在全球氣候變化的背景下,山洪災(zāi)害多發(fā)頻發(fā),破壞力極大,給我們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來了嚴(yán)重的危害。水文模型可以成為預(yù)測(cè)這些事件并及時(shí)發(fā)布預(yù)報(bào)預(yù)警信息的有效工具,但是,水文模型的應(yīng)用需要準(zhǔn)確可靠的模型參數(shù)值給予支撐,以往的研究中,水文模型參數(shù)的確定都是基于大量的實(shí)測(cè)降雨徑流數(shù)據(jù)。當(dāng)前,中國(guó)大部分的山區(qū)丘陵地帶是缺乏甚至是沒有水文監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的,此外,隨著人類活動(dòng)的影響以及全球氣候變化的加劇,流域的下墊面條件發(fā)生了巨大的變化,使得早期的水文觀測(cè)資料不再適用,有監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的區(qū)域也變成了缺資料地區(qū)。基于以上背景,無資料流域的水文預(yù)報(bào)問題是當(dāng)前水文界亟待解決的技術(shù)難題。目前,解決此問題的途徑主要有兩種:一是研發(fā)具有明確物理機(jī)制的分布式水文模型,降低水文模型的不確定性;二是尋求有效可行的無資料流域水文模型參數(shù)區(qū)域化方案。論文基于以上兩點(diǎn)展開研究,主要研究?jī)?nèi)容如下:1)選取遼寧省、吉林省共13個(gè)中小流域?yàn)檠芯繉?duì)象,遴選場(chǎng)次洪水共計(jì)93場(chǎng)。基于時(shí)空變?cè)椿旌袭a(chǎn)流模型,采用SCE-UA全局搜索算法,對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行率定與驗(yàn)證,驗(yàn)證期和率定期的平均納什系數(shù)為0.86和0.82,洪峰相對(duì)誤差分別為5.8%和6.5%,表明時(shí)... 

【文章來源】：華北水利水電大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

研究流域空間分布示意圖

的新一代時(shí)空變?cè)椿旌袭a(chǎn)流模型。此模型基于一維入滲理論和Van-Genuchten（VG）模型[59]建立了包氣帶非飽和土壤下滲計(jì)算方法，構(gòu)建山坡地貌水文響應(yīng)單元的非飽和土壤下滲過程，解析不同土壤類型的主要參數(shù)特征，建立平面、垂向、時(shí)段混合的時(shí)空變?cè)椿旌袭a(chǎn)流模型，揭示山區(qū)小流域產(chǎn)流機(jī)制和規(guī)律。3.1.1平面混合產(chǎn)流模型結(jié)構(gòu)平面混合產(chǎn)流基本理論是利用小流域下墊面數(shù)據(jù)和小流域劃分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行小流域地貌水文響應(yīng)單元?jiǎng)澐�。根�?jù)響應(yīng)單元的產(chǎn)流機(jī)制，確定不同流域的產(chǎn)流模型算法，建立小流域平面混合產(chǎn)流模型，模型結(jié)構(gòu)如圖3-1。水文響應(yīng)單元?jiǎng)澐指鶕?jù)流域內(nèi)不同區(qū)域的地形特征、土壤類型、土地利用和植被類型、雨量站點(diǎn)分布、溫度站點(diǎn)分布和水文站點(diǎn)分布信息將流域劃分為一個(gè)個(gè)單元，同一單元內(nèi)的地形地貌特征通常類似，分別包括快速響應(yīng)單元、慢速響應(yīng)單元、滯后響應(yīng)單元和貢獻(xiàn)較小單元。對(duì)于不同的水文響應(yīng)單元，有不同的主導(dǎo)產(chǎn)流機(jī)制與其對(duì)應(yīng)。更接近于流域內(nèi)的真實(shí)情況。利用全國(guó)山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)成果中的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，主要包括1:5萬DEM數(shù)據(jù)，基于2.5m和30m遙感影像數(shù)據(jù)分類提取的土地利用與指標(biāo)類型數(shù)據(jù)，1:20萬-1:100萬比例尺的土壤類型和土壤質(zhì)地?cái)?shù)據(jù)，通過查找文獻(xiàn)和數(shù)值模擬方法，定性和定量描述各種類型土壤的下滲能力和對(duì)產(chǎn)流的影響，建立小流域地貌水文響應(yīng)單元的劃分標(biāo)準(zhǔn)。在土壤參數(shù)基礎(chǔ)上，根據(jù)各類土地利用類型和植被類型的流速系數(shù)，對(duì)洪水匯流的影響按照流速系數(shù)從小到大排列，并分為快、中、慢，三個(gè)屬性。將產(chǎn)流和匯流屬性特征相結(jié)合，形成小流域地貌水文響應(yīng)單元的產(chǎn)流響應(yīng)單元表。各地貌水文響應(yīng)單元對(duì)應(yīng)的主導(dǎo)產(chǎn)流機(jī)制如下表3-1。圖3-1時(shí)空變?cè)雌矫婊旌袭a(chǎn)流示意圖Fig.3-1Schematicdiagramofspatio-tempor

