基于LH-OAT的推理公式法参数敏感性分析

为定性了解不同洪水频率下汇流参数m,平均比降J两个参数对推理公式法进行无资料地区产流模拟的影响,利用LH-OAT全局敏感度分析方法对推理公式法进行参数敏感性分析。以两个不同分区的小流域(山西省方山县圪洞沟和孝义市下堡河流域)汇流为例,研究确定不同洪水频率下推理公式法参数的敏感性,确定参数敏感程度和变化规律,为模型参数率定提供数值参考。研究表明,推理公式法参数对洪峰值敏感性排序为mJ;m和J的敏感性随着洪水频率的减小呈现减弱趋势,两个参数随洪水频率变化的速率为V_mV_J。     

关于两则电算程序在小型水库工程设计中的应用说明及修改

潮州市大多数小型水库工程的集雨面积较小，洪水汇流时间短，用推理公式法程序和调洪演算程序的默认参数进行洪水过程线和调洪计算，会造成了洪水的洪峰肥大、洪量增多的假象，计算的结果使水位变高，消能设施要求变高。通过对程序的修改，使之能适合小型水库工程的设计。     

基于LH-OAT与变异系数法的汇流模型参数敏感性分析

为分析汇流模型参数对洪水模拟效果的影响,提高模型参数率定的精确性,以山西省洪水预报系统中的纳什瞬时单位线汇流模型为研究对象,运用LH-OAT法对汇流模型参数进行定向改变,分析确定汇流模型参数在不同等级洪水、不同流域、不同目标函数中的敏感性,再基于变异系数法确定汇流模型参数综合敏感性系数。研究表明,纳什瞬时单位线汇流模型参数敏感性会随着洪水等级、流域特征、目标函数的不同而改变,且汇流模型参数的敏感性仅与目标函数洪峰误差PE、洪峰流量Q_(mi)有关,与其他的目标函数无关;C_1与C_2这2个汇流模型参数综合敏感性系数分别为0.58、0.42,均为敏感性参数,且C_2的敏感性大于C_1。     

基于长办汇流曲线的多模型联合洪水演算研究

传统长办汇流曲线采用试算法确定稳定流的河段传播时间K值时,计算过程繁琐且不一定能得到最优解。基于此,提出利用遗传算法求解马斯京根模型的河段传播时间,进而优化长办汇流曲线模型的参数K。该方法既充分利用了长办汇流曲线模型中的经验性汇流系数,又融入了改进马斯京根法,可以保证参数全局最优的特点,有效提高了河道洪水演算精度,为河道洪水演算研究提供了一种多模型联合求解的新思路。     

赤峰市中心城区防洪的设计洪水地区组成计算

本文以防洪对象(赤峰)控制断面以上各水库坝址断面及无控制的区间洪水的组成为例,结合工程设计实践对洪水地区组成问题进行了重点分析。当设计断面发生设计频率的天然洪水时,通过拟定若干个以不同地区来水为主的组成方案,对每一组成方案计算上游工程所在断面和无工程控制的区间洪水的峰、量,以及各断面统一时间坐标的相应洪水过程线,对工程所在断面的洪水过程线经调洪计算得到下泄洪水过程线,再与区间洪水过程线组合(包括洪水演算),推求出设计断面的洪水过程线,从中选取可能发生又能满足设计要求的成果。     

基于XAJ-DCH模型的五强溪库区洪水预报研究

由于沅水水系五强溪水库流域面积大，流量控制站少，且洪水进入库区后，洪水波的传播方式变化较大，因此五强溪水库近坝区的洪水预报难度大。为提高五强溪库区洪水预报精度，采用XAJ-DCH模型(Xin′anjiang Digital Channel Model)对近坝区2016～2020年间13场洪水进行模拟，模型河道汇流分别采用了非线性水库法和马斯京根法，根据两种汇流方法的特点制定了两种不同的洪水预报方案。模拟结果表明：XAJ-DCH模型中两种河道演算方法均表现良好且简单实用，13场洪水的确定性系数基本位于0.7以上。非线性水库方法相比于马斯京根法考虑了河段断面情况以及水力特性，能够体现洪水运动的时空变化，且只需要率定河道糙率，其他参数如河道坡降、河宽以及河段长均可根据数字高程模型进行估计；马斯京根法需要率定4个河道参数，但马斯京根法模拟结果相比于非线性水库方法稍好。研究成果可为科学有效开展库区洪水预报、提高预报精度提供参考。     

基于双超模型的冷口水文站流域洪水预报研究

针对冷口水文站控制流域开展小流域洪水预报研究.首先对研究区的数字高程模型(DEM)进行处理,并运用泰森多边形法计算子流域的面积权重;采用双超产流模式计算产流、纳什瞬时单位线法计算坡面汇流、SWAI1进行河道洪水演算,建立双超洪水预报模型;并运用LH-OAT法分析模型参数的敏感性;针对25场不同级别的历史洪水进行模型参数...     

