一种地形指数计算方法在Topmodel洪水模拟计算中的应用

介绍了Topmodel的基本理论，提出一种简单的地形指数ln(α/tanβ)计算方法，该方法分别提取数字高程模型(DEM)网格单元的α和tanβ，对坡度为0的网格单元进行专门处理，然后计算每一个网格单元的ln(α/tanβ)。以沿渡河流域为例，将计算的地形指数用于Topmodel进行洪水模拟计算，得到了比较满意的结果。     

TOPMODEL中平均地下水深计算方法的研究与应用

原TOPMODEL结构中流域平均地下水深计算缺乏物理意义,缺水深系统偏小,带来水量平衡的误差。本文对TOPMODEL中平均地下水深计算展开分析,讨论原TOPMODEL中平均地下水深计算产生负值的现象和原因,并通过引入临界地形指数和非饱和面积地形指数均值的概念,采用新的平均地下水深计算方法应用于TOPMODEL中。分析了新的平均地下水深计算方法的解析解,并通过算例分析该方法与原方法的区别。将新的平均地下水深计算方法结合到TOPMODEL中,结果计算流域平均地下水深不再出现负值,更具物理意义,壤中流计算也更合理。     

以地形为基础的流域水文模型——TOPMODEL及其拓宽应用

介绍了TOPMODEL的基本理论与理论基础及模型利用地形指数的不同空间分布,模拟水文响应的特性.由于以往TOPMODEL的应用只限于山坡尺度范围,本文试探将其应用范围拓宽,选择淮河流域为例,考察其在一般流域上的应用效果,并将TOPMODEL与新安江模型作了初步分析比较.     

一种通过地形指数计算流域蓄水容量的方法

在概念性分布式水文模型中,单元格蓄水容量的确定成为一个难题。考虑到单元格蓄水容量同地形指数之间的相似性,发现地形指数同蓄水容量间满足位移量为零的对数维布尔分布函数,建立了地形指数同单元格蓄水容量之间的函数关系,从而可通过单元格地形指数求取单元格的蓄水容量,在一定程度上解决了分布式水文模型中产流参数的离散化问题。     

软基处理中土方量的计算方法

本文在考虑地基沉降的基础上建立土方量计算模型,把土方量的计算分为两个构成要素,并结合现场沉降观测结果进行分析计算,从而计算出由于地基沉降而引起土方量的增加量,最终推导出堆载量的一个计算公式。     

岩溶塌陷地质灾害的评价方法探讨

利用层次分析法确定了岩溶塌陷地质灾害危险性评价指标的权重,并采用综合指数模型计算了岩溶塌陷地质灾害的危险性指数,通过量化的危险性指数分级,划分了岩溶塌陷的危险性大小,这种方法对今后地质灾害危险性评估中岩溶塌陷的评价具有一定指导意义。     

河渠渗漏补给规律和计算方法的探讨

推算河渠渗漏量的计算方法通常采用上下游布设测流断面,施测河渠输水量的沿程渗漏损失量.通过对河渠渗漏影响参数的分析,借助复兴河试验流域,通过对影响河渠渗漏诸多水文地质参数及相关因素的分析,归纳出由流域平均地下水埋深与河渠渗漏补给系数建立相关,探讨推算河渠渗漏量的计算方法.     

水下钻孔灌注桩侧阻力计算方法的探讨

通过对钻孔灌注桩侧阻力形成机理的分析,提出了钻孔灌注桩极限侧阻力的一种计算方法.     

沉积岩包裹体烃源条件时间温度指数判别法的探讨--以鄂尔多斯下古生界为例

包裹体在油气地质邻域的应用,是近年来包裹体研究的热点和难点。本文探索性地运用沉积岩中包裹体测试数据计算烃源岩主要生烃时期的时间温度指数(TTI),对沉积盆地的烃源条件进行判别。首先利用鄂尔多斯下古生界包裹体显微测温数据求取捕获温度、计算古地温梯度,得出动态古地温曲线;然后计算出下古生界烃源岩的门限。奥陶系烃源岩生烃门限时间为280～131Ma,相当于二叠纪至侏罗纪,其对应的生烃门限温度为70～115℃,门限深度2100～3400m,生烃高峰期为181.4～149.6Ma,相当于侏罗纪中晚期。在生烃高峰期该层位的温度为110～115℃,埋深3300～3400m。和实际主要产气层分布相一致,说明了应用沉积岩包裹体计算时间温度指数,对烃源条件进行判别这种方法的有效性。     

基于CI指数的甘肃省黄土高原地区气象干旱的变化趋势分析

基于甘肃省黄土高原区33个气象站1962-2010年气象资料, 利用综合气象干旱指数(CI)对其近50 a的干旱频率和平均持续时间的空间分布、 干旱强度趋势变化和极端干旱事件频次进行了分析, 此基础上应用基于分型理论的R/S方法对干旱强度未来变化趋势进行了预测. 结果表明: 甘肃省黄土高原区干旱发生频率和多年平均持续天数在兰州-靖远一带和庆阳北部属于高值区, 而岷县、 渭源一带属于低值区; 106° E以西"临洮-通渭-天水"一带和庆阳东南部是干旱变幅最大的地方. 20世纪90年代以来, 干旱强度增大的较快, 四季均呈现出干旱强度变大的趋势, 其中春、 秋季干旱强度加剧的趋势明显, 夏季近10 a都处于非常严重的干旱状态, 但未通过0.01的显著性检验; 20世纪60年代至今, 极端干旱事件发生频次快速增多. 四季干旱强度Hurst指数H 均大于0.5, 同时分维数D 均小于1.5, 因此, 未来一段时间干旱强度仍然保持与过去相一致的变化趋势. 研究结果可为相关部门制定相应抗旱对策提供科学依据.     