3模型及工具軟件介紹173.1.2垂向混合產(chǎn)流模型結(jié)構(gòu)圖3-2為時(shí)空變?cè)椿旌袭a(chǎn)流模型垂向模型結(jié)構(gòu)示意圖，圖3-4為垂向變?cè)椿旌袭a(chǎn)流模型計(jì)算示意圖，混合產(chǎn)流的產(chǎn)流成分有超滲產(chǎn)流、蓄滿產(chǎn)流、優(yōu)先流、壤中流和基流五個(gè)成分，其中超滲地表產(chǎn)流包括不透水面積的直接超滲地表產(chǎn)流與透水面積在雨強(qiáng)大于下滲能力時(shí)的超滲產(chǎn)流，蓄滿產(chǎn)流包括上層土壤優(yōu)先蓄滿得到的蓄滿產(chǎn)流以及土壤深層蓄滿后向上層土壤補(bǔ)給產(chǎn)生的蓄滿徑流兩個(gè)部分，優(yōu)先流為上層土壤的出流，壤中流為下層土壤的出流，基流為地下水水庫的出流，各產(chǎn)流成分的計(jì)算公式見下文。圖3-2垂向變?cè)椿旌袭a(chǎn)流模型結(jié)構(gòu)圖Fig.3-2Structurediagramofverticalvariablesourcemixedrunoffmodel圖3-3垂向變?cè)椿旌袭a(chǎn)流模型計(jì)算示意圖Fig.3-3Schematicdiagramofverticalvariablesourcemixedrunoffmodelcalculation

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]小流域暴雨山洪水文模型與水動(dòng)力學(xué)方法計(jì)算比較分析[J]. 劉昌軍,文磊,周劍,趙懸濤,郭良,魏永強(qiáng).  中國(guó)水利水電科學(xué)研究院學(xué)報(bào). 2019(04)
[2]溫德河流域暴雨洪水時(shí)空特征及模擬分析[J]. 馬珊,劉昌軍,何秉順,張弛,王浩.  水利水電技術(shù). 2019(06)
[3]API模型和新安江模型的參數(shù)區(qū)域化研究與應(yīng)用[J]. 姚成,邱楨毅,李致家,胡維登,許潔.  河海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(03)
[4]基于人工智能和大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的新一代水文模型及其在洪水預(yù)報(bào)預(yù)警中的應(yīng)用[J]. 劉昌軍.  中國(guó)防汛抗旱. 2019(05)
[5]基于運(yùn)動(dòng)波方程的地面集水時(shí)間計(jì)算及參數(shù)研究[J]. 任俊雯,梁小光,陶濤,信昆侖,顏合想.  中國(guó)給水排水. 2019(01)
[6]中國(guó)山洪災(zāi)害防御關(guān)鍵技術(shù)[J]. 郭良,丁留謙,孫東亞,劉昌軍,何秉順,劉榮華.  水利學(xué)報(bào). 2018(09)
[7]無測(cè)站流域徑流預(yù)測(cè)區(qū)域化方法研究進(jìn)展[J]. 于瑞宏,張宇瑾,張笑欣,劉廷璽.  水利學(xué)報(bào). 2016(12)
[8]參數(shù)區(qū)域化在乏資料地區(qū)水文預(yù)報(bào)中應(yīng)用研究綜述[J]. 毛能君,夏軍,張利平,鄒磊,石衛(wèi).  中國(guó)農(nóng)村水利水電. 2016(12)
[9]稀缺資料流域水文計(jì)算若干研究:以青藏高原為例[J]. 劉昌明,白鵬,王中根,劉蘇峽,劉小莽.  水利學(xué)報(bào). 2016(03)
[10]缺資料流域水文模型參數(shù)區(qū)域化研究進(jìn)展[J]. 李紅霞,張新華,張永強(qiáng),黎小東,敖天其.  水文. 2011(03)

博士論文
[1]基于數(shù)字化平臺(tái)的分布式流域水文模型和流域匯流研究[D]. 孔凡哲.河海大學(xué) 2003

碩士論文
[1]無資料地區(qū)短期水文預(yù)報(bào)方法研究與應(yīng)用[D]. 金倩芳.華中科技大學(xué) 2019
[2]河南省無資料地區(qū)產(chǎn)流特性及參數(shù)區(qū)域化研究[D]. 馬珊.大連理工大學(xué) 2019



本文編號(hào)：3368610