SAWH模型及其在洪水预报中的应用

针对流域水文模拟中存在的方程适用尺度和模型应用尺度不匹配问题建立了SAWH模型,对美国Baron Fork河流域1996—2000年的6次洪水过程模拟结果表明:对于洪峰流量差别很大、峰型也不同的洪水过程,SAWH模拟得到的流量过程线与观测值均十分吻合,表明模型在洪水预报中具有很高的精度;参数敏感性分析表明,植被蒸发系数对洪水过程的影响很小,饱和导水率和洼地调蓄能力对洪峰和洪量均有明显的影响,而河道糙率主要影响洪峰峰型。     

河边水文站产汇流特性分析

根据实测暴雨洪水资料，分析河边水文站暴雨空间分布特征，采用具有蓄满产流机制分析产流，采用推理过程线法分析汇流，并用实测暴雨洪水资料进行检验，通过曲线精度评定，结果表明：蓄满产流机制在半湿润山区是适用的，产汇流参数具有规律性，可供无资料地区移用或参考。     

基于数字高程模型的水文模拟对比分析

本文以GIS为平台，分析比较了不同类型的地形及网格大小的数字高程模型(DEM)所提取的汇流路径长度、坡度等地形特征值。在新安江模型参数物理意义研究的基础上，将汇流参数与地形特征值建立相关关系。利用相关关系确定参数，进行水文模拟，通过分析比较不同网格大小的DEM对水文模拟的影响，确定了满足实际洪水预报要求的DEM网格大小。     

大型水库群对流域洪水过程影响分析

以淮河流域鲁台子上游大型水库群为例,比较水库修建前后下游断面洪水过程变化情况,分析水库群对洪水过程的总影响,提出逐库添加法划分各水库在洪水过程变化中的贡献,明确各水库的影响程度,采用分级聚类法对水库影响程度进行划分,甑别重要水库。结果显示淮河流域大型水库群显著削减了鲁台子断面洪水总量与洪峰流量,峰现时间也有所变化,各库贡献差异较大,其中梅山、响洪甸、宿鸭湖、南湾、鲇鱼山和佛子岭等6座水库对鲁台子断面洪水过程影响显著,是流域防洪调度的重点水库。     

粒子群算法在河道水动力模型参数校正中的应用

参数估计一直是河道水动力模型研究的难点之一,在传统的模型参数人为经验率定方法的基础上,提出了基于粒子群算法的模型参数优化校正方法,构建了参数校正优化模型,并将参数优化校正算法与河道水动力模型进行耦合,针对淮河干流和史灌河支流组成的研究区域,采用一维河道洪水演进模型,比较了糙率系数校正方法和传统经验估算法,校正方法得到的河段糙率系数值比人为经验估计值平均大0.01,淮河干流河段糙率略大于史灌河支流河段糙率,采用校正河段糙率系数得到的河道水位过程与实测值拟合更优,特别在主峰段洪水过程模拟精度显著改善,验证了本文所提出的参数优化校正算法的有效性,为复杂河道水动力模型参数的确定提供了一种有效方法。     

水文模型参数的灵敏度分析

利用RSA和Sobol’两种全局灵敏度分析方法,对新安江模型中的主要产汇流参数进行了灵敏度分析,分析中采用Latin超立方采样方法,设定了模型参数的合理取值范围。参数灵敏度分析结果表明,两种方法得到的结果比较一致,流域蓄水容量是最敏感的参数,其次为汇流参数。灵敏度分析为水文模型有效的参数率定提供了技术支持。     

Analysis of dynamic wave model for flood routing in natural rivers

Flooding is a common natural disaster that causes enormous economic, social, and human losses. Of various flood routing methods, the dynamic wave model is one of the best approaches for the prediction of the characteristics of floods during their propagations in natural rivers because all of the terms of the momentum equation are considered in the model. However, no significant research has been conducted on how the model sensitivity affects the accuracy of the downstream hydrograph. In this study, a comprehensive analysis of the input parameters of the dynamic wave model was performed through field applications in natural rivers and routing experiments in artificial channels using the graphical multi-parametric sensitivity analysis (GMPSA). The results indicate that the effects of input parameter errors on the output results are more significant in special situations, such as lower values of Manning’s roughness coefficient and/or a steeper bed slope on the characteristics of a design hydrograph, larger values of the skewness factor and/or time to peak on the channel characteristics, larger values of Manning’s roughness coefficient and/or the bed slope on the space step, and lower values of Manning’s roughness coefficient and/or a steeper bed slope on the time step and weighting factor.     

