新安江模型

摘要： 为定量揭示暴雨径流对大型水库外源总磷(TP)负荷量的影响,构建新安江模型,结合TP浓度高频在线监测数据,计算千岛湖主要入库河流新安江街口断面逐日TP负荷量,并在此基础上划分暴雨径流携带TP负荷量对新安江TP年总入库负荷量的贡献.结果表明:①近60年来,千岛湖流域年暴雨雨量占年降雨总量的28.1%,平均暴雨频次为6.2次/a,年暴雨雨量和频次均在0.001显著性水平上呈上升趋势;②基于逐日流量模拟和高频水质监测数据计算的入库TP负荷量为基于逐月常规监测数据计算结果的2.9倍;③典型年(2020年5月1日—2021年4月30日)通过街口断面进入千岛湖的径流量和TP负荷量分别为96×10^(8) m^(3)和1506 t,其中由暴雨产生的径流量和TP负荷量占比分别为47.9%和69.4%.研究显示,暴雨事件对水库外源磷负荷的贡献较大,暴雨径流携带高浓度磷的汇入对水库水质和生态系统健康构成较大威胁,采用高频监测网络与水文数值模型高效融合的方法,能有效提升水库TP外源负荷量的计算精度,可为加强认识水库磷污染过程、保障水库水质安全提供科技支撑.

摘要： 为更好刻画中小河流洪水过程,解决中小河流洪水预报难题,从集总式向分布式水文模型发展成为了目前洪水预报的趋势。为进一步探究基于物理基础的分布式模型在中小流域洪水模拟的适用性,本文以沂河葛沟流域为研究对象运用TOKASIDE模型进行模拟,并在结构、参数和模拟结果等方面与新安江模型进行了对比分析。研究表明:在葛沟流域中TOKASIDE模型洪水过程模拟结果较好,但新安江模型总体表现更为稳定,新安江模型与TOKASIDE模型均能适用于葛沟流域,也证明了分布式水文模型在中小河流洪水预报和水资源评价上有较好的发展前景。

摘要： 新安江模型参数众多,率定计算工作量大、传统率定参数精度难以满足实际生产需要的特点。本文提出了一种参数率定的多核并行遗传算法,以洪峰流量、峰现时间和洪水总量为评价目标,建立多准则参数率定模型,并采用模糊集思想把多准则问题转化为单一目标优选问题。其次针对遗传算法个体适应度计算时间较长,采用主从式并行策略实现遗传算法的并行化,提高系统计算效率。最后以我国南方地区酉水流域凤滩水库为例,该方法不仅可获得高质量的模型参数,保证模型的预报准确性,同时可解决新安江模型参数率定耗时长等问题,有效提高模型参数率定效率,为模型参数校核提供参考。

摘要： 为优化流域径流预报方案,引入数值降雨预报信息,对比分析了不同预见期下新安江-融雪径流预报模型(XAJ-DDF)、基于总误差分析途径的概率预报模型(HUP)、多因子最近邻抽样回归模型(NNBR)在大渡河上游丹巴断面的日径流预报精度。结果表明,汛期,HUP模型表现最优且稳定,3、7 d预见期NS分别大于0.9、0.7,且伴随推荐值Q_(50)的90%置信区间信息为决策人员明晰洪水风险提供依据;枯期,多因子NNBR模型预报精度最高,对退水特征把握更准确。通过模型对比,可进一步提升流域预报水平,为同类研究提供应用参考。

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： 为提高涢水流域的洪水预报精度,缓解流域下游的防洪压力,更加科学地进行防洪调度,研究集总式三水源新安江模型在该流域的适用性。选取该流域1987年~1997年实测资料,采用SCE-UA算法优选模型参数,分析模拟洪水过程与实测洪水过程中的差异,总结新安江模型在该流域的适用性。结果表明:新安江模型模拟结果从洪量、洪峰及洪水过程角度都能达到《水文情报预报规范》规定的作业预报精度要求,该模型在涢水流域的适用性较好。

摘要： 随着B/S架构的新安江预报系统应用越来越广泛,系统对数据获取的便利性和准确性要求越来越高。蒸发作为重要的输入数据,当前仍然依赖于人工输入,严重影响了系统计算的效率。为了选取较适合预报系统的蒸发输入数据,本文以浙江省临安区里畈水库为例,分析实测蒸发、多年平均蒸发、彭曼蒸发、无蒸发对新安江模型计算精度的影响。结果表明无蒸发计算结果较差,其余3组蒸发数据计算结果较好且差别不大,综合考虑洪水预报系统数据获取的简便性和计算的准确性,推荐使用多年平均蒸发作为系统的输入数据。

