三水源新安江流域模型的应用经验

新安江流域模型(以下简称新安江模型)是个分散性的概念模型。该模型应用超蓄产流的概念,以土壤含水量达到田间持水量后才产流,并以 B 层土壤的稳定入渗率 FCB 来划分水源,超渗部分成为直接径流,下渗部分成为地下径流。新安江模型用在我国许多地区的水文预报中,均获得成功。由于用 FCB 来划分水源,虽其概念明确、方法简单,但各次洪水分析出来的 FCB 值颇不稳定,故模型结构还不够完善;另一方面在壤中流很丰富(约占总径流的20～40%)的湿润地区,其模型所分的直接、地下两种水源就显得不够用了。为此,我们在预报实践的基础上,将径流分成地面、壤中、地下三种水源,以资改进。本文就三水源新安江模型概念及其计算公式,模型参数的确     

新安江三水源模型在柘林水库流域洪水预报中的应用

新安江三水源模型在柘林水库流域洪水预报中的应用曾新伟，张梦瑞（江西省拓林水电厂）（江西省电力局）１流域及工程概况拓林水利枢纽位于赣西北的修水干流中游，是一座以发电为主，兼有防洪、灌溉、航运、养殖等综合效益的水利工程。修水属邵阳湖水系，为江西省五大河流...     

新安江模型参数的分析

本文介绍了三水源新安江模型的结构与参数,着重分析了参数的独立性与敏感性问题。结果说明,参数可分为蒸散发、产流、分水源、汇流等4类,各类之间基本上是独立的,其中有许多参数是不敏感的。文章最后提出了参数的分属层次与调试方法,以有利于求解。     

新安江模型参数的线性化率定

为了解决一般概念性水文模型参数率定结果不稳定的问题,以新安江模型为例,提出了新安江模型日模参数的线性化率定方法。首先通过理想模型将该方法与SCE-UA方法及单纯形方法进行对比研究。率定结果中3种算法所获得的平均目标函数值分别为0.02、0.10、8.39 m³/s,平均循环次数分别为8、637、327,而且由线性化率定方法所获得的各参数值方差也要比其他2种方法小得多;说明线性化率定方法能够找到参数真值,计算精度和效率更高,率定结果更稳定。然后采用建阳和长滩河2个流域的实测资料对该方法进行应用检验,结果表明,同样可以较快地率定出稳定的模型参数优值。建阳流域的10组率定结果的目标函数值皆为100.35 m³/s,循环次数也皆在8次以内,而且2个流域检验期的径流深相对误差皆在9.68%以内,确定性系数皆在0.819以上。因此,线性化参数率定方法确实能够解决非线性模型参数率定结果不稳定的问题,不会产生不相关的局部参数优值,并且不受参数初值影响,计算精度高,循环次数少,是一种可行有效的全局优值参数优选方法。     

新安江模型参数多目标优化研究

水文模型的参数优化率定一直以来是水文预报领域的重要研究内容,当水文模型的结构确定后,水文模型参数的选择对水文模型整体性能和水文预报结果的好坏有着至关重要的影响.针对传统水文模型参数优选采用单一目标不能充分全面挖掘水文观测资料中蕴含的水文特征信息的缺陷,本文以新安江三水源模型为例,尝试采用多目标优化算法优化率定水文模型,算例应用分析表明,通过合理的选择目标函数的种类和数目,采用多目标进化算法优化率定模型参数,可以获得相对于单目标率定模型参数更优的结果.进一步,研究工作针对模型参数优化的结果进行分析,可以明显看出模型参数优化中存在“异参同效”现象,为后续模型参数不确定性分析等相关研究工作的开展做好了铺垫.     

栅格型新安江模型在赣江流域的应用

以赣江流域峡山站以上为研究区域,利用栅格型数字高程数据,提取数字流域水系及其空间拓扑关系,在此基础上建立数字水文模型。赣江上游峡山站以上集水区域包含21198个空间分辨率为30s的栅格,采用就近移植法将降水数据及蒸发数据插值到每个栅格上,计算峡山站的径流过程。日模型中选取1978~1985年为参数率定期,1986~1987年为参数验证期,以多年径流量误差最小为目标函数。次洪模型中采用前16场洪水用于参数率定,后6场用于模拟验证,以洪水总量、洪峰流量、峰现时间按许可误差统计合格率最高和确定性系数最大为目标函数。结果显示,率定期16场洪水中14场合格,验证期6场洪水均合格,表明栅格型新安江模型模拟效果良好。     

