推理过程线

六十年代水利水电科学研究院水文研究所提出的推理公式,是根据等流时线法简化而来的。它是在径流成因公式中,令净雨历时(t_c)内的净雨强度(α)为常数,假定成峰共时汇流面积(F_c)与流域面积(F)之比等于净雨时(t_c)与流域汇流历时(τ_M)之比,又据曼宁公式,对过水断面等诸水力因素进行了一定的概化后,并经归纳整理得:     

地貌瞬时单位线理论的若干评论

本文对地貌瞬时单位线(CIUH)理论的基本假设、等待时间概率密度函数以及它与概念性流域汇流模型之间的关系进行了评论。指出由于水质点之间并非弱相互作用,故借助于统计力学方法探讨流域汇流在理论上仍有不足之处。等待时间概率密度函数的确定虽是现行GIUH理论的关键,但目前采用的方法无不带有假定性。当采用面积-时间曲线和指数型函数作为等待时间概率密度函数时,现行GIUH方法与概念性流域汇流模型等价。考虑到GIUH只取决于河网地貌参数和流速参数,故它可为概念性流域汇流模型提供一个新的确定参数的方法。     

基于流域面积～高程关系曲线的洪峰传播历时计算方法及其在长江流域的应用

流域内洪峰传播过程与流域的一些统计特性相关。本文基于重力驱动原理和流域面积~高程关系曲线,计算长江流域内洪峰传播历时。研究结果表明:由曲线法计算得到的长江流域53个子流域的洪峰传播历时与流域特征明显相关,曲线法计算值与经验公式计算值之间呈线性关系,通过线性转化可方便、快速地得到流域洪峰转播时间值。此方法可用于研究流域地貌与水文响应的关系及洪水快速预报。     

一个网格型松散结构分布式水文模型的构建

根据流域降雨径流的基本过程,以蓄满产流理论为基础,建立了一个网格型松散结构的分布式流域水文模型。模型将流域离散为包含河道与不包含河道两种类型的单元格,以协克里金方法插值得到空间离散的降雨输入,考虑的产汇流物理过程包括降雨、植被截留及蒸散发、单元格产流、单元格汇流及河网汇流。模型结构简单,参数较少,在充分利用植被覆盖类型图及土地利用类型图的基础上,能够获得大部分参数的选用值。通过在长江三峡区间沿渡河流域的实际应用,模型计算成果令人满意。     

流域稳渗率分布曲线线型的分析研究

湿润地区的流域汇流计算，常常以不同水源分别的进行汇流计算，需将总径流量划分为直接径流量和地下径流量两部分，流域稳定下渗率ＦＣ是划分径流量的重要参数，通常用试错法确定，对固定流域取为常数。本文考虑流域各处透水性能并不均一，设想类似于流域蓄水容量曲线，在下渗面上存在着流域稳渗率分布曲线，并表达为少数参数方便，以便于地区综合，提高划分水源，流域汇流计算的精度。     

考虑动态汇流路径的时变分布式单位线

针对现有分布式单位线汇流理论未考虑土壤含水量变化引起的时变汇流路径问题,提出动态汇流路径新概念,推求同时考虑降雨强度和土壤含水量时空分布的坡面流速计算公式,引入地形指数刻画流域蓄水能力空间分布,从而获得栅格尺度流域流速分布场,进一步建立不同蓄满状态下流域动态汇流路径集合,最终实现考虑动态汇流路径的时变分布式单位线推求。以龙虎圩和东石流域为实例,通过SCS模型计算产流量,采用本文所提方法进行汇流计算,引入涵盖低流量误差、高流量误差及洪量误差的多目标优化方法率定参数,2个典型流域28场洪水预报结果表明,洪峰流量相对误差在±15%内,峰现时间误差在±6 h之间,纳什效率系数平均值超过0.8,与现有方法相比,所提方法能更加准确地反映汇流时间分布场,提高了洪水预报精度。     

新安江模型中河网汇流参数Cs的一种计算方法

新安江模型河网汇流参数Cs主要取决于河网形态及地貌特征规律,针对PUB（Prediction in Ungauged Basin）问题,从物理机理分析的角度,构建描述河网汇流动态变化的微分方程并给出适当的定解条件,用解析法得出微分方程的解,从而探索出在无实测水文资料地区适用的Cs计算方法。选取中国湿润地区和半湿润地区25个流域,统计并分析了各流域次洪模型的Cs计算值和率定值。结果表明,从总体来看计算值和率定值基本上相等;不论流域是否分块,提出的Cs计算方法均适用;当其他参数保持不变,虽然Cs取计算值时所得到的次洪模拟结果略逊于取率定值的模拟结果,但误差在可接受的范围之内,也能取得良好的模拟效果;如果令Cs取计算值,再重新率定其余的各项参数,能够使模拟精度得到进一步提高。采用该法可推求无实测资料地区的汇流参数Cs值,使模型在无资料地区的应用成为一种可能。     