摘要： 原新安江模型利用一个经验函数即抛物线来考虑下垫面张力水蓄水容量空间分布不均,其数学和物理基础不明确。基于地形指数和土地利用覆被类型与包气带厚度的相关关系可以推求出张力水蓄水容量曲线,与传统概化出的曲线不同,为更好地描述流域张力水蓄水容量空间分布,在此提出用一种新的函数一对数指数函数来代替新安江模型中的抛物线以改进新安江模型。通过利用改进前后的新安江模型对研究区内宁南流城进行水文模拟,结果表明改进后的新安江模型对枯季径流模拟效果优于原新安江模型。

摘要： 为探讨更加符合中小河流域防洪要求的预报方法,并提高洪水预报精度,以屯溪流域为例,结合中小河流实际洪水预报要求,采用以洪峰合格率和峰现时间合格率为主要约束的非等权重的参数率定方法(即目标函数中径流深、洪峰流量、峰现时间合格率和确定性系数的权重分别为(1∶2∶2∶1)对新安江模型进行参数率定,并采用算术平均法耦合新安江模型和BP神经网络模型计算结果,以期提高洪水预报精度。结果表明:以洪峰合格率和峰现时间合格率为主要约束的率定方法的新安江模型是可行的,相对于传统等权重的率定方法,在洪峰和峰现时间预报方面更具优势,符合中小河流防洪要求;新安江模型对洪峰和峰现时间模拟较好,BP神经网络模型对洪峰和径流深的模拟表现较好,采用算数平均法耦合两者的模拟结果,可以提高洪水预报精度。

摘要： 包为民教授提出了非线性函数参数的线性化率定方法,解决了以误差平方和为目标函数求解非线性函数参数增加不相关的局部优值问题。为此,研究将参数线性化率定方法应用于新安江模型,并通过理想流域和实际流域验证了该方法的合理性和高效性。选取湖北乌溪沟流域43场洪水对次洪8个敏感参数同时进行线性化率定,各参数取不同的初始值均可以较快地收敛到稳定的最优值。31场洪水参与模拟,全部合格;12场洪水参与检验,全部合格。次洪模拟的合格率达到100%,确定性系数为0.923,预报等级为甲级。

摘要： 干旱是一种常见的全球性自然灾害现象,它会对社会经济和人类生存造成严重的危害.首当其冲的是农牧生产业,造成粮食作物大面积减产,甚至颗粒无收;而在对人类生存方面,则会使生态系统环境质量恶化,从而导致人类生活质量下降.中国干旱特点是出现次数多、持续时间长、影响范围广,干旱已经成为制约中国国民经济发展的重要因素之一.干旱指数是对干旱的数据化表达方式,根据干旱指数划分的干旱等级,可以直观地显示某地区的干旱情况.本文利用新安江模型,将淮河息县水文站1988～2005年的日降水和日蒸发资料进行分析计算,得到日土壤含水量,计算出土壤相对湿度,并将土壤相对湿度、蒸发、降水量、径流量通过主成分分析法计算得到一种新的综合干旱指数.将综合干旱指数应用到淮河流域干旱评价之中,并与帕尔默干旱指数和标准化降水指数进行对比分析.研究表明,综合干旱指数在淮河流域干旱评价应用效果较好,在研究区域具有一定的适用性,在某些方面要优于其他两种干旱指数,但仍存在不足,需要进一步修正改进.

摘要： 本文利用湘江流域不同历史时期的水文资料率定新安江模型,考虑模型残差项,应用所建立的模型对流量系列进行延长,并对延长的流量系列以及实测流量系列的频率分析结果进行比较.主要结论如下:不考虑模型残差项时,利用模型模拟的湘江流域径流系列进行频率分析计算的水文极值具有较大的误差,而且误差的大小受到率定模型的资料的影响较大,说明在只有短系列径流资料情况下,确定性水文模型用于水文频率计算的可靠性并不好;本论文假设湘江流域流量资料为短系列，而降雨蒸发资料较长，通过建立流域水文模型，对湘江流域流rn量资料进行模拟，得到模型延长后的确定性流量系列。再运用蒙特卡罗方法，模拟模型残差系列，结合确定rn性流量系列得到随机性流量系列。通过对实测流量系列、延长的确定性流量系列以及随机性流量系列的频率rn分析，比较水文极值计算的结果，以达到分析确定性流域水文模型用于水利工程设计的可靠性的目的。

