基于栅格的分布式流域水文模型的构建与应用 被引量：5

1

作者 王贵作 任立良 王斌 《水电能源科学》 2008年第6期17-20,共4页

以栅格植被根系层深度、田间持水量、饱和土壤含水量作为衡量流域内各点蓄水容量和最大蓄水容量的基础,建立了基于蓄满产流的栅格型分布式流域水文模型,并模拟了积雪融雪、蒸散发及产汇流过程。模拟结果表明,构建的流域水文模型模拟精... 以栅格植被根系层深度、田间持水量、饱和土壤含水量作为衡量流域内各点蓄水容量和最大蓄水容量的基础,建立了基于蓄满产流的栅格型分布式流域水文模型,并模拟了积雪融雪、蒸散发及产汇流过程。模拟结果表明,构建的流域水文模型模拟精度较高,方法可行。 展开更多

关键词 蓄满产流 双源蒸散发 栅格型分布式水文模型 寒旱区

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基于分布式水文模型的地形特征对边坡稳定性影响的数值模拟研究 被引量：1

2

作者 赵鹏 邱平 +5 位作者 何展昌 禹聪 赛志高 刘大鹏 王开正 唐鸿磊 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2024年第S2期632-641,共10页

降雨型浅层滑坡是世界范围内最常见的地质灾害之一,坡度往往作为最重要的山坡地形特征被用于大量的滑坡易发性风险评估工作中。然而,坡顶至坡脚之间的复杂地形变化对降雨过程中的山坡水文响应过程有重要影响,但在以往的降雨型浅层滑坡... 降雨型浅层滑坡是世界范围内最常见的地质灾害之一,坡度往往作为最重要的山坡地形特征被用于大量的滑坡易发性风险评估工作中。然而,坡顶至坡脚之间的复杂地形变化对降雨过程中的山坡水文响应过程有重要影响,但在以往的降雨型浅层滑坡研究中往往被忽视。运用一种耦合坡体稳定性模型和分布式山坡水文模型的数值模拟方法研究地形特征对降雨型浅层滑坡的影响,模拟102组不同坡度、坡型和曲率组合的山坡在降雨条件下的坡体稳定性时空演变规律。结果表明:(1)平均坡度增大总体上会增大坡体失稳的风险,在降雨过程中影响坡体安全系数骤降的时刻和位置;在降雨结束,孔隙水压力消散的过程中影响坡体安全系数回升的时刻和位置。(2)坡型控制着坡体失稳的位置分布,凹坡和凸坡的失稳往往分别发生在坡顶和坡脚;上凹下凸型(S1)山坡的失稳往往同时最先发生在坡顶和坡脚,并逐步向中部曼延;上凸下凹型(S2)山坡的失稳往往最先发生在坡中,并逐步向两侧蔓延;平坡往往容易在滑动面发生整体滑坡。(3)山坡曲率的大小一定程度上影响失稳区域、欠稳定区域、基本稳定区域和稳定区域在不同深度下的面积比例。(4)坡型和曲率主要通过控制山坡各点局部坡度的大小和变化规律来影响降雨型浅层滑坡的失稳位置、深度与时刻。通过数值模型试验阐明了在相同平均坡度的条件下坡型和曲率的差异也会导致边坡失稳状态的变化。因此在未来的降雨型浅层滑坡风险易发性评估和滑坡监测、预警及防治工作中需进一步考虑坡型、曲率等地形因素的影响。 展开更多

关键词 降雨型浅层滑坡 地形特征 坡型 山坡曲率 分布式水文模型

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基于栅格垂向混合产流机制的分布式水文模型 被引量：12

3

作者 王贵作 任立良 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期386-390,共5页

根据已有产流机制的研究结果,提出了当土壤含水量大于栅格蓄水容量时会产生径流的栅格蓄水容量概念,以及通过栅格植被根系层深度和田间持水量计算流域内各点栅格蓄水容量的栅格蓄水容量计算方法,并在充分考虑流域内植被类型、土壤类型... 根据已有产流机制的研究结果,提出了当土壤含水量大于栅格蓄水容量时会产生径流的栅格蓄水容量概念,以及通过栅格植被根系层深度和田间持水量计算流域内各点栅格蓄水容量的栅格蓄水容量计算方法,并在充分考虑流域内植被类型、土壤类型和土壤水分参数对流域蓄水容量分布影响的基础上,应用栅格垂向混合产流机制描述植被根系层的水量变化,从而避免了对复杂的土壤水运动过程的直接描述.甸子流域的应用结果表明,基于栅格垂向混合产流机制的分布式流域水文模型对多年连续序列模拟的效率系数达到0.744,年均径流深误差为1.18 mm,相对误差为2.18%.此模拟结果对于寒旱区的水文过程模拟来说是可以接受的. 展开更多