新安江模型与水箱模型在柘溪流域适用性研究

为提高柘溪流域洪水预报精度,充分合理利用洪水资源,缓解该流域下游的防洪压力,同时为水库防洪调度以及经济运行提供科学合理的决策依据,研究了集总式概念性水文模型新安江模型及水箱模型在该湿润流域的适用性。选取该流域2004~2015年实测数据,应用三目标MOSCDE算法分别优选三水源新安江模型以及水箱模型参数,从而对该流域划分的多个子流域单元进行了场次洪水模拟计算,并对比分析不同流域单元两种模型的模拟结果,探究不同模型结构在柘溪流域场次洪水模拟中的差异,分析总结这两种模型在该流域的适用性。结果表明:两种模型模拟效果比较接近,均可以达到《水文情报预报规范》规定的作业预报精度要求,且对于流域内的大洪水的模拟效果也比较理想。从洪量以及洪水过程方面分析,两个模型的模拟效果比较接近;从洪峰拟合角度分析,新安江模型比水箱模型更适合该流域。     

新安江模型理论研究的进展与探讨

回顾了新安江模型发展的历程,指出在具有物理基础的分布式水文模型发展遭遇理论瓶颈的背景下,可重新审视新安江等概念性模型的重要作用和地位。文章介绍了近年来新安江模型在结构、理论方法及应用等方面取得的进展,认为新安江模型是一个不断发展的模型理论体系。新安江模型理论的创新首先需秉承其理论的特色,即蓄满产流及以统计曲线形式表达的部分产流的概念,可用山坡水文的理论和发现指导模型创新,并采取野外实验、理论分析与计算机建模三者并重的理念。     

基于遗传算法的新安江模型日模拟参数优选研究

在概念性水文模型的参数率定中,目前还没有一个传统优化方法能够提供保证足够高效和稳定性的算法。为了克服传统优化方法中局部收敛性的缺点,近年来利用遗传算法通过计算机准确稳定地进行概念性水文模型的参数优选的尝试得到越来越多的重视和发展。目前优选水文模型待定参数,大多是从次洪模型的方面去讨论,有关日模拟模型的遗传算法参数优选讨论的较少。本文系统分析了基于遗传算法的新安江模型日模拟参数的自动优选,同时针对遗传算法在模型参数众多的情况下时间效率低下问题,通过利用新安江模型参数分层原理与模型参数敏感性分析对优选结果影响,提出一套简化的日模型参数遗传算法优选方案。经过流域模拟检验,该优选方案可行,运行效率高,可以作为类似模型遗传算法参数率定快速、有效的方案。     

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。     

基于SoilGrids的栅格新安江模型参数空间分布估算

为实现中小流域降雨径流过程精细化模拟, 合理估算水文模型参数的空间分布具有重要意义。基于新版全球数字土壤制图系统(SoilGrids)构建栅格新安江模型(GXM)参数化方案, 对陕西省陈河流域2003—2012年16场洪水进行模拟, 与新安江模型计算结果进行对比, 开展基于洪水过程划分的自由水蓄水容量敏感性及空间分布特征量化分析。结果表明: GXM模拟的峰现时间误差水平降低约0.31 h, 洪峰和洪量模拟精度较高, 模型能够对土壤水饱和度等水文要素的动态空间分布进行较合理的模拟; 自由水蓄水容量参数对洪峰和涨洪过程的确定性系数以及涨洪段的洪量相对误差影响较大, 对退水过程影响小; 自由水蓄水容量在陈河流域河谷和山脊附近较大, 坡段中部较小。     

降雨径流流域模型中的水源划分问题

在降雨径流流域模型中,水源划分是一个十分重要的环节.各种不同水源的径流,在汇流特性上差别很大:地面径流的坡地漫流时间不超过几小时;壤中流可达到三、五天,而地下径流则为几十天至百余天.如果水源划分处理不当,将对汇流计算带来很大困难.例如误将较多的地下径流计入地面径流中,则求得的单位线就峰低底宽,形成一种“非线性”.实际上,如果水源划分处‘理好了,这种“非线     

浙江省东苕溪瓶窑站变动权重新安江三水源模型的研究

东苕溪作为浙江省防汛重点，防汛水文人员一直在不断研究改善洪水预报模型，以满足防汛指挥调度要求日益提高的需要。结合流域实际，对新安江三水源模型进行了改进，并研制了流域控制站——瓶窑站变动权重新安江三水源模型，使用效果比较满意。     

对新安江模型的改进

在新安江模型的结构中增加了超渗产流模型,对新安江模型进行了改进,使得新安江模型的产流理论更加完善,可以用于湿润地区,半干旱半湿润地区及干旱地区。把改进后的模型在半干旱半湿润的沂沭泗流域进行了验证和应用。     

邢台市区地下水饮用水源污染成因及规律的探讨

邢台市区地下饮用水源位于太行山前储存两种相当丰富的岩溶水和孔隙水的百泉泉域径流排泄区。令人担忧的是：浅层孔隙水已受到轻度污染，深层岩溶水出现个别水井水质超标。本文针对几起地下饮用水源污染事例，探讨岩溶水饮用水源污染成因和规律。     

流域水文模型参数的水文分区法

本文用新安江模型参数进行水文分区,并对这种分区方法的精度及其稳定性作了定量分析论证。在此基础上,给出了江西、湖南、福建三省比较完整的水文分区。还以江西省为例,对用不同的分区法所得的水文分区成果精度进行了对比。