摘要： 以湖北省孝感市孝南区野猪湖防洪排涝规划项目为背景，采用新安江模型模拟入湖洪水过程，模型验证结果良好。以府北环东流域为研究对象，建立了该流域的河网水力学模型，野猪湖和王母湖被概化为两个蓄水汉点，纵多调控涵闸概化为内边界条件，外排泵站和涵闸为外边界条件。针对环东流域水系及水利工程现状，考虑当前蓄泄格局，提出提高野猪湖防洪排涝能力的若干方案;以2008年为典型年，采用新安江模型和河网水力学模型对20年一遇20日暴雨洪水进行调蓄演算，得到各方案的调蓄演算结果。从经济、技术、行政等角度论证方案的可行性，得到推荐方案。府北环东流域20年一遇防洪标准的达标工程措施为:野猪湖、王母湖堤防分别按设计洪水位24.7m, 24.5m加高陪厚;野猪湖、王母湖退坑还湖面积分别为13720亩、3400包疏挖拓宽老环河，三军台闸新增2孔;野猪湖、王母湖分别设置4011亩、4930亩分蓄洪区;在鲤鱼地泵站按现有机组增容1台，流量10m3/s，装机1000Kw。

摘要： 近年来干旱已严重影响到自然生态环境的平衡及人类社会、经济的可待续发展。而墒情预报是干旱管理的一项基础工作。本文分析了国内外墒情预报的模型方法,将新安江模型移用于土壤墒情预报研究中,建立了基于水量平衡的土壤墒情预报方案。从模型的预测结果可以看出,模拟预报结果和实测值基本一致,该方法精度是较高的。新安江模型预报土壤含水量的模型结构简单,涉及参数少且物理意义明确,易于调试优选,便于在实际工作中推广使用。

摘要： 改进型新安江模型利用双抛物线型曲线来描述流域土壤蓄水容量的空间分布及进行产流计算,双抛物线型曲线有一种内在结构,能够利用同一组参数对流域空间上同时存在的多种土壤水分模式进行描述,然而,这一曲线为统计积分表达式,需要利用流域降雨径流观测资料通过最优率定来确定.传统的TOPMODEL模型利用湿润指数或土壤一地形指数,对流域内每一点的土壤水分进行预测.然而,TOPMODEL模型假定整个流域处于稳定状态,且地下水位与地面平行.这种简化处理使得TOPMODEL模型并不适用于流域每一点,本文结合新安江模型双抛物线型曲线和TOPMODEL型湿度指数,充分利用流域降雨径流观测资料和分布式地形数据.对不同的土壤水分模式在广东省珠江三角洲双桥流域空间上的分布进行了确定,研究得出了该流域划分TOPMODEL模型适用范围的湿度指数临界值.

摘要： 由于传统水文预报模型的局限性,分别采用新安江模型、TOPMODEL模型及降雨径流相关图,对半干旱的滦河潘家口水库流域进行洪水模拟计算并分析其适用性.实例验证及研究表明采用蓄满产流机制的新安江模型和基于地理信息系统的TOPMODEL模型都适用于该流域,在潘家口水库洪水预报中预报精度较高,具有一定的理论依据和应用价值,对海河流域的洪水预报有一定的借鉴意义.

摘要： 皂市水利枢纽是一座以防洪为主,兼顾发电、灌溉、航运等多目标开发的水利综合枢纽,它的洪水预报对下游防洪具有重要意义.为满足皂市水库防洪调度的需要,在充分考虑流域特性的同时,结合渫水流域洪水预报实践,皂市水库洪水预报采用API(降雨径流相关)模型、新安江模型.结果表明:两种模型的预报精度均满足要求,可供皂市水利枢纽工程洪水预报使用.该洪水预报模型自投入使用以来,在洪水调度上发挥了重要作用,使水库在防洪、发电等方面取得较好的效益.