推理公式法在无资料地区小流域洪水计算中的应用

以陕西省南部某水利工程为例,采用推理公式法在无资料地区小流域洪水计算中具有重要的意义。采用推理公式法计算特小流域设计洪水,通过流域汇流历时与河长、比降以及洪峰的相关关系推求洪峰,得到其频率P=5%洪峰流量115 m3/s,P=0.5%洪峰流量186 m3/s。为无货料地区小流域设计洪水的推求提供了思路。     

基于DEM的等流时单元法在大流域分布式水文模型中的应用

等流时单元法是一种具有物理基础同时又非常简便的分布式流域汇流模型。若能应用于大流域,会显著提高大流域分布式水文模型的计算能力,可以扩展其在大流域分布式水文模型中的应用,降低其限制性。采用基于DEM的等流时单元法进行坡面汇流计算,即坡面汇流经河流两侧并入河道,河道汇流使用扩散波方程（USGS的河道汇流程序包SFR1）,将其推广到大流域分布式水文模型的应用之中。该方法与二维坡面汇流的扩散波数值方程相比较,能够节省计算时间。在伊通河中下游较大流域上试用结果表明,农安站计算与实测流量的最大相对拟合误差为13%,模型月流量Nash-Sutcliffe效率系数为0.9。等流时单元法用于大流域分布式水文模型的坡面汇流是可行的。     

流域地貌特征对流域水文响应的影响分析

针对目前研究流域地貌特征与流域水文响应的指标具有随意性、主观性以及地貌特征与流域水文响应之间相关性较多、定量化较少等现象,求解出河道和坡面水流运动方程的格子玻尔兹曼方法解,进而构建了基于LBM的汇流模型,计算出黑龙江流域25个研究流域的单位线。分析了单位线要素与流域面积、流域长度和流域宽度之间的相关性,并给出了定量公式。研究结果表明:时间面积曲线由于受到水动力扩散作用比距离面积曲线变得平滑,可以用单位化的时间面积曲线定量单位线,但当一个流域的时间面积曲线有多个大的极值接近时峰现时差和洪峰拟合的不好。研究结果可为定量化流域水文响应和流域水文模型的参数率定提供方法和定量公式。     

汇流计算中若干问题的述评

本文概述了坡面汇流与河道汇流计算中的简化模型,重点讨论了流域汇流计算问题,笔者认为,坡面汇流与河道汇流计算方法相对成熟,以系统分析理论为基础的汇流计算数学模型的研究重点似可转向参数的合理定量与地区综合,以及区间汇流与局部汇流计算方面:汇流非线性现象很复杂,要充分注意非线性向线性转化的条件;地貌单位线正在得到迅速的发展,可能成为解决短缺水文资料地区水文计算与进行小河站网规划的又一途泾;今后汇流计算研究应更多地重视干旱与半干旱地区.     

从水文学产汇流角度分析碱坪沟“8·13”泥石流特征

本研究以四川省都江堰市龙池镇碱坪沟泥石流流域对象,基于HEC-HMS流域分布式水文模型,利用RS和GIS技术提取流域产汇流参数,模拟分析碱坪沟8·13泥石流的暴雨汇流过程,结合流域内土地利用类型分布,模拟降雨-径流关系,并综合考虑泥石流的相关特征参数,利用情景分析法探讨泥石流流域内的土地利用类型变化对泥石流汇流过程的影响关系。     

基于地貌学和水文学的流域汇流模型

流域汇流是一个三维水文学问题，主要依赖于流域的河网地貌和河槽动力特征。本文在地貌学和水文学研究基顾上建立了概念性的流域模型，模型参数可由地貌参数和河槽动力特征值推求，该模型是非线性模型，概念清楚，求解地较简便，且可用于缺乏水文资料地区的流域汇流计算。     

仅依据汇流系统出流资料确定Nash模型参数的研究

从理论上建立缺乏水文资料或水文资料不配套情况下的流域汇流计算方法是水文学家长期追求的目标.在分析半个世纪以来这方面主要研究成就的基础上,认为确定流域汇流模型参数的途径可划分为三类.对其中仅根据汇流系统出流资料确定Nash模型参数的理论公式和实施步骤作了详细探索,取得了初步成果,指出了进一步研究的方向.建议的方法对我国干旱、半干旱内陆边远不易布设足够雨量站点的地区的水文计算和预报工作具有实际意义.     

