离散广义Nash汇流模型及其在河道洪水演算中的应用

基于广义Nash汇流理论,通过定义S曲线或滞蓄曲线,简化了广义Nash汇流计算公式,并推导得出了离散广义Nash汇流模型,将河道下断面出流过程表述为时段初、末入流量与当前时刻及之前若干时刻出流量的线性组合,权重系数由S曲线或滞蓄曲线得出。该模型物理概念明确,又有一定统计意义,结构简单,形式直观,便于在实际中推广应用,最后通过实例分析检验了模型的预报能力。     

基于分数瞬时单位线的流域汇流模型研究

Nash瞬时单位线反映了流域汇流的短程记忆特性,水流的运动过程往往具有历史依赖性和路径依赖性,表现为长记忆性,而分数阶微积分非常适合刻画具有记忆和遗传性质的过程。将Nash汇流系统中微分方程的阶次由整数阶扩展为分数阶,借助拉普拉斯变换得出了分数瞬时单位线,用于描述流域汇流的长程记忆性;并选取可以忽略产流误差影响的试验数据对分数瞬时单位线进行验证后,进一步将分数瞬时单位线应用于新安江模型的地表产流计算。结果表明:该模型可以在一定程度上提高高水部分的模拟效果,从而提高整体的模拟精度,但可能受产流误差的影响,洪峰和径流总量的模拟效果并没有得到明显改善。     

概念性线性水库流域汇流模型的改进及应用

本文根据流域蓄泄关系和霍顿地貌律，建立了基于概念性线性水库原理的流域汇流模型，以三级为例推导了流域的数字模型，并对模型进行了讨论和改进，用河北尚义流域（半干旱地区）和福建古田溪梯级电站流域（湿润地区）对模型进行了检验，结果表明：地貌瞬时单位线计算的洪峰流量是比较满意的。     

基于Nash瞬时单位线法的渗透坡面汇流模拟

基于Nash瞬时单位线法,结合Horton土壤入渗经验模型,并考虑植被对降雨的截流作用,建立了渗透坡面汇流计算的数学模型。以矩形坡面为研究对象,基于其汇流时间-面积特性,推导建立了Nash瞬时单位线参数n、K的确定方法。其中参数n的值与坡面汇流时间-面积曲线指数相等,K的值与坡面汇流时间相等。应用本文建立的模型,对林地渗透坡面降雨径流进行计算,并与实测值进行比较。结果表明,计算值与实测值的变化趋势基本吻合,初步验证了本文方法的合理性。     

山丘区小流域SCS-Nash产汇流模型应用

气候变化和人类活动影响使得部分地区水文系列资料的一致性受到影响,从而使得这些地区逐渐变成缺资料地区或无资料地区,无资料地区水文预测(PUB)问题一直是国际水文的研究热点,而山丘区的无资料小流域PUB更是其中的难点之一。分别选取了资料条件相对丰富的江苏省北部的黑林、南部的横山水库、中田舍等3个代表性的山丘区小流域,通过考虑前期30d降雨量、增加经流曲线数(curve number,CN)分级和对SCS模型的常数项进行修正,得到适用于江苏省山丘区小流域的SCS产流模型;并将其与基于地形地貌参数的Nash汇流模型结合,构建了山丘区小流域的SCS-Nash水文模型,并选取江苏中部的中田舍小流域进行验证。结果表明:构建的SCS-Nash模型具有较好的适用性,可为研究区域小流域的PUB问题提供参考。     

利用地貌参数确定Nash模型的探讨

以往求汇流参数ｎ、ｋ值是用矩法来求的，而该法要求所求的流域必须有较完整的降水和流量资料，这对一些小面积流域上往往不易满足，为了达到目的，需另避途径：应用数年前才引进的由地貌参数求得流域汇流单位过程线的原理及方法，求得流域的地貌参数与汇流特性之间的关系，从而利用地貌参数求得ｎ值；利用时间序列分析法求得Ｋ值，随之即可确定Ｎａｓｈ单位线，结合降水，就能对流域出口断面的流量过程作出预报。最后以山西省省内北张店、杨家坡和油房等面积在５００ｋｍ￣２以下的三个站作试验。结果三个流域预报峰值的相对误差在１．９％～４６％。若能克服来自降雨方面的误差，其预报精度还能提高。     

Nash瞬时单位线法推求老凤河设计洪水

设计洪水是水文规划和水利工程建设规模论证的一项重要研究工作,文章介绍了Nash瞬时单位线法的基本原理与计算步骤,该法概念清楚,物理参数意义明确且容易推求,广泛应用于无实测资料的河道汇流及设计洪水过程线及设计洪峰流量的计算。以北京市大兴区某输变电工程电缆隧道穿越老凤河工程为例,采用Nash瞬时单位线法计算了穿河断面处设计洪水过程线及设计洪峰流量,并与已有研究成果进行对比,对比结果显示该法适用于老凤河设计洪水计算,为下一步分析河道洪水对穿河工程的防洪安全影响提供依据。     

流域汇流理论与计算方法的若干进展与评论

从流域地貌瞬时单位线、地下水汇流及河流－流域模型三个方面，总结了近２０年来流域汇流理论与计算方法，着重介绍了国内外研究的若干进展，并作了简要评论。     

湖北省小流域洪水汇流参数复合分析

基于同一小流域各场洪水的汇流参数,即纳希瞬时单位线(IUH)参数(n、k)随造峰雨强度及时空分布呈一定规律变化的特点,根据湖北境内河流、湖泊、水库实测暴雨洪水资料复合场次洪水汇流参数,综合得出设计条件下的流域汇流参数。结果表明,复合计算洪水与实测洪水较为接近,其复合优化参数明显优于矩法参数,是适用于目前湖北地区洪水资料短缺的小流域设计洪水计算的有效方法之一。     

