径流模拟

摘要： 浏阳河是长沙市区、浏阳市和长沙县的重要饮用水源地。浏阳河流域社会经济发展迅速,人类活动对径流影响较大,开展浏阳河流域径流变化研究,可为流域水资源开发利用与保护提供科学依据。应用SWAT模型和SUFI–2算法进行模型参数率定与敏感性分析,模拟浏阳河流域2008–2018年的月尺度径流过程。采用2008–2014年实测月径流数据进行参数率定,2013–2018年实测月径流数据进行模型验证,并在此基础上分析浏阳河流域水文过程的空间差异。结果表明:榔梨站的R^(2)和Ens均达到了较好的标准,率定期分别为0.84和0.76,验证期分别为0.83和0.76,模拟精度较高,表明该模型在浏阳河流域适用性较好。流域降雨量空间上呈现从东部到西部递减的趋势,降雨对浏阳河流域产水量的影响超过下垫面因素,年径流深空间分布与降雨类似,年均蒸散发量与降雨的空间分布格局不同。

摘要： 基于SWAT模型运用情景分析方法设置3类气候变化和土地利用情景,定量分析气候变化和人类活动对开都河上游径流量的影响。以决定系数R^(2)、Nash-Sutcliffe效率系数NSE和偏差系数PBIAS作为模型的评价指标。结果表明,模型率定期R^(2)、NSE和PBIAS分别为0.85、0.84和6.2%,验证期R2、NSE和PBIAS分别是0.78、0.69和1.6%,说明SWAT模型适用于开都河流域径流模拟;综合情景得出,气候变化是径流变化的主要影响因素。气候变化和人类活动共同作用下年平均径流量减少1.83 m^(3)/s,气候变化导致年平均径流减少1.38 m^(3)/s,占总变化量的75.47%;人类活动导致年平均径流减少0.45 m^(3)/s,占总变化量的24.53%。极端土地利用情景得出,草地情景使年平均径流减少0.27 m^(3)/s,未利用土地情景使年平均径流增加1.32 m^(3)/s;气候变化情景得出,径流变化与降水变化呈现正相关关系,与气温变化呈现负相关关系。降水量减少20%和10%,年平均径流分别减少29.31和14.32 m^(3)/s;降水增加10%和20%,年平均径流分别增加15.72和30.91 m^(3)/s。气温增加1和2°C,年平均径流分别减少0.58和1.12 m^(3)/s。

摘要： 为精准揭示三峡库区澎溪河流域非点源污染的空间异质性特征,基于WRF模型,构建了反映流域3 km×3 km精细格点降水的流域非点源污染模拟预测模型,对澎溪河流域非点源负荷进行模拟预测。结果表明:与由澎溪河流域6个气象站点2009—2012年观测降水资料得到的径流模拟结果相比,基于WRF模型输出降水的径流模拟精度提高了27%,总磷质量浓度模拟精度提高了31%,总氮质量浓度模拟精度提高了36%;采用WRF模型输出降水模拟的年径流量范围为35.28亿~54.04亿m^(3),总磷负荷均值为1 151.35 t/a,总氮负荷均值为11 759.72 t/a;澎溪河流域总磷、总氮非点源负荷较高的子流域单元多呈集聚状分布在河流水系附近,空间异质性明显。

摘要： 文章主要是通过对TRMM卫星降水数据的精度评价及修正,以水文模型为工具,进一步分析卫星降雨产品在无资料地区的适用性。在相似流域确定的基础上,人为拟定一个流域作为无资料地区,进行卫星修正系数以及模型参数的移用,并对其径流模拟结果进行对比分析。结果表明:TRMM卫星降水数据的日模拟结果不理想,经过校正后的数据,对径流的模拟能力有明显提升;分布式新安江模型参数在相似流域的移用效果较好,在移用模型参数的情况下,再移用修正系数修正RT数据,其日径流模拟结果不好,但此方法可用于无资料地区的中长期水文模拟研究。

