中小流域时空变源混合产流模型及参数区域化方法研究 被引量：29

1

作者 刘昌军 周剑 +4 位作者 文磊 马强 郭良 丁留谦 孙东亚 《中国水利水电科学研究院学报》 北大核心 2021年第1期99-114,共16页

针对山丘区中小流域洪水预报面临的产流机制混合多变和模型参数难以获取的问题,提出了适用于缺资料地区的中小流域时空变源混合产流模型和基于机器学习CART的参数区域化方法。在小流域地貌水文响应单元划分基础上,利用GARTO非饱和下渗... 针对山丘区中小流域洪水预报面临的产流机制混合多变和模型参数难以获取的问题,提出了适用于缺资料地区的中小流域时空变源混合产流模型和基于机器学习CART的参数区域化方法。在小流域地貌水文响应单元划分基础上,利用GARTO非饱和下渗计算模型,从超渗/蓄满机制的平面混合、垂向混合和时段混合三个方面构建时空变源混合产流模型,并采用机器学习CART方法进行模型参数区域化研究。选取不同地貌类型区的15个流域和河南省19个小流域实测降雨径流资料分别对模型适用性和参数区域化方法进行了验证。结果表明,通过与国内外8个水文模型的对比验证,时空变源混合产流模型模拟平均纳什系数为0.78,比其他模型提高约20%;利用本模型和CART参数区域化方法在河南省19个流域计算的平均纳什系数为0.70,比参数随机移植结果提高了35%,本模型和参数区域化方法在山丘区中小流域洪水模拟中应用效果较好。 展开更多

关键词 缺资料小流域 时空变源混合产流模型 参数区域化 机器学习方法

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时空变源混合产流模型及其在小流域洪水模拟中的应用——以四川省、甘肃省的4个小流域为例 被引量：6

2

作者 张相芝 周剑 文磊 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第3期80-90,共11页

近年来山洪灾害造成的人员伤亡和财产损失不断增加,基于GIS和遥感数据的水文模型为山洪预报提供了新的思路。利用DEM和遥感数据提取小流域基础属性并划分地貌水文响应单元,利用垂向混合产流计算产流量,采用包气带非饱和土壤计算下渗,建... 近年来山洪灾害造成的人员伤亡和财产损失不断增加,基于GIS和遥感数据的水文模型为山洪预报提供了新的思路。利用DEM和遥感数据提取小流域基础属性并划分地貌水文响应单元,利用垂向混合产流计算产流量,采用包气带非饱和土壤计算下渗,建立垂向上的时空变源混合产流模型。利用时空变源混合产流模型,模拟四川省和甘肃省4个流域多场次洪水过程,通过SCE算法进行参数率定和产流分析。结果表明:模型模拟与实测数据基本吻合,纳什效率系数均超过0.8;四川和甘肃两省小流域受到下垫面信息影响,主导产流成分不同。模型能够提供较为精确的山丘区流域洪水预报。 展开更多

关键词 山洪模拟 时空变源混合产流模型 主导产流成份 敏感性参数 下垫面信息

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基于分布式模型的流域洪水时空特征分析方法 被引量：2

3

作者 马强 王莹 +4 位作者 魏琳 史朝旭 王浩雯 张晓祥 刘昌军 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期726-737,共12页

为加深对极端暴雨条件下流域洪水形成机理的理解与认识,以“23·7”海河流域大清河特大洪水为例,提出一种基于分布式模型的流域洪水时空特征分析方法。采用时空变源分布式水文模拟方法,分别构建覆盖大清河南、北两支的分布式水文模... 为加深对极端暴雨条件下流域洪水形成机理的理解与认识,以“23·7”海河流域大清河特大洪水为例,提出一种基于分布式模型的流域洪水时空特征分析方法。采用时空变源分布式水文模拟方法,分别构建覆盖大清河南、北两支的分布式水文模型,开展分组并行模拟。结果表明:14个站点模拟洪峰误差平均值小于5%,纳什效率系数平均值为0.7,模拟结果较好。“23·7”特大洪水大清河北支平均径流系数为0.55,远高于南支流域(0.27),致灾洪量主要来自北支。北支流域在洪水过程中呈现超渗、蓄满混合产流模式,当该区域累计雨量超过107 mm时,流域出现蓄满地表产流,当小时雨量超过15.3 mm/h时,则可能出现超渗地表产流;对比大清河系南支,北支流域缺少大型控制性水利工程也是导致本次大清河特大洪水灾害发生的另一主要原因。 展开更多