TOPMODEL模型中的DEM尺度效应

TOPMODEL是目前被广泛应用的半分布式流域水文模型,它以地形为基础的特点使得DEM的空间分辨率成为影响模型模拟结果准确性的重要参数。不同分辨率的DEM将计算出不同的地形指数ln(α/tanβ)分布,其作为TOPMODEL的地形参数直接影响着模型的模拟结果。以10 m分辨率的DEM为原始数据,生成10~1 000 m等17种分辨率的DEM,使用地形信息熵的概念,比较不同分辨率的DEM对地形信息提取的影响。假设TOPMODEL在10 m分辨率的DEM计算的流量过程线为观测值,对比了不同分辨率的DEM对流量过程线和Nash效率系数产生的变化。对于所研究的流域,150 m分辨率是建立TOPMODEL模型的最佳值,300 m分辨率是保证模型结果有效的基本要求。使用Monte Carlo方法计算TOPMODEL中参数对DEM分辨率的敏感性,指出在模型的5个参数中,只有饱和导水系数T₀对DEM分辨率敏感。     

TOPMODEL模型在岩溶地区的改进与应用

为合理评价岩溶地区水资源,在充分考虑岩溶地区水文要素的空间异质性及各水文单元之间的相互联系的基础上,作者结合TOPMODEL模型的结构特点, 对模型进行了改进。该改进模型在子流域中采用TO PM ODEL模型作产流计算,根据河道的不同属性推求汇流时间,建立汇流模型,增强了模型的分布性,解决了由于岩溶地区地下河的存在无法使用TOPMODEL模型的问题。将此改进模型应用于鄂西蛤蟆颈水库控制流域进行模拟研究,得到了较为满意的模拟结果。      

DEM空间分辨率对TOPMODEL径流模拟的影响研究

本文以褒河流域为例，引入信息熵的概念量化分析了DEM分辨率对地形特征（坡度、单宽上坡集水面积和地形指数）计算的影响，发现随着DEM分辨率的降低，计算得到的坡度值偏小，单宽上坡集水面积值偏大．从而导致地形指数计算值偏大。在此基础上，再基于不同分辨率的DEM数据得到的地形指数分布，采用TOPMODEL对褒河流域的9场次洪进行模拟，结果表明DEM分辨率降低会使得洪峰流量和径流深增大，确定性系数降低，模型的模拟精度变低．但其对峰现时差的影响不明显。     

SCE-UA算法在新安江模型及TOPMODEL参数优化应用中的研究

利用江西修水流域资料，将遗传算法和SCE—UA算法对新安江模型汇流参数及TOPMODEL参数进行优化，并对其结果进行了分析研究，得出了以场次洪水拟合的确定性系数为指标，用SCE—UA算法对TOPMODEL参数自动优化的结果比新安江模型的结果稍好的结论。     

TOPMODEL在流域径流模拟中的应用研究

介绍了TOPMODEL的基本结构与理论。该模型结构简单、物理概念明确、优选参数少,在集总式和分布式流域水文模型之间起到了一个承上启下的作用。TOPMODEL在国外已被广泛研究,并认为是一个相当成功的流域水文模型。为了进一步拓宽该模型的应用,选择6个不同尺度、分布于不同区域和不同气候条件下的流域来应用研究该模型的径流模拟效果。结果表明,该模型在率定和校核两个阶段的模拟精度都比较高,基本上能达到新安江三水源模型的水平。     

TOPMODEL模型的空间尺度分析

以东江流域的岳城、胜前、东坑、蓝塘和九州五个子流域为例,应用前四个子流域分析DEM分辨率和流域大小对地形指数和TOPMODEL模型模拟结果的影响,探讨TOPMODEL模型对DEM分辨率的依赖性.结果表明:DEM分辨率对地形指数有着显著的影响,且径流模拟精度依赖于DEM空间分辨率,随着DEM空间分辨率的降低模拟得到的确定性系数逐渐减小.为了克服TOPMODEL模型难以考虑降雨空间分布不均对径流过程的影响,建立基于子流域的TOPMODEL模型,将基于子流域的TOPMODEL模型和整个流域的TOPMODEL模型应用九州子流域进行模拟比较,发现基于子流域的TOPMODEL模型能够得到精度更好的模拟效果,而且可以得到不同子流域对流域出口流量过程的贡献度,进而能够分析不同降雨情况下的流域出口洪水过程.     

基于SRTM的SNOW—TOPMODEL模型在玛纳斯河流域的应用

基于分辨率90m网格的玛河流域SRTM数据,提取了玛纳斯河流域的河网和地形指数,生成的河网与实际河网基本接近。将加入融雪模块TOPMODE应用于玛河流域,对模型计算结果进行误差评价并分析误差产生的原因。由玛纳斯河流域应用加入融雪模块的TOPMODEL模型可以看出,该模型在玛纳斯河流域有较好的适应性,可以将此模型应用于玛纳斯河流域的洪水预报。