摘要： 以浏阳河流域为研究区域,对1961—2015年径流序列资料进行了水文突变检验,采用中国大气同化驱动数据集(CMADS)驱动SWAT模型,对该流域2009—2015年径流进行逐月模拟,并采用SUFI-2算法进行参数敏感度和不确定性分析。结果表明,浏阳河流域径流序列于1987年发生突变,不具有一致性。基于CMADS驱动的SWAT模型可以较好地模拟非一致性水文序列条件下浏阳河流域径流过程,决定系数、纳什系数、偏差百分比、均方根误差与标准值偏差5个指标均在误差范围内。与径流相关的11个参数指标中,SCS径流曲线系数、地下水的时间延迟、土壤有效水量、基流α因子和土壤饱和渗透系数较为敏感。验证期和率定期的P-factor均大于0.5,R-factor均小于1.0,模拟的不确定性较小。研究结果可为浏阳河流域水资源管理和调控分配提供科学参考依据,并为后续模型间耦合提供有力支撑。

摘要： 土地利用变化是影响流域径流的重要因素之一。文中以王快水库流域为研究区,基于1980年、2005年、2010年三期土地利用数据,应用ArcGIS10.3软件和SWAT模型,分析不同时期土地利用变化情况及其对径流的影响。结果表明:1)林地和草地是王快水库流域的主要土地利用类型,2005~2010年1889.99 km^(2)的草地转换为林地;2)SWAT模型在该流域具有较好的适用性,该流域径流量总体呈减少趋势,2005~2010年多年平均径流量减少了0.51亿m^(3);3)林地面积与径流变化呈显著负相关(p<0.01),草地面积与径流变化呈显著正相关(p<0.01)。研究成果可为王快水库流域水资源合理规划、土地资源合理配置提供科学的理论依据。

摘要： 径流过程呈现出的强非线性,使得现有水文模型的预测性能受到制约,深度学习等人工智能方法具有较强的非线性拟合能力,一定程度上可以突破现有瓶颈。为有效提取径流序列的非线性时变特征信息,提高径流模拟精度和多步预测性能,以雅砻江上游雅江流域为研究对象,建立了基于具有时变结构的ForecastNet径流预测模型,并与传统水文模型SWAT(Soil and Water Assessnent Teol)和神经网络模型RNN(Recurrent Neural Network)、LSTM(Long Short-Term Memory)及其组合进行对比分析。结果表明,ForcastNet模型在长预见期径流预测中有较强的适用性,能有效提高径流模拟及多步预测精度,为高精度实时径流预测提供了一种技术支撑。

摘要： 为探讨气候变化对元江流域水文气象的可能影响,并为防洪减灾提供参考依据,本研究基于CMIP6(Coupled Model Intercomparison Project Phase 6)的5个GCMs(Global Climate Model)模型,通过M-BCSD(Monthly Bias-Corrected Spatial Disaggregation)降尺度方法,获得元江流域2041-2100年在SSP126、SSP245、SSP370、SSP585四种路径下的月降雨和月气温,并利用交叉验证于倒传递神经网络(Back-Propagation Neural Network,BPNN)预测气候变化对流域出口断面径流的影响。研究结果表明:M-BCSD方法在元江流域适用性好;建立的BPNN可有效预测元江流域月径流;总体而言,元江流域在2041-2100年的年均降雨量、温度和径流都增加,最大增幅分别为24.6%、20.4%、10.2%,就季节尺度而言,春季径流减少而秋季径流增加,月尺度下,4月径流减少而11月径流增加;不同路径情景下未来水文气象要素变化一致,仅幅度有所差别。

摘要： 近年来,遥感技术的进步为获取大面积连续的水文变量带来了很大的便利。为探究在流域缺资料的情况下引入其他遥感水文变量进行水文模型参数率定的可行性,以新安江模型为研究模型,使用SCE-UA(Shuffled Complex Evolution)算法对水文模型进行参数率定,分析在短序列径流资料的情况下,联合遥感土壤湿度和径流资料对模型参数率定结果的影响。分析结果表明,使用短序列径流数据率定水文模型会有一定的不确定性,在验证期模拟精度较差,而引入土壤湿度进行参数率定的模拟结果虽然在率定期有一定降低,但是在验证期要明显好于前者,并且可以接近使用长序列径流数据率定参数的水平。