关键词 暴雨洪水 分布式模型 产流模式 时空变源 "23·7"特大洪水 大清河

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黄河源区玛曲至唐乃亥区间水文模型适用性研究 被引量：3

4

作者 胡一栋 史玉品 +2 位作者 康耀辉 沈延青 刘玉环 《人民黄河》 CAS 北大核心 2023年第9期81-85,95,共6页

黄河源区是黄河流域重要产流区,该区域的洪水预报对龙羊峡、刘家峡等黄河上游梯级水库群的防洪调度,乃至整个黄河流域的水旱灾害防御具有举足轻重的作用。以黄河源区主要产流区玛曲至唐乃亥区间为研究对象,研究了萨克拉门托模型、陆浑... 黄河源区是黄河流域重要产流区,该区域的洪水预报对龙羊峡、刘家峡等黄河上游梯级水库群的防洪调度,乃至整个黄河流域的水旱灾害防御具有举足轻重的作用。以黄河源区主要产流区玛曲至唐乃亥区间为研究对象,研究了萨克拉门托模型、陆浑模型及垂向混合产流模型在该区域的适用性,结果表明:3种模型模拟的洪峰流量、次洪水量的合格率均大于85%,确定系数均值都在0.7以上,各模型都能较好地模拟该区域的洪水过程;3种模型均不能对所有场次洪水的模拟精度达到满意的效果,因此黄河源区的洪水作业预报应采用多模型组合的集合预报方法。 展开更多

关键词 萨克拉门托模型 陆浑模型 垂向混合产流模型 黄河源区

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基于遥感数据源的大凌河分布式水沙耦合模型的构建与运用 被引量：2

5

作者 蔡涛 于岚岚 《水电能源科学》 北大核心 2015年第4期23-26,共4页

以大凌河大城子水文站以上流域为例,将改进的垂向混合产流模型和改进的通用土壤侵蚀方程进行耦合,基于流域数字高程、土地利用及土壤类型分布等遥感数据,构建了基于水文模型的大凌河流域分布式水沙耦合模型,运用大城子水文站2001~2010... 以大凌河大城子水文站以上流域为例,将改进的垂向混合产流模型和改进的通用土壤侵蚀方程进行耦合,基于流域数字高程、土地利用及土壤类型分布等遥感数据,构建了基于水文模型的大凌河流域分布式水沙耦合模型,运用大城子水文站2001~2010年水文资料对模型参数进行率定和校验,并基于土壤侵蚀空间模拟结果,设定三种土地利用模式情景定量分析土地利用变化对流域土壤侵蚀的影响。结果表明,基于遥感数据源的分布式水沙耦合模型适合于大凌河流域的水土流失模拟,在率定期和验证期模拟的年含沙量相对误差均在20%以内,确定性系数都在0.5以上,可满足泥沙模拟的精度要求;三种土地利用模式情景中旱地面积增加10.0%,土壤侵蚀模数增加12.9%,林地和草地面积增加10.0%,流域土壤侵蚀模数分别减少14.63%和6.78%,为流域水沙耦合模拟和水土流失预测和防治提供了参考。 展开更多

关键词 遥感数据源 改进的垂向混合产流模型 分布式水沙耦合模型 大凌河流域

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小流域暴雨山洪水文模型与水动力学方法计算比较分析 被引量：39