黑河流域气候平均降水的精细化分布及总量计算

利用黑河流域气象观测站降水资料和DEM资料,分析了气候平均年和月降水量与地理地形参数的关系.结果显示,黑河流域气候平均降水量与测站的海拔、纬度、坡度显著相关,据此建立了降水量与地理地形参数的关系模型;拟合分析表明,年降水量拟合值与实测值的相关系数达0.94,二者在大部分地区分布特征基本一致,拟合值稍大;逐月降水量拟合相对误差在上游和中游都很小.基于降水量与地理地形参数的关系模型,利用高分辨率DEM资料,扩展得到了黑河流域上中游100m×100m精细化分布的气候平均年降水量和各月降水量.结果表明,精细化分布的降水量场能够表现出更多与地形和地势有关的细节,这是只利用气象测站资料的分析结果所不能反映的.在黑河流域气候平均降水量空间精细化分布基础上,按照黑河流域上中游面积5.08×104 km2计算,其气候平均年降水总量约为150.6×108 m3,降水主要集中在5-9月.     

基于GIS对新安江模型的改进初探

新安江模型能较好解决降雨时空分布问题,但忽略了其他分布不均的影响。流域汇流特征在很大程度上取决于流域形状特征和地形分布。提出一种方法,利用数字高程模型(DEM)划分子流域,提取各单元流域的平均坡度和最大汇流路径长度,以最大汇流路径长度推求形状系数,并将形状系数和平均坡度引入模型结构中,建立其与汇流参数之间的相关关系,使新安江模型能同时考虑降雨、流域形状以及地形分布。将改进后的模型应用于沿渡河流域进行验证,效果良好。     

流域坡面汇流研究现状述评

对当前坡面汇流计算方法的研究进展进行了较为系统的总结与分析,并对坡面汇流的非线性效应以及城市低影响开发中的雨水入渗与蓄集对坡面汇流的控制作用进行了简要分析。从模型简单实用的角度出发,认为以流域时间-面积关系与线性水库相串联的ModClark法等为代表的概念性分布式坡面汇流模型具有良好的发展前景;考虑到基于等流时单元的变动等流时线法在反映雨强非线性影响中存在的问题,认为根据水文响应单元在不同雨强条件下汇流时间的变化,调整其汇流参数以反映坡面汇流的非线性效应,对于流域坡面汇流的分布式模拟更具有实际意义;针对目前低影响开发设施长时间序列大空间尺度的室外降雨径流监测资料普遍较为缺乏的现状,给出了后期应积极选择合适的技术以加强低影响开发性能监测工作的建议。     

利用地形地貌资料确定Nash模型参数的研究

基于近代关于流域汇流机理是地貌和水动力扩散作用的新观点,导出了根据霍顿（Ｈｏｒｔｏｎ）地貌参数计算ｎ和根据地形资料计算Ｋ的公式,并用实例作了检验。本文将有助于深化无资料情况下汇流计算方法的研究。     

对海滦河流域短历时暴雨的几点认识

短历时暴雨系指历时在24小时以下的暴雨,这类暴雨对中小流域面积水利工程的防洪及安全尤为重要。在编制1、6小时暴雨统计参数(均值及C_v)等值线图的工作中,各省、市对短历时暴雨做了大量的分析计算工作,对短历时暴雨的降雨特性及分布规律、暴雨统计参数与历时的关系,暴雨的时深关系等等都有了不少新的认识。下面就海滦河流域短历时(主要是1、6小时)暴雨的情况谈几点认识。     

降雨径流关系检验法在小河站设站年限分析中的应用——以司各庄水文站为例

布设小河站的主要目的是收集小面积流域的暴雨洪水资料,探求产汇流参数在地区上和随下垫面变化的规律,为水工程规划、水资源监测、评价和管理以及水文研究提供科学依据。小河站设站年限检验是一项技术含量较高的工作,本文采用降雨径流关系检验法,选取1984年到2004年间各场洪水的降雨径流统计资料进行分析,计算其(P+Pa)及R值,分别点绘长系列、5个10a系列及5个15 a系列样本的(P+Pa)~R关系图,并对司各庄水文站设站年限进行检验。结果表明:降雨径流关系检验的设站年限为10 a。