摘要： 穆棱河流域雨量测站和水文站网比较稀疏,下垫面情况复杂,给中小河流的洪水预报工作带来了困难。本文构建了基于DEM的分布式新安江模型,选取穆棱河湖北闸站以上流域进行径流模拟,并分析了TRMM卫星降雨产品RT数据在径流模拟预报中的适用性。比较不同降雨输入下日径流模拟效果,实测站点数据的日径流模拟效果都很好,RT数据的径流模拟结果不太理想,但为进一步研究TRMM卫星降雨产品在该流域的应用提供了方向,也为无资料地区中小河流洪水预报提供了参考依据。

摘要： 气候系统的自然变化对全球变暖的潜在影响改变了水文循环,威胁着当前的水资源管理.本文旨在针对松花江干流流域水资源开发利用现状,实现水资源可持续利用且提高水资源利用效率为目标,制定适应气候变化的多目标运行模型,缓解各部门用水冲突.通过组合径流模型和线性分式规划模型,提出了一种基于径流模拟条件下的多目标运算模型,分别在不同情景模式和不同时期下将松花江干流流域的水资源优化分配给8个地区的4个用水部门,以此将不确定性优化方法应用到水资源系统规划管理中,来解决水资源配置中存在的复杂性和不确定性.结果表明,在松花江干流流域水资源储存量相对较丰富,但时空分布不均的前提下,该模型能够帮助管理者综合管理水资源.对于松花江干流流域和类似地区不确定性下的行业优化配置均具有重要价值,实现最大的经济效益和充分利用水资源.

摘要： 水文模型输入数据的不确定性是影响模型模拟结果不确定性的重要因素之一.数字高程模型(DEM)数据是SWAT模型的重要输入数据,为确定不同DEM分辨率对模型模拟结果的影响,本文选用黑河上游为研究区,研究100m×100m、300m×300m、500mx500m和1000m×1000m的4种不同空间分辨率DEM数据对研究区径流模拟结果影响,分别讨论了研究区月径流、季度径流、年径流、最大10次洪峰及最小10次基流模拟结果随不同空间分辨率DEM数据的变化.结果表明:DEM空间分辨率越低,模拟的精度越低,模拟径流与实测径流之间的误差越大,且变化越来越显著;DEM空间分辨率为100mx100m时,研究区径流模拟的结果最好.

摘要： 我国的淮河流域在地理位置、经济、交通等各方面都起着很重要的作用,然而淮河流域经常出现水文灾害,因此对于淮河流域的水文模拟有着很重要的意义.本文在淮河流域构建大尺度分布式水文模型VIC(Variable Infiltration Capacity),利用GLUE(Generalized Likelihood Uncertainty Estimation)方法对VIC模型的参数进行率定并分析模型参数的不确定性,并讨论了不同似然函数对于参数敏感性的影响,以及分析了径流模拟的不确定性.结果表明,所选需要率定六个的VIC模型参数中,饱和容量曲线形状参数(B),第二层土壤厚度(d2)是敏感的,其中d2最为敏感.而选取不同似然函数时,第三层土壤厚度(d3)的敏感性发生了变化,当利用Nash系数作为似然函数时,d3是敏感的,而当利用相对误差作为似然函数时,d3不敏感.选取95％置信区间时,模型模拟的径流量对观测径流量的覆盖率都比较小,不确定性较大.选取似然函数为相对误差时的覆盖率要大于选取似然函数为Nash系数时的覆盖率.

摘要： 江苏沿海地区入海河道基本建有挡潮闸,当上游河道需要排涝时,挡潮闸又兼有泄洪闸的作用.物理模型试验的方法常用于研究解决闸下泥沙淤积问题,但当上游河道分岔且建有多闸时,往往产生河道排涝流量不一致、时间不同步现象.从分析盐东控制四闸泄流情况入手,确定物理模型试验径流施放的方法,为类似研究做参考.