6

作者 刘昌军 文磊 +3 位作者 周剑 赵悬涛 郭良 魏永强 《中国水利水电科学研究院学报》 北大核心 2019年第4期262-270,278,共10页

针对小流域暴雨山洪精细模拟问题,提出了小流域时空变源混合产流模型,以小流域为单元构建了暴雨山洪分布式模拟模型,开发了可视化时空变源分布式水文模型软件FFMS和水动力学计算软件FHMS。以宝盖寺小流域场次暴雨洪水计算为例,分别采用... 针对小流域暴雨山洪精细模拟问题,提出了小流域时空变源混合产流模型,以小流域为单元构建了暴雨山洪分布式模拟模型,开发了可视化时空变源分布式水文模型软件FFMS和水动力学计算软件FHMS。以宝盖寺小流域场次暴雨洪水计算为例,分别采用水文学和水动力学方法计算了小流域暴雨山洪过程,并分析了两种方法的计算精度、效率、实用性等。案例研究结果表明:(1)水文与水动力学方法均可实现小流域暴雨山洪的模拟,模拟结果与实测基本一致;(2)对于无资料小流域暴雨洪水计算,水文学建模速度快,计算效率更高,水动力学方法建模和计算效率更低;(3)在复杂地形条件下暴雨洪水形成机理、演进过程模拟方面,水动力学计算结果更加精细和准确;在山区中小流域洪水预报预警方面,水文学方法更加实用。 展开更多

关键词 暴雨山洪 时空变源混合产流模型 模块化分布式水文模型 水动力方法 山洪模拟

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基于VbMoICA的机械故障盲源分离研究 被引量：1

7

作者 岳秀廷 李志农 陈金刚 《机械设计与制造》 北大核心 2012年第3期242-244,共3页

用独立分量分析(ICA)分解和表示数据时,假设整个数据分布完全可以用一个坐标系来描述。然而,当观测数据是由许多自相似的、非高斯的流形组成时,则硬是用一个单独的、全局的表示是不合适的,这样会产生一个次优的表示。针对ICA在盲源分离... 用独立分量分析(ICA)分解和表示数据时,假设整个数据分布完全可以用一个坐标系来描述。然而,当观测数据是由许多自相似的、非高斯的流形组成时,则硬是用一个单独的、全局的表示是不合适的,这样会产生一个次优的表示。针对ICA在盲源分离中的不足,在变分贝叶斯理论的基础上提出了一种基于变分贝叶斯混合独立分量分析的机械故障源盲分离方法。该方法是考虑到源信号来自于多个坐标系,然后在多个坐标系下建立独立分量分析混合模型对观测信号进行学习分离。实验结果表明,本文提出的方法是非常有效的。 展开更多

关键词 盲源分离 变分贝叶斯理论 独立分量分析混合模型 变分贝叶斯混合独立分量分析 故障诊断

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坡地应用渗透径流模型模拟水文过程响应的研究 被引量：1

8

作者 张琛 张俊生 《水土保持应用技术》 2012年第6期1-3,共3页

在坡地上,当蓄满产流作为产流的主要成因时,人们通常用荷顿氏渗透径流水文模型(HIRO2模型)进行模拟。在美国北亚拉巴马沙山地区一处牧场坡地上,采用此模型来评价该产流区是否适用于模拟空间与时间的变化趋势。为了研究产流及连续区的动... 在坡地上,当蓄满产流作为产流的主要成因时,人们通常用荷顿氏渗透径流水文模型(HIRO2模型)进行模拟。在美国北亚拉巴马沙山地区一处牧场坡地上,采用此模型来评价该产流区是否适用于模拟空间与时间的变化趋势。为了研究产流及连续区的动态,采用不同降水强度和持续时间模拟3次,均做校准与验证。采用均方根误差(RM)、确定系数和纳西效率系数(EN系数)来评价荷顿氏渗透径流模型模拟的水位曲线性能。3次校准模型的确定系数与EN系数值均高于0.70,验证结果表明荷顿氏渗透径流模型模拟径流与试验观测的数据一致,在产流的空间与时间变化的模型中,径流区也与实测的变化相同。结果表明,在该牧场及类似地区,在非点源污染控制下,可以运用荷顿氏渗透径流模型评估产流。 展开更多

关键词 荷顿氏径流 水文模型 产流区 持续流动 时空变

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白河上游流域洪水模拟及参数敏感性分析 被引量：6

9

作者 胡昊 李磊 王文川 《华北水利水电大学学报（自然科学版）》 北大核心 2021年第6期28-34,共7页

水文模型作为防御山洪灾害重要的非工程手段之一,近年来被广泛应用。以白河上游为研究区域,利用时空变源混合产流模型模拟了2012—2018年间的22场洪水,并使用GLUE法和Sobol法分析了参数敏感性,判断了流域的主要产流方式。结果表明:时空... 水文模型作为防御山洪灾害重要的非工程手段之一,近年来被广泛应用。以白河上游为研究区域,利用时空变源混合产流模型模拟了2012—2018年间的22场洪水,并使用GLUE法和Sobol法分析了参数敏感性,判断了流域的主要产流方式。结果表明:时空变源混合产流模型在白河上游具有较好的适用性,模型的敏感参数主要为蓄满产流相关参数,白河上游流域的产流方式以蓄满产流为主。此研究成果可为类似流域洪水预报提供一种借鉴,为敏感参数选择提供一种参考,并可提升参数率定的工作效率。 展开更多

