Development of a robust runoff-prediction model by fusing the Rational Equation and a modified SCS-CN method

Abstract

The objective of this study is to develop a Modified Rational Equation (MoRE) that combines the advantages of the Rational Equation (e.g. simplicity and global acceptance) and those of the standard US Department of Agriculture (USDA) Soil Conservation Service (SCS) curve number (CN) method (e.g. easy parameterization and extensive verification across the world). Herein, the hypothesis is that the MoRE is more accurate, consistent and robust than the SCS-CN method and its improved versions in predicting runoff in watersheds with limited data. The MoRE was designed to have a simple structure that is described by four intrinsic parameters: CN, permanent wilting point, field capacity and saturation soil moisture, and does not include initial abstraction as a variable. An evaluation of 77 USDA small agricultural watersheds indicated that CN of the MoRE has different physical meanings from CN of the SCS-CN method. The MoRE (mean Nash-Sutcliffe coefficient, E > 0.73) performed better than the SCS-CN (mean E < 0.32) and the four improved models (mean E < 0.56) in reproducing the runoff of the study watersheds. Performance of all six models varied greatly between watersheds, as well as between events, but was independent of watershed drainage area. However, the model performances tend to be better for watersheds and/or events with a runoff-to-rainfall ratio of between 0.1 and 0.3 than for those with a ratio outside this range. The MoRE has the most consistent and robust performance.

Editor D. Koutsoyiannis; Associate editor I. Nalbantis

Citation Wang, X., Liu, T., and Yang, W., 2012. Development of a robust runoff-prediction model by fusing the rational equation and a modified SCS-CN method. Hydrological Sciences Journal, 57 (6), 1118–1140.     

广东省经济发展与滨海环境污染的关系

以环境库兹涅茨理论为基础,通过对广东省1991―2011年的经济发展与废水排放相关数据进行分析,建立了广东省经济增长与废水排放的环境库兹涅茨曲线（EKC）计量模型。结果表明：1）广东省废水排放总量、生活污水排放量与GDP之间存在较明显的库兹涅兹曲线关系。2）工业废水排放量与GDP之间出现了脱钩效应,工业生产对资源环境压力逐步降低。3）生活污水排放量增长却相对较快,逐渐成为废水排放的主体,致使滨海水体中无机氮与磷酸盐的含量呈现出逐年递增的趋势,滨海地区水质富营养化日趋严重,赤潮发生的频率逐渐增多,直接威胁到滨海地区水体功能的正常发挥。4）从渔获率的年际变化来看：近年来广东省滨海水域生物多样性有所恢复,但形势仍不容乐观。尽管EKC理论表明经济增长最终会改善环境质量,但这是有前提条件的。广东省必须在发展经济的同时,制定合理的经济发展与环境保护政策,建立滨海生态环境保护区,实现区域经济与环境的和谐发展。     

广州市能源消费和经济增长关系

广州市受自然因素制约,能源资源稀缺,而随着经济的快速发展,能源需求增长迅速。以广州市1988―2010年的数据为基础,运用协整理论结合库兹涅茨曲线等方法,分析广州市能源消费和经济增长的关系。研究结果表明：1）经济增长总量是能源消费总量的格兰杰原因,第二产业经济增长是第二产业能源消费的格兰杰原因,他们都处于库兹涅茨曲线倒“U”型假说的前半段;2）第三产业能源消费是第三产业经济增长的格兰杰原因,其库兹涅茨曲线呈现正相关线性关系;3）第一产业能源消费和经济增长不存在长期均衡关系,两指标也不适用于分析库兹涅茨曲线关系。随着广州市经济结构转型升级,受提高能源利用效率的高新技术和节能技术的大量开发运用等其他多方面因素的影响,未来能源消费和经济增长的因果关系会发生改变。因此,不同发展时期应考虑不同产业结构以及技术进步等的发展,制定与之相适应的能源政策。     

带相位信息的一维大地电磁曲线对比反演法

在大地电磁连续介质曲线对比法反演的基础上 ,引入了相位信息 ,即在反演的模型视电阻率的修改量中加入了相位改正量 ,从而提高了收敛速度 ,稳定了反演过程。与其他方法的模型研究比较 ,加入相位信息的曲线对比法反演的结果 ,能够较真实地反映模型的电性分布 ,并可为多维反演提供初始     

Excel软件在岩石学研究中的作图应用

以稀土元素配分曲线图解，Q－A－P三角形图解为例，详细介绍Excel数据处理软件在岩石学研究中简单数据处理及作图方法。与用计算器及米厘纸的手工作图方法相比，大大提高了工作效率，并可根据需要在屏幕上对图件进行修饰，使用激光打印机直接输出具有出版效果的图件。也可将Excel图表插入Word文档中一起打印，插入幻灯片文稿中进行演示。     

对我国地磁核旋定点观测资料质量评定的方法探讨

本文以地磁场时空变化的规律性为物理依据,以最小二乘法为数学工具,对我国1990年10月—1991年6月103个定点核旋观测每日北京时21点绝对值F_(21)、Z_(21)、H_(21),以及部分台站的基线值F_B、Z_B、H_B进行了考察,并提出利用区域台间地磁数据的空间线性相关和对基线值进行多项式拟合两种方法进行方差分析,以及用标准偏差作为判断观测数据质量的标准。     

高精度电磁频谱法在滇东煤层气勘探中的应用

使用高精度电磁频谱探测方法,对滇东恩洪、老厂地区的煤层气作实地探测。取得煤系地层中的地球物理响应。由此建立煤层、围岩的岩性与物性的关系,进而利用大地电磁频谱探测技术了解煤层的埋深、厚度。使煤层气的勘探工作有了新的科学勘探技术方法。     

Measuring the Digital Divide in the United States: Race,Income, and Personal Computer Ownership

This article demonstrates how the Lorenz Curve and the Gini coefficient can be used to measure inequalities in home personal computer (PC) ownership in the United States at the national, regional, and state levels. Our empirical investigation, based on supplemental data from the Current Population Survey of the U.S. Census, indicates that income inequalities are substantially smaller within white households owning a PC than African American households, at all geographic scales. While income inequalities among PC owners (households) have decreased between 1994 and 2001 in all regions and states, the magnitude of this inequality has declined more rapidly among whites compared to African Americans.     

地铁隧道限界测量中横断面确定的研究

盾构法施工构成隧道的中线测量和限界(横断面)测量是铺轨的前期必要的工作。结合南京地铁TAT标隧道限界测量探讨采用常规测量方法替代断面仪进行隧道横断面的确定并分析其精度。     

多层电测深曲线的定量解释方法

本文主要介绍了用于多层电测深曲线解释的切线法(图解作图法)和曲线拟合法。对图解切线法的应用条件、简单原理和操作步骤作了简单介绍。较详细介绍了实测曲线和理论曲线的拟合法。对于水平均匀的多层介质条件,目前计算电测深曲线多采用数字滤波法,在解反演问题时将实测曲线和理论曲线进行拟合。本文给出了应用实例。作者认为曲线拟合法可提高计算精度。在今后应是主要的方法之一。