摘要： 西北高山区寒区流域在全球变化背景下,河川径流发生了明显的变化,定量分析和评估径流变化对制定西部水资源可持续利用有着重要的意义.在DHSVM模型的基础上,耦合冰川能量平衡模型,改善了其在寒区冰川流域的水文过程模拟的效果.选择乌鲁木齐河源区作为研究区,得出如下结论:通过参数敏感性分析得出,在不加冰川模块时,模型对最大降雪气温、土壤厚度和侧向导水系数最敏感,加入冰川模块后,气温梯度的选择和最小降雨气温及最大阵雪气温对模型模拟结果影响较大;耦合能量平衡冰川消融模块后1号冰川和总控2个水文断面效率系数分别为:0.73和0.66,相关系数分别为:0.85和0.81,模型对1号冰川水文断面径流的模拟精度较高,峰值和基流部分基本能够较好的模拟,对总控水文断面模拟结果较差的事实,说明在未来寒区水文过程模拟中应关注冻土水文效应;相对来说枯水年份(2003年)模拟精度高于丰水年份(2004年).

摘要： 以晋江上游桃溪流域为研究对象,利用分布式水文模型AnnAGNPS,对研究区进行9种不同离散水平划分,分别从年、月、日时间尺度分析了不同流域离散水平对产流产沙模拟结果的影响.结果表明:随着CSA(the critical source area)面积的增加,年平均径流量和年输沙量均呈减少趋势,其中输沙量的变化率(-20％)大于径流量变化率(-5％);流域离散程度对径流模拟的影响在不同月份呈现波动变化,随着离散程度的增加,径流量在4月和9月显著减少,而在3月和7月变化不显著;由于土壤侵蚀影响因素受众多,不同离散水平下月输沙量则表现出不规则的波动变化.随着CSA面积的增加,汇流时间缩短,径流过程和输沙过程显著提前.

摘要： 本文介绍了TOPMODEL模型的物理概念及基本原理,简述了地形指数的概念.选取粤北山区罗坝水流域作为研究对象,运用TOPMODEL对其进行径流模拟.结果表明,TOPMODEL径流模拟精度较好,能较好地模拟径流过程,具有较好的应用前景.

摘要： 本文利用北京市主要水库(密云水库)上游潮白河流域5个气象站实测气象资料与2个水文监测站逐日径流资料,应用SWAT水文评估模型对潮白河流域1981-2008年逐月径流进行模拟,分析气候变化对水资源的影响,采用多种敏感性试验方案评估径流量对气候变化的响应;应用区域气候模式与水资源评估模型嵌套,预估未来水资源变化趋势.结果表明:模型模拟精度高于评价标准(R2>0.6),SWAT模型适合于潮白河流域径流模拟;20世纪80、90年代年平均径流量有所增加,2000年以后年平均径流量呈现减小的趋势;潮白河流域径流的年内分配主要受降水的影响,月平均径流量夏季最多,1-7月径流、蒸散及降雨量呈现递增趋势,7月达最大值后开始减少;径流量对降水变化的响应比对气温变化的响应更显著,径流随降水的增加而增加,随气温的升高而减小;2011-2050年潮白河流域径流量相对于基准气候期(1961-1990年)偏少,水资源短缺形势依然严峻.

摘要： 玛纳斯河流域是典型的干旱区内陆河,融雪水是流域重要的径流来源,对融雪的准确模拟对流域有重要意义,但是流域山区气象站点缺乏造成了融雪模拟的困难.本研究借助SRM模型讨论了TRMM遥感降雨在流域融雪模拟中应用的有效性,同时也细化了SRM模拟中积雪消融曲线以及其他参数的获取方法.根据模拟结果,2005年模拟率定期Nash-Sutcliffe达到0.7996,2004年评价期Nash-Sutcliffe为0.7895.研究结果表明遥感降雨对于缺资料地区融雪模拟有重要意义,同时SRM模型也比较适用于干旱区的融雪模拟.