关键词 时空变源混合产流模型 GLUE法 Sobol法 参数敏感性分析

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不同植被覆盖流域对不同设计暴雨雨型的响应 被引量：6

10

作者 官明虹 王根绪 李尤 《南水北调与水利科技（中英文）》 CAS 北大核心 2022年第1期141-151,共11页

为揭示山区不同植被覆盖流域对不同设计暴雨雨型的响应规律,更合理地分析山区暴雨洪水,以四川省大邑、关口、汉王场流域为研究区域,应用时空变源混合产流模型,对在不同重现期设计暴雨雨型条件下的降水在不同植被覆盖的流域上形成的水文... 为揭示山区不同植被覆盖流域对不同设计暴雨雨型的响应规律,更合理地分析山区暴雨洪水,以四川省大邑、关口、汉王场流域为研究区域,应用时空变源混合产流模型,对在不同重现期设计暴雨雨型条件下的降水在不同植被覆盖的流域上形成的水文过程进行分析。研究结果表明:时空变源混合产流模型在四川省3个流域均具有较好的适用性;四川省大邑、关口、汉王场流域林草植被覆盖率为汉王场>关口>大邑流域,径流系数、平均径流系数、洪峰模数、平均洪峰模数均为大邑>关口>汉王场流域;在不同重现期条件下,径流系数随着暴雨雨型雨峰位置后移而逐渐减小,洪峰模数则不断增大;在不同设计暴雨雨型条件下,随着重现期的不断增大径流系数先增大后逐渐减小而后趋于稳定状态,而洪峰模数则是不断增大。 展开更多

关键词 洪水模型 设计暴雨雨型 时空变源混合产流模型 关口流域 汉王场流域

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设计暴雨雨型对高植被覆盖流域径流形成影响的数值模拟 被引量：2

11

作者 官明虹 王根绪 《中国农村水利水电》 北大核心 2023年第10期104-113,共10页

为分析设计暴雨雨型对山区小流域山洪灾害的影响,应用时空变源混合产流模型,以四川省关口、汉王场为研究区域,分析高植被覆盖流域对不同重现期以及不同设计暴雨雨型条件下降水的响应规律,并对不同雨型及重现期条件下流域的洪峰流量、峰... 为分析设计暴雨雨型对山区小流域山洪灾害的影响,应用时空变源混合产流模型,以四川省关口、汉王场为研究区域,分析高植被覆盖流域对不同重现期以及不同设计暴雨雨型条件下降水的响应规律,并对不同雨型及重现期条件下流域的洪峰流量、峰现时间、洪峰滞后时间等量值进行对比分析。结果表明:时空变源混合产流模型在高植被覆盖流域洪水模拟应用过程中能够取得较好的模拟精度,具有一定的适用性;关口、汉王场流域同一重现期条件下偏后型雨型相对于偏前和居中型条件下形成的洪峰流量更多,但偏前型雨型相对于居中型和偏后型雨型而言形成的洪水总量更大;在不同雨型条件下,随着重现期的增加,关口、汉王场流域的洪峰流量均是呈现增加的趋势;林草植被覆盖率为汉王场>关口流域,关口流域在不同重现期设计暴雨雨型条件下的峰现时间均是提前于汉王场流域,林草植被覆盖对于洪水的径流过程具有一定的调节作用;关口流域和汉王场流域洪峰出现时间相较于暴雨雨峰出现时间的滞后时间均为偏前型>居中型>偏后型;揭示西南山区高植被覆盖流域对于不同重现期设计暴雨雨型条件下的量化规律,在分析西南山区高植被覆盖流域暴雨洪水的形成过程、提高流域洪水预报精度与防洪减灾能力方面具有指导意义。 展开更多

关键词 设计暴雨雨型 高植被覆盖流域 时空变源混合产流模型 重现期

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