流域汇流单位线时段转换应用分析

当流域汛期雨情报讯时段在特殊情况下出现变化时,流域汇流单位线必须事先进行时段转换后才能用于实际洪水预报。以实测水文原始数据为依据,根据示例流域在水文预报工作中的特殊需要,采用s曲线法对流域汇流单位线进行了实例转换和应用分析。分析成果符合相关行业规范精度标准,提出了分析成果的具体使用条件和应用范围,成果能够作为备选方法用于实际工作之中。     

Flood Inundation Modeling Using Nakagami-<Emphasis Type="Italic">m</Emphasis> Distribution Based GIUH for a Partially Gauged Catchment

Flood inundation extent is highly dependent on intensive rainfall and topography of floodplain. This paper presents a study to develop a flood inundation model for partially gauged upper Ganga catchment. For design flood computations, 100-year return period of 1 h duration rainfall is adopted. This is obtained by intensity duration frequency (IDF) relationship based on Self Recording Rain Gauge (SRRG) data of the study area. The SCS-CN method is used for rainfall excess computations. The Nakagami-m distribution has been used to compute Geomorphological Instantaneous Unit Hydrograph (GIUH) of different sub-catchments of upper Ganga river system because of non-availability of observed hydrograph. Routing of the hydrograph has been done by the Kinematic Wave (KW) approach. KW equations have been solved through Preissmann implicit method. The most sensitive KW parameters (i.e. overland roughness and channel roughness) have been estimated for a stretch on river Bhagirathi, a tributary of river Ganga. Nakagami-m distribution based GIUHs have been fed at the upper (i.e. input to the proposed model) as well as at downstream point (i.e. output to the proposed model) of that river stretch. Consequently, KW parameters have been calibrated by comparing the computed hydrograph with output hydrograph. Validation of estimated KW parameters has been carried out in the catchment of river Alaknanda which is another significant tributary of river Ganga. Thereafter, adopted KW parameters have been applied to calculate the design flood peak at the outlet of study area i.e. downstream of Haridwar city. Computations of overtopping water above the natural levees downstream of Haridwar city have been carried out considering the levee as broad crested weir. Topographic features of the floodplain have been obtained from freely available Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) data. Finally, extents of submerged areas in different flood hours corresponding to design rainfall have been developed by ArcGIS 9.2 software.     

分布式单位线在河北雨洪模型中的应用

因河北雨洪模型的汇流计算方法难以用于无资料流域,其汇流参数难以获得且不宜移用,为此,将基于数字高程模型的分布式单位线用于河北雨洪模型,并对峪门口流域4场较大洪水过程进行了模拟。结果表明:4场洪水洪峰流量相对误差均<5%,峰现时间误差均<2 h,确定性系数均>0.85,模拟效果令人满意。河北雨洪模型与基于流域地形地貌特征的分布式单位线相结合,可解决无资料流域,特别是山丘地区中小流域的洪灾预警预报等问题。     

Sensitivity Analysis of a Physically Based Distributed Model

The objective of this study is to perform a sensitivity analysis of the SHETRAN model on the example of the torrential Lukovska River catchment in Serbia. The sensitivity analysis of the model was performed for the following parameters: the vertical saturated hydraulic conductivity of the subsurface soil, the horizontal saturated hydraulic conductivity in the saturated zone, the Strickler roughness coefficients for overland flow and for streams, the available water content in the soil and the erodibility coefficients due to rain and due to overland flow. It can be concluded that the water and sediment discharge are very sensitive to the values of the vertical saturated hydraulic conductivity of the subsurface soil in the range of 0.001 to 0.1 m/day; to the values of the horizontal saturated hydraulic conductivity in the saturated zone in the range of 0.01 to 5 m/day and to the values of the Strickler’s coefficients for overland flow and for rivers in the range of 0.1 to 100 m1/3s-1 and 15 to 40 m1/3s, respectively. The sediment concentrations in a flow and sediment discharge are very sensitive to the values of erodibility coefficient due to overland flow in the range of 0.5 to 1.5 mg/m2s and to the values of erodibility coefficient due to rain in the range between 0.1 and 40 J-1. The obtained results could be used to simplify the parameter calibration procedure and to facilitate estimation of parameters in ungauged mountainous basins of similar characteristics.     

沭河流域洪水预报的产汇流组合方案优选

针对沂沭泗流域洪水预报问题,选择沭河流域重沟站洪水事件为研究对象,评估了两种产流方法和三种坡面汇流方法的不同组合下洪水模拟精度。 结果表明,CN 曲线数法是研究区最优的产流计算方法,斯奈德单位线和 SCS 单位线均适用于该流域的坡面汇流;CN 曲线数-斯奈德单位线组合是沭河流域最优的产汇流组合方案,洪水预报精度达到乙级以上。     

山西省设计暴雨雨型分析

根据山西省气候特点,将全省分为4个暴雨分区。无资料地区多利用设计暴雨计算设计洪水,在推求设计洪水过程线时要用到设计暴雨的雨型。本文简述了设计暴雨日雨型及时雨型的分析方法,利用这些方法分别对每个暴雨分区进行分析,综合得出了各分区的设计日雨型和时雨型,并且还针对工程控制面积小、汇流历时不足1h的流域,构造出了派生雨型,使小流域利用设计暴雨推求设计洪水过程线所需的设计暴雨雨型更加完善。