摘要： 在地形复杂、数据资料匮乏的伊洛瓦底江(伊江)流域,利用有限的地面水文气象资料结合分布式水文模型SWAT,对热带降雨观测计划(TRMM)卫星日降水数据进行了分析和校正,利用校正后的数据驱动流域分布式水文模型,模拟了伊江流域2001至2011年6月的径流情况.结果表明,在伊江流域这种缺资料流域,利用水文模型对降水量进行总体控制,并考虑地形和坡度影响的TRMM降水数据校正方法能够取得较好的结果,将校正后的TRMM数据用于流域水文模拟时能够取得可信的结果,该研究方法为缺资料流域的水文水资源模拟提供了借鉴和支持。

摘要： 本发明公开了一种坡面径流、壤中流与地下潜流模拟降雨试验径流槽，包括底座，底座上设置径流槽三角支撑腿和径流槽升降组件，径流槽三角支撑腿和径流槽升降组件上设置径流槽，其中，径流槽三角支撑腿的下端与底座滑动转动连接，径流槽升降组件包括径流槽升降螺杆、同位升降手握螺柄、同位升降手握螺柄卡圈挡圈和同位升降手握螺柄卡套。本发明采用了径流槽升降螺杆、同位升降手握螺柄、同位升降手握螺柄卡圈挡圈和同位升降手握螺柄卡套的连接结构，在提升或降低径流槽后端高度时，可以改变径流槽坡度，径流槽升降螺杆提升或降低过程中，同位升降手握螺柄始终处于同一个位置不变，极大地方便了试验人员的试验操作，提高试验效率。

摘要： 本发明涉及一种分离径流和雨滴击溅作用的模拟降雨装置及实验方法，属于人工模拟降雨的室内实验技术领域。该装置的模型集水系统内铺洒试验用的颗粒物；模型集水系统的部分区域覆盖雨滴动能消除系统；所述的人工降雨系统位于模型集水系统的上方向覆盖雨滴动能消除系统区域及未覆盖雨滴动能消除系统区域的模型集水系统喷洒。本发明采用的分离径流和雨滴击溅作用的模拟降雨装置，所用器材均容易得到并进行组装，同时仅需要将颗粒物均匀撒好后搭建动能消除系统后开启开关进行试验，具有成本较低，易于操作的优点。

摘要： 一种水电站径流及其关联源荷功率年场景模拟和预测方法，它包括以下步骤：步骤1：采集某地区多座可调度水电站的历史日径流量数据以及其外部关联的能源和负荷的历史日功率数据；步骤2：利用自组织映射神经网络将以上数据按旬聚类形成径流量典型旬场景和源荷功率旬场景；步骤3：建立目标水电站径流的旬间状态转移概率模型，同时建立目标水电站径流和关联源荷功率间、目标水电站径流与其它可调度水电站径流间的多场景条件概率模型；步骤4：随机模拟未来年的源荷功率及可调度水电站径流量时序场景，并通过场景缩减的方法，聚合为源荷功率及可调度水电站径流量年度时序模拟典型场景；步骤5：预测各典型场景发生的概率。

摘要： 本实用新型公开了一种坡面径流、壤中流与地下潜流模拟降雨试验径流槽，包括底座，底座上设置径流槽三角支撑腿和径流槽升降组件，径流槽三角支撑腿和径流槽升降组件上设置径流槽，其中，径流槽三角支撑腿的下端与底座滑动转动连接，径流槽升降组件包括径流槽升降螺杆、同位升降手握螺柄、同位升降手握螺柄卡圈挡圈和同位升降手握螺柄卡套。本实用新型采用了径流槽升降螺杆、同位升降手握螺柄、同位升降手握螺柄卡圈挡圈和同位升降手握螺柄卡套的连接结构，在提升或降低径流槽后端高度时，可以改变径流槽坡度，径流槽升降螺杆提升或降低过程中，同位升降手握螺柄始终处于同一个位置不变，极大地方便了试验人员的试验操作，提高试验效率。

