。     

亚流域划分对分布式水文模型模拟结果的影响

本文以GIS技术为支持，选择黄河下游支流洛河卢氏水文站以上流域为研究区域，应用分布式水文模型SWAT (Soil and Water Assessment Tool)在不同的亚流域划分数量条件下进行流域产流和产沙模拟，进而分析亚流域划分对分布式水文模型模拟结果的影响，结果表明：(1)产流量随亚流域数量的增加而增大，变化幅度较小；产沙量随亚流域数量的增加而减小，变化幅度较大；(2)存在一个亚流域划分水平，当超过此水平时亚流域数量的变化对产流量和产沙量几乎没有影响。根据计算流域产沙量的MUSLE方程，分析了由于亚流域划分数量变化对流域产沙的影响，发现在研究区内其主要原因为MUSLE中径流项对亚流域划分数量变化的响应，其次是土壤可蚀性因子、植被覆盖和管理因子和地形因子参数值的统计变化。     

单元嵌套网格产汇流理论

凭借大数据可以精细刻画降雨空间分布和下垫面空间变异性的优势,提出了大数据背景下考虑降雨空间分布和下垫面空间变异性对流域产汇流影响的计算方法,即单元嵌套网格剖分流域的方法。通过引入网格水滴的概念揭示了流域瞬时单位线的物理本质,对由RodriguezIturbe和Valdes所提出R-V地貌瞬时单位线理论进行补充,分析了等流时线法和单位线法的局限性,提出的单元嵌套网格产汇理论既克服了等流时线法和单位线法的缺点,也吸取了它们的优点,为在大数据支撑下统一等流时线和单位线法提供了可行性。     

基于相似流域法的SWAT模型模拟黄河中游无资料地区径流

选用黄河中游两个小流域,基于相似流域法探求分布式水文模型SWAT在黄河中游小流域无资料地区径流模拟的适用性。通过距离、流域面积相近及属性相似的方法,用已知流域率定参数移植到无资料流域进行径流模拟。选取2009-2013年的日径流与月径流进行模型率定,以效率系数(NS)和决定系数(R2)为评价指标,率定出4个模型敏感系数,并用2014-2016年的日径流与月径流进行模型验证。结果显示:率定期月径流模拟的R2为0. 76,NS为0. 70;日径流模拟的R2为0. 70,NS为0. 64;验证期月径流模拟的R2为0. 82,NS为0. 74;日径流模拟的R2为0. 78,NS为0. 68。说明基于相似流域法的SWAT模型对于无资料的小流域月径流量模拟具有很好的适用性。     

城市地面产流的试验研究

采用室内模拟降雨试验，对各种城市地面，如土地面，草地，混凝土地面及其多种组合的产流特性作了系统试验，分析了降雨强度与历时，土壤湿度与密实度，地面覆盖，不透水面积比例与位置等因素对径流系数和产流过程的影响，为城市水文规律的研究和模拟计算了提供了可靠依据。     

降雨空间尺度对径流模拟的影响研究

通过分析不同分辨率的雷达降雨数据所产生的降雨空间分布的变化对径流模拟的影响发现:本文所用的基于DEM的蓄满产流分布式水文模型对降雨时间和空间的变化是比较敏感的;由于降雨空间分辨率的变化计算的径流总量、洪峰都有不同程度的变化,但是这种变化的大小又与降雨场的特征、流域面积的大小以及土壤含水量的变化有很大的关系:随着面平均降雨量(P BAS)的增减,洪量也随着增减,P BAS与洪量有很好的相关性;降雨CV值的增加导致洪峰和洪量都相应的增加;流域的面积越小洪峰和洪量对降雨空间变化就越敏感;在前期干旱的条件下降雨空间变化导致的洪峰和洪量的变化要比在湿润的条件下产生的洪峰和洪量的变化大。