Large‐scale modelling of channel flow and floodplain inundation dynamics and its application to the Pantanal (Brazil)

For large‐scale sites, difficulties for applying coupled one‐dimensional (1D)/2D models for simulating floodplain inundation may be encountered related to data scarcity, complexity for establishing channel–floodplain connections, computational cost, long duration of floods and the need to represent precipitation and evapotranspiration processes. This paper presents a hydrologic simulation system, named SIRIPLAN, developed to accomplish this aim. This system is composed by a 1D hydrodynamic model coupled to a 2D raster‐based model, and by two modules to compute the vertical water balance over floodplain and the water exchanges between channel and floodplain. Results are presented for the Upper Paraguay River Basin (UPRB), including the Pantanal, one of the world's largest wetlands. A total of 3965 km of river channels and 140 000 km² of floodplains are simulated for a period of 11 years. Comparison of observed and calculated hydrographs at 15 gauging stations showed that the model was capable to simulate distinct, complex flow regimes along main channels, including channel‐floodplain interactions. The proposed system was also able to reproduce the Pantanal seasonal flood pulse, with estimated inundated areas ranging from 35 000 km² (dry period) to more than 120 000 km² (wet period). Floodplain inundation maps obtained with SIRIPLAN were consistent with previous knowledge of Pantanal dynamics, but comparison with inundation extent provided by a previous satellite‐based study indicates that permanently flooded areas may have been underestimated. The results obtained are promising, and further work will focus on improving vertical processes representation over floodplains and analysing model sensitivity to floodplain parameters, time step and precipitation estimates uncertainty. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

改进后的频次分析法分析水文资料代表性初探

将传统的频次分析法加权改进后,量化比较和判断若干短系列水文数据与长系列资料中丰、平、枯分布的接近程度,寻找最具代表性的样本系列.这种改进使水文数据的代表性分析更为直观、合理.     

基于ArcGIS的水文流域分析及应用

在理解基于DEM数据进行水文分析的基本原理的基础上,利用ArcGIS提供的水文分析工具对DEM数据水文流域进行了分析和研究,并将其运用于实际生产生活中,为险情预报、土质研究、降水分析等提供了帮助。     

基于陆面水文耦合模式CLHMS的淮河流域水文过程的模拟评估及其不确定性分析

利用最新的CFSR(Climate Forecast System Reanalysis)再分析及观测的降水和地表气温资料驱动陆面水文耦合模式CLHMS(Coupled Land surface and Hydrologic Model System),对淮河流域1980~2003年共24年的水文水循环过程进行了模拟,系统评估了CLHMS对淮河流域水文过程的模拟能力及其不确定性。分析结果表明,CLHMS模式对淮河流域水文过程具有良好的模拟能力,模式尤其对湿润年份流域的水量平衡以及河道流量的季节、年际变化具有很强的模拟能力,而对降水偏少的干旱年份,模式模拟的河道流量通常会高于观测实况,与实况间存在着一定的偏差,而这也是导致CLHMS对流域水文过程模拟能力存在显著年代际差异的主要原因。基于三组不同降水强迫的流域水文过程模拟结果比较表明,降水驱动资料准确与否是陆面水文模拟最主要的不确定性来源之一,正是由于CFSR再分析降水与观测降水之间存在较大的差异,从而导致CFSR降水驱动下模式模拟的淮河流域河道流量与观测存在较大的偏差,其模拟性能相对较差。进一步分析还表明,可以保持较强降水日变化的时间解集方法,也是保证合理模拟流域水文过程的重要因素。     

水文频率分析中参数估计SAGA-ML方法的研究

建立基于模拟退火遗传算法(Sjmualted Annealing Genetic Algorithm,SAGA)的改进极大似然法,即将似然函数相反数求解极小值的表达式作为目标函数,依据矩法估计参数取值范围作为约束条件,然后应用SAGA进行参数估计.与常规极大似然法思路有本质不同,改进极大似然法通过遗传算法进行参数优化.通过蒙特卡罗试验,验证了改进极大似然法在参数估计和不同频率设计值估计两个方面均具有很好的准确性,与基于最大熵原理的方法效果相当,优于其他方法;同时该方法不受线型类型、参数数目和约束条件的限制;可以避免应用常规极大似然法时出现似然方程无解等情况;且求解过程简便快捷,使极大似然法在理论上和实际应用中都成为有效的方法.     

脆弱环境平原绿色工程增源研究

根据大量的资料，从环境水文学的角度分析了林带的水文效应，论证了脆弱环境平原绿色工程增源的必要性、可能性和现实性，并提出了实施意见及存在问题。结论对平原区水资源合理开发利用、当地工农业生产持续发展及环境保护具有重要的参考价值。     

山西水文下垫面分类探讨

水文下垫面分析是水文分析计算、水文测验、水文预报、水资源评价等的基础性工作。本文试图通过对水文下垫面性质及组成水文下垫面各要素的分析，探讨水六下垫面的分类原则，分类标准，并从山西的具体情况出发，讨论了山西水文下垫面分类的具体问题。     

线性矩法的特点评析和应用问题

介绍了线性矩法的无偏估计与直接计算的关系，讨论了在概率权重矩计算过程中各系列之间的高度相关性及其对结果的影响，建立了直接计算线性矩法的Cv和Cs近似公式，叙述了适线问题和相应的经验频率公式。文中认为，水文频率计算时，由于资料的随机性和处理方法上的概化性，故用任何计算方法得到的结果，具有不同程度的不确定性，只能作为估计的初值，需通过时空上综合平衡，再经合理性分析和调整后，才能取用。     

自动报汛技术相关标准体系适应性初探

2005年7月1日,长江委水文局118个中央报汛站全部实现了防洪报汛自动化,从满足洪水风险管理对水情信息采集、传输的实时性、准确性、时效性新的要求来说,无疑是长江水文现代化发展的重要技术突破。本文从长江水文防洪报汛自动化实践技术标准方面的问题入手,对目前水文行业规范中有关自动报汛标准条款的适应性进行了初步探讨,并力求提出相应的解决办法与措施。     

石羊河流域水文要素变化特征分析

选取石羊河流域永昌、肃南、天祝、古浪、武威、民勤6个气象站1961～2000年的降水、蒸发资料及黄羊河水库、杂木寺、南营、四沟嘴、古浪、沙沟寺、插剑门、大靖峡水库、红崖山水库9个水文站1961～2000年的径流资料,运用距平分析法和Kendall秩次相关法对流域水文要素的时程变化特征进行了分析。研究结果表明:石羊河流域降水、蒸发年内分配不均,但年际变化不大;降水集中于6～9月份,占全年的65%以上,蒸发集中于5～8月份,占全年的54%。径流的年内分配与降水一致,集中于6～9月,占全年的58%。径流的年际变化呈明显减少趋势,尤以红崖山水库入库流量减少最为显著。