摘要： 资料缺乏地区水文过程的分析是水利工程设计及水资源管理中迫切需要解决的问题.在资料缺乏的山区,本文选择阿克苏一级支流——库玛力克河为研究区,利用已有的山区研究经验,根据山区流域出山口水文站的实测资料及水文要素随高程变化的规律来推算无资料地区的水文要素,模拟山区径流过程,模拟结果基本能反映缺资料山区流域的径流过程.本研究表明：采用融雪型新安江模型研究南疆资料缺乏地区的径流过程是可行的，为了减少人为主观的因素的影响，应充分挖掘可利用的信息，借助地理信息系统和遥感资料以及一些高山区近期补充水文气象要素的观测，分析流域下垫面变化情况对产汇流及融雪的影响。使这种方法得到进展与完善，为新疆水资源管理与水利工程设计提供技术手段。

摘要： 本文针对潦河流域的水文特征，采用1996-2005年的潦河流域的实测水文、气象观测资料，并利用GIS处理DEM数据，对分布式水文模型所需的各参数进行了优选，构建了基于GIS的新安江水文模型，结果表明该较为可靠，为建立潦河流域洪水预报系统奠定了模型基础。

摘要： 由于水文模型降雨等输入信息的不确定性严重影响确定性水文预报的预报精度，以湖北省漳河流域为例，利用中尺度数值模式AREM模式集合降水预报产品，输入新安江水文模型，对流域2008年汛期典型洪水过程进行预报测试。结果表明: 基于集合数值预报产品的水文预报能获取更多的水文预报信息，将单一的确定性预报结果转化为可能发生范围的预报，提高了水文预报结果的可靠性，能更好地满足防洪减灾对风险信息的需求，具有广阔的发展空间。

摘要： 本申请涉及一种基于新安江与深度学习耦合模型的场次洪水预报方法和系统，所述方法包括：采集并预处理预研究区域的地理信息数据和雨水情数据，构建新安江三水源小时尺度水文模型；基于所述地理信息数据和雨水情数据获得新安江三水源小时尺度水文模型的洪水初始参数，率定和检验新安江三水源小时尺度水文模型，并通过所述新安江三水源小时尺度水文模型筛选出预定数量的场次洪水，获得各场次洪水的输出变量和中间状态变量；构建与所述新安江三水源小时尺度水文模型适配的深度学习耦合模型，形成新安江与深度学习耦合模型并获得预报结果。本申请大大提高了场次洪水预报的准确性，同时神经网络的泛化能力得到增强，便于迁移应用。

摘要： 本申请涉及一种基于新安江与深度学习耦合模型的场次洪水预报方法和系统，所述方法包括：采集并预处理预研究区域的地理信息数据和雨水情数据，构建新安江三水源小时尺度水文模型；基于所述地理信息数据和雨水情数据获得新安江三水源小时尺度水文模型的洪水初始参数，率定和检验新安江三水源小时尺度水文模型，并通过所述新安江三水源小时尺度水文模型筛选出预定数量的场次洪水，获得各场次洪水的输出变量和中间状态变量；构建与所述新安江三水源小时尺度水文模型适配的深度学习耦合模型，形成新安江与深度学习耦合模型并获得预报结果。本申请大大提高了场次洪水预报的准确性，同时神经网络的泛化能力得到增强，便于迁移应用。

摘要： 本发明公开了一种基于水文相似性和人工神经网络的新安江模型参数率定方法，包括：分析水文相似性，得到流域的各个特征向量并构建监督学习数据库；建立参数映射：使用监督学习数据库对混合神经网络‑新安江模型即初始人工神经网络进行训练，并最小化损失函数更新新安江模型参数；洪水预报与新安江模型参数率定：将流域的特征向量输入到训练完成的混合神经网络‑新安江模型即训练后的人工神经网络中，利用训练后的人工神经网络输出新安江模型参数；接受实时更新的雨量信息作为练后的人工神经网络输入，再次训练练后的人工神经网络减少预报误差，最终获得新安江模型参数率定结果。本发明方法精度高、物理可解释性和参数可迁移性强。

摘要： 本发明公开了一种考虑初始状态变量影响的新安江模型参数率定方法，包括如下步骤，S1、构建研究流域的新安江模型；S2、设置新安江模型用于确定初始状态变量计算时段的目标函数；S3、基于目标函数通过优化算法优化新安江模型参数，获取新安江模型的最优参数；S4、利用最优参数确定参数率定期初始状态变量的计算时段；S5、利用参数率定期初始状态变量的计算时段，基于目标函数通过优化算法优化新安江模型参数，获取新安江模型的最终最优参数。优点是：在数据系列较短的情况下，通过简单的操作即可充分利用现有数据更精准确定模型初始状态变量，从而得到更加准确的新安江模型参数。