流域汇流计算的逆高斯分布模型

将水流在天然流域中的汇集过程概化为在多级河网中的汇集，从而建立了一种新的具有物理基础的过高斯分布瞬时单位线流域汇流模型。该模型不仅能用于地面净雨的汇流计算，还适用于总净雨的汇流计算。同时，在参数优选方面，提出了包括峰现时差因素在内的几种简化多目标函数，取得了明显效果。     

基于Nash 瞬时单位线法的渗透坡面汇流模拟

基于Nash瞬时单位线法,结合Horton土壤入渗经验模型,并考虑植被对降雨的截流作用,建立了渗透坡面汇流计算的数学模型。以矩形坡面为研究对象,基于其汇流时间-面积特性,结合等流时线法,推导建立了Nash瞬时单位线参数n、K的确定方法。其中,参数n的值为1.0,K的值与坡面汇流时间相等,相当于单一线性水库。应用本文建立的模型,对林地渗透坡面降雨径流进行计算,并与实测值进行比较。结果表明,计算值与实测值的变化趋势基本吻合,初步验证了本文方法的合理性。     

变参数PDS/GP模型及其在洪水频率分析中的应用

传统的洪水频率分析模型一般假定研究区域是完全均质的,未能考虑分布函数参数会随协变量而变化,忽略了水文序列时空上的异质性。本文将广义Pareto(GP)分布函数的参数作为随机变量,利用自动阈值法确定独立样本的超定量系列(PDS),并将线性矩法和核回归法相结合估计含协变量的模型参数,从而构建了可考虑水文序列时空分布异质性的变参数PDS/GP模型。丹江口水库实例研究表明:定参数模型的尺度参数估计值和设计洪水预测值均在变参数PDS/GP模型的估计区间内,这说明本文提出的变参数PDS/GP模型能够更好地反映参数变化对模型不确定性的影响。而且,变参数PDS/GP模型的估计区间随重现期的增大而变宽,表明频率分析外延存在较大的不确定性,有必要考虑丹江口水库水文序列时空分布的异质性。     

地貌学与最优化原理相结合的途径在确定Nash模型参数中的应用

本文指出了现行确定Ｎａｓｈ模型参数ｎ和Ｋ的最优化方法中存在不唯一性的缺点，在进一步认识ｎ和Ｋ的物理意义基础上，应用文献［１］中关于现行地貌瞬时单位线与概念性模型在理论上基本等价的结论，导出了ｎ与霍顿地貌参数之间的关系，提出了用最优化原理确定Ｋ的思路。     

淮河中游行蓄洪区洪水调度水动力学模型研究

科学调度运用行蓄洪区是目前减轻淮河中游洪灾损失的有效途径之一。建立洪水模型模拟洪水演进能为调度提供决策支持。为此,本文针对淮河中游行蓄洪区构成的复杂河网水系。采用水动力学方法。建立了具有行蓄洪区的河网模型。模型对行蓄洪区进行适当的概化,采用窄缝法和冻结法相结合模拟干河床洪水演进问题,并采用汉点分组解法求解。应用该模型。模拟淮河中游王家坝至蚌埠段91年洪水演进情况。结果表明模型能较好的模拟具有行蓄洪区河网的洪水演进,信息量大。计算精度高。能满足洪水调度的需要。     

基于水库调洪演算模型的朱芦沉陷区蓄滞洪预测模型初探

利用地理信息遥感技术,模拟1987-2013年间朱芦沉陷区的蓄滞空间历史演变过程。基于水库调洪演算模型,尝试建立采煤沉陷区蓄滞洪预测模型,通过预测模型模拟沉陷区在未来不同沉陷情景下对不同频率洪水过程的调蓄效果,并将蓄洪削峰量程序化展现。结果显示:朱芦采煤沉陷区在2015、2020、2030三种沉陷情景下对5、10、20、50年一遇的洪水洪峰的削减量从0.7%到41.4%不等。结果可为科学制定采煤沉陷区调洪蓄洪政策方案以及水资源的综合利用及管理提供一定参考。     

河道洪水演算模型评价探析

准确的洪水演算具有很强的理论及现实意义。研究了洪水演算的原理和数学模型,分析了圣维南演算模型与马斯京根演算模型的要点与难点,讨论了圣维南方程的定解条件并叙述了马斯京根演算理论,比较了两模型的优缺点及其适用情况。     

一维不恒定流河网数学模型研究与应用

河道中洪水数值模拟主要用求解描述洪水波运动的圣维南方程组,依数值计算解法不同而产生了不同的模型．在海河流域大清河北支及中下游河道洪水数值模拟的实际工作中,应用了一维河网模型进行洪水的模拟计算,并根据实际情况加入了蓄滞洪区调度、泄洪闸控制调度以及近年来北方河道入渗的特点等条件,计算效果良好．现对模型的理论基础和解法以及实际应用经验作一简述。     

连续API水文模型的研究及应用

连续API模型是传统的以前期影响雨量(Pa)为参数的降雨径流相关图法、单位线(或等时线)法与计算机技术相结合的产物,能预报连续的过程线.本文根据连续API模型原理,对模型参数进行改进,建立洪水预报模型应用于紧水滩流域,效果良好.