不同洪水预报模型在拒马河流域的应用对比分析

拒马河水系为海河流域防洪重点区域,预报难度大,精度要求高。根据海河流域拒马河水系历史水文资料,分别采用新安江模型、增加超渗的新安江模型、河北雨洪模型和人工神经网络模型,对1956年、1963年和2012年暴雨洪水进行预报对比分析,研究结果表明:4种模型均可应用于暴雨强度大、降雨历时长的历史洪水模拟,洪峰流量模拟相对误差均小于20%,尤以人工神经网络模型模拟精度最高,4种模型在干旱半干旱地区均具有推广应用价值。     

水文模型参数多目标率定及最优非劣解优选

针对概念性水文模型参数众多、相互制约,且多目标参数优化率定最优参数求解困难、易受决策者主观因素影响的问题,采用多目标优化算法对水文模型参数进行率定,得到模型参数最优非劣解集,在此基础上,引入最小最大后悔值决策理论,并结合Pareto支配基本理论,提出了一种多目标最优非劣解选取准则。以柘溪流域为研究对象,采用三目标MOSCDE优化率定新安江模型的参数,并与单目标SCE-UA优化结果进行对比分析。结果表明,提出的非劣解选取方法可以有效从大规模非劣解集中筛选出最优非劣解,大大缩短参数率定耗时。     

气候与土地利用变化对涟水流域径流的影响

以涟水流域为研究对象,选用1990年、2000年、2010年三期土地利用数据资料,将1985-2014年30 a气象条件相应划分为1985-1994年、1995-2004年、2005-2014年三段气象背景时期,并组合细分为7种模拟情景,应用SWAT分布式水文模型模拟不同情景下的径流量,探讨气候和土地利用变化对流域径流的影响。利用PSO粒子群优化算法,以克林效率系数KGE为目标函数,通过湘乡站实测径流数据校准模型参数。运用p-factor、r-factor评价模拟的不确定性,采用相关系数R²、纳什效率系数NS和偏差百分比PBIAS评价模型模拟效果,评价结果表明不同土地利用情景下,校准期和验证期的模拟效果均达到可信程度,模拟的不确定性较小。组合情景间模拟分析结果表明,1985-2014年30 a间,气候变化使涟水流域径流不断减少,土地利用变化使径流有所增加,年径流深总体呈现下降趋势。气候变化对涟水流域径流变化的影响贡献率在逐渐上升,从71.4%上升到了86.3%。土地利用变化对径流变化的影响贡献率则相应下降,从28.6%降低至13.7%。因此,在气候变化背景下,科学管理流域水资源还需要充分考虑流域土地资源空间配置结构和利用方式。     

面向水文数据整合的一体化水文索引模型研究

随着水文行业信息化程度的不断提高,对数据的需求逐渐从单一、具体化向多源、综合化方向发展。当前,在水文行业内,对数据按照大类分而治之的管理模式已渐与用户需求脱节,给数据的综合利用带来困难。针对该问题,梳理了现有数据结构与管理模式,提出一种水文数据整合与索引模型(Hydrological Data Integration and Index Model, HDIIM),利用该模型在多个水文数据库与水文应用之间搭建水文数据整合层,建立多库统一的一体化水文索引,实现对多库信息的整合与快速查询。该方法有效屏蔽了多个水文数据库之间的异构性,支持跨库的数据检索与应用,从而提高水文数据的获取与使用效率。实验证明,HDIIM能够有效提高水文数据的检索效率,特别是针对批量检索操作,HDIIM的表现较现有方法更加高效和稳定。     

雷达流速仪测量精度关键技术研究

雷达流速仪在水文测验中的应用越来越广泛,目前该类产品主要存在流速测量精度偏低、对波浪等外界环境影响难以克服、不能适应低流速等问题。提出在快速傅里叶变换基础上使用最大值插值拟合算法提高流速测量精度的方法,采用多普勒频率加权平均算法消减波浪对流速测量的影响,利用变频方法满足较低流速测验的精度要求,并且将研究成果应用于新型雷达流速仪样机,进行了仿真试验及验证。试验表明,方法合理可行,可较好解决目前雷达流速仪普遍存在的上述问题,具有良好应用前景。     

七大流域水文特性分析

我国东西和南北方向地理跨度大,水文特性差异明显。从气候特征、降雨和径流、暴雨和洪水等方面,分析七大流域的水文特性,总结降雨和径流在上下游、干支流等空间上以及年内和年际等时间上的分布规律,并分析暴雨和洪水在成因、发生时间、空间分布、过程等方面的规律,为径流和洪水成果计算提供了基础,也为水文成果的合理性检验提供了参考。     

基于DEM的典型地貌区河流形态特征分析

为分析不同地貌类型区的河流形态特征差异,遴选了川中丘陵区、黄土高原、辽河平原三个不同地貌类型区,选择西江河、清水川及沙河的代表性小流域,基于数字地形分析方法,计算了三个样区的分形维数、地形起伏度、平均坡度,对比了丘陵、高原、平原三种地形条件下中小起伏山地河网形态的差异。研究表明:三个小流域河网的分支比分别为3.46、4.45、4.20,长度比分别为1.87、2.48、2.05;河网分形维数为1.99、1.64、1.99。Horton参数能够较好地刻画流域发育状况,可以为不同地貌类型河流形态特征分析提供参考。     

水文业务定额编制的技术思路与要点

水文业务定额是合理确定水文业务经费的支出范围和标准,以及编制水文预算的主要依据。在概括河南省水文业务定额编制的背景和必要性的基础上,分析了与水利部编制的流域水文定额的主要差异,提出了技术思路和编制要点,总结了编制工作流程与具体实施过程。