摘要： 本发明涉及一种基于分布式水文径流模拟替代模型的径流滚动预报方法，包括：(1)对分布式水文模型中的格点按径流特征进行聚类，获取流域的代表单元；(2)基于所确定的流域代表单元的格点径流、分布式水文模型得到的站点模拟径流、以及长短记忆神经网络LSTM构造分布式水文径流模拟替代模型；(3)利用分布式水文径流模拟替代模型对研究区域进行径流滚动预报。本发明方法基于径流特征对流域格点进行分类获得代表单元，并基于LSTM构造替代模型，加速了分布式水文模型的径流模拟速度，显著地缩短了分布式水文模型径流滚动预报所需的时间，极大地节省了分布式水文模型在径流滚动预报时所需的算力。

摘要： 本发明涉及一种基于分布式水文径流模拟替代模型的径流滚动预报方法，包括：(1)对分布式水文模型中的格点按径流特征进行聚类，获取流域的代表单元；(2)基于所确定的流域代表单元的格点径流、分布式水文模型得到的站点模拟径流、以及长短记忆神经网络LSTM构造分布式水文径流模拟替代模型；(3)利用分布式水文径流模拟替代模型对研究区域进行径流滚动预报。本发明方法基于径流特征对流域格点进行分类获得代表单元，并基于LSTM构造替代模型，加速了分布式水文模型的径流模拟速度，显著地缩短了分布式水文模型径流滚动预报所需的时间，极大地节省了分布式水文模型在径流滚动预报时所需的算力。

摘要： 本发明公开了一种改善水文模型径流模拟的方法，其包括步骤如下：采用MISDc模型作为水文模型，进行参数率定；手段1，采用直接插入法替换水文模型的土壤水分数据，将实际的土壤水分数据用于水文模型模拟径流；手段2，采用集合卡尔曼滤波器法将实际的土壤水分数据与水文模型模拟的土壤水分数据相结合，得到的状态变量值用于模型模拟径流；分别比较两种优化结果的NS系数和NRMSE值，采用NS系数较大者和NRMSE值较小者对应的手段得到径流模拟的优化结果。本发明运用数据同化的方法将较为精确的实际的土壤水分数据同化到水文模型当中，提高水文模型的径流模拟结果，从而对水文洪水预报提供帮助。

摘要： 本发明公开了一种结合形态特征和径流模拟的山脊线提取方法，包括基于DEM数据计算正地形，确定最大正地形分析窗口；基于不同邻域下的正地形分布图，计算正地形隶属度；根据最大正地形分析窗口和正地形隶属度，提取正地形轮廓；在正地形轮廓的基础上，通过形态学分析得到模拟山脊线，并计算其长度；根据模拟山脊线确定最佳汇流阈值；基于所述最佳汇流阈值，通过径流模拟法提取山脊线。本发明的目的在于提供一种结合形态特征和径流模拟的山脊线提取方法，以解决现有技术中因缺乏明确的阈值选择说明而导致提取的山脊线可比性差的问题，实现改善提取山脊线的可比性，提高山脊线提取精准度的目的。

摘要： 本发明涉及基于ArcObjects和遥感影像解译的径流模拟模型不透水率算法，包括以下步骤：⑴利用ArcGIS中的监督分类对遥感影像进行解译；⑶使用ArcObjects开发工具对地块中的建筑、裸土、道路和绿地面积进行统计；⑷根据建筑、裸土、道路和绿地计算的面积对地块不透水率进行赋值。

摘要： 本实用新型公开了一种模拟岩溶小流域径流的水箱模型装置，包括支架、管道、水箱和阀门，水箱包括第一水箱、第二水箱、第三水箱和第四水箱，支架由下往上分为三层，第四水箱放置在支架的第一层，第三水箱放置在支架的第二层，第一水箱和第二水箱并排放置在支架的第三层；第一水箱、第二水箱、第三水箱和第四水箱的底部均设置有一个外界连通的底孔；第一水箱、第二水箱、第三水箱和第四水箱的侧壁均设置有外界连通的侧孔；底孔和侧孔处均设置有流量计；本实用新型通过水箱与支架和阀门的配合，实现对岩溶地貌的降雨径流模拟，便于人员考察典型岩溶地貌小流域的降雨径流形成，并通过模型装置的建立对流域出流量进行预测分析，从而促进流域治理。