摘要： 本发明公开了一种基于改进新安江模型的适用于山丘区的水文预报方法，首先提取地貌数据建立数字高程模型(DEM)；其次获取地貌参数并根据提取出来的地貌参数建立地貌单位线(GIUH)；然后用地貌单位线代替新安江模型原本的汇流计算过程，以此构建的半分布式流域水文模型在率定之后用来进行山丘区的水文预报。本发明实现全局寻优，提高计算效率，提升模拟精度，满足水文预报方法的多方面要求。

摘要： 本发明公开了一种考虑初始状态变量影响的新安江模型参数率定方法，包括如下步骤，S1、构建研究流域的新安江模型；S2、设置新安江模型用于确定初始状态变量计算时段的目标函数；S3、基于目标函数通过优化算法优化新安江模型参数，获取新安江模型的最优参数；S4、利用最优参数确定参数率定期初始状态变量的计算时段；S5、利用参数率定期初始状态变量的计算时段，基于目标函数通过优化算法优化新安江模型参数，获取新安江模型的最终最优参数。优点是：在数据系列较短的情况下，通过简单的操作即可充分利用现有数据更精准确定模型初始状态变量，从而得到更加准确的新安江模型参数。

摘要： 本发明公开了一种基于常微分方程组的新安江模型的构建方法及其水文预报方法，构建步骤包含：推导常微分方程形式的产流、分水源、坡面汇流、河网汇流方程；以向量形式组装推导的常微分方程，形成基于常微分方程组的新安江模型；确定基于常微分方程组的新安江模型的输入和参数，采用高阶精度的数值求解方法进行计算，得到流域实际蒸散发强度和出口断面流量过程。本发明推导了新安江模型连续形式的数学方程，引入了稳定且计算精度高的数值求解方法，有效地降低和控制了新安江模型的数值误差，解决了原有新安江模型存在较大的数值误差的问题，同时为模型的实现、在水文预报中的应用和进一步改进提供便利，具有较强的应用前景。

摘要： 本发明公开了一种基于下垫面特征和改进新安江模型的无资料地区场次洪水预报方法，本发明方法直接基于流域下垫面特征进行产流计算，能够更大程度地重现流域的水文过程，克服了参数移植过程中流域特性不一致的问题，同时有效地减少了原始新安江模型中涉及的众多产流参数。该方法能够解决无资料地区缺乏长期水文数据难以进行水文模型参数优化的问题，且该方法简便，对水文数据的需求低，效果显著，是解决无资料地区洪水预报的重要手段。本发明方法简单有效，具有较高的实用价值，在业务预报中具有较高的应用前景。

摘要： 本发明公开了一种基于水文相似性和人工神经网络的新安江模型参数率定方法，包括：分析水文相似性，得到流域的各个特征向量并构建监督学习数据库；建立参数映射：使用监督学习数据库对混合神经网络‑新安江模型即初始人工神经网络进行训练，并最小化损失函数更新新安江模型参数；洪水预报与新安江模型参数率定：将流域的特征向量输入到训练完成的混合神经网络‑新安江模型即训练后的人工神经网络中，利用训练后的人工神经网络输出新安江模型参数；接受实时更新的雨量信息作为练后的人工神经网络输入，再次训练练后的人工神经网络减少预报误差，最终获得新安江模型参数率定结果。本发明方法精度高、物理可解释性和参数可迁移性强。

摘要： 本发明公开了一种新安江模型云计算方法，包括：构建Json格式的包含新安江模型模型参数、流域信息、蒸发站信息、雨量站信息的三水源新安江模型文件；采用Java开发支持多用户并发访问、多个子汇水区多线程并行计算的三水源新安江模型后台计算引擎；将后台计算引擎部署于云服务器，得到三水源新安江模型调用的接口URL地址；建立三水源新安江模型的标准调用接口；通过标准调用接口调用三水源新安江模型后台计算引擎进行模拟计算；获得Json格式的目标流域出口断面流量的时间序列。本发明通过建模、传参、调用服务，得到适用于任意湿润半湿润地区流域降雨径流模拟预报的三水源新安江模型计算方法，预报流域出口断面的流量时间序列，并获得直观的计算结果。