关键词 栅格垂向混合产流 双源蒸散发 分布式水文模型 寒旱区

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栅格岩溶分布式水文模型 被引量：13

4

作者 张珂 周佳奇 +4 位作者 张企诺 陈新宇 晁丽君 姚成 李致家 《水资源保护》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期43-51,共9页

为提高岩溶区洪水的模拟精度,基于自由水蓄水库和线性水库的概念,提出了考虑表层岩溶带与深层地下溶隙调蓄作用下的降水-径流分布式模拟方法。在栅格新安江模型的基础上引入表层岩溶带及深层地下溶隙调蓄模块,构建了栅格岩溶分布式水文... 为提高岩溶区洪水的模拟精度,基于自由水蓄水库和线性水库的概念,提出了考虑表层岩溶带与深层地下溶隙调蓄作用下的降水-径流分布式模拟方法。在栅格新安江模型的基础上引入表层岩溶带及深层地下溶隙调蓄模块,构建了栅格岩溶分布式水文模型,并将该模型和栅格新安江模型应用于典型岩溶流域(普厅河流域)进行对比分析。结果表明:栅格岩溶分布式水文模型在普厅河流域的模拟精度高于栅格新安江模型,20场洪水的平均径流深误差降低了4.92%,平均洪峰误差降低了3.59%,平均确定性系数提升了0.23;基于栅格的表层岩溶带自由水蓄水库及深层地下溶隙线性水库可根据流域岩溶发育的空间分布情况,对表层岩溶带和深层地下溶隙调蓄过程进行精确模拟;栅格岩溶分布式水文模型的参数空间分布考虑了流域的石漠化情况,模拟的径流成分较栅格新安江模型更加合理,能有效提高普厅河流域的洪水模拟精度。 展开更多

关键词 栅格岩溶分布式水文模型 岩溶地区 表层岩溶带 降水径流模拟 石漠化 普厅河流域

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栅格新安江-地表地下双人工调蓄分布式水文模型 被引量：26

5

作者 张珂 张企诺 +5 位作者 陈新宇 李致家 黄鹏年 姚成 王晟 周佳奇 《水资源保护》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期94-101,139,共9页

为了提高地表地下双重人类活动干扰下的流域洪水模拟精度,基于调蓄水库概念提出了考虑地表水利工程和地下水超采影响下的网格化降雨径流模拟方法,通过在栅格新安江模型基础上引入地表地下双调蓄模块,构建了栅格新安江-地表地下双人工调... 为了提高地表地下双重人类活动干扰下的流域洪水模拟精度,基于调蓄水库概念提出了考虑地表水利工程和地下水超采影响下的网格化降雨径流模拟方法,通过在栅格新安江模型基础上引入地表地下双调蓄模块,构建了栅格新安江-地表地下双人工调蓄分布式水文(GXAJ-DAR)模型,将该模型同半分布式新安江-海河模型在海河的典型流域清水河流域进行了验证比较。结果表明:GXAJ-DAR模型在清水河流域的模拟精度高于新安江-海河模型;基于栅格的双调蓄结构能根据水利工程控制区域和地下水埋深的实际空间分布对地面和地下径流人工调蓄过程进行准确模拟;GXAJ-DAR模型对自由水蓄水库蓄水容量参数的取值较新安江-海河模型更加合理,能有效提高清水河流域的洪水模拟精度。 展开更多

关键词 水利工程 地下水超采 降雨径流 栅格新安江-地表地下双人工调蓄分布式水文模型 洪水预报 海河流域

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基于混合产流与二维运动波汇流分布式水文模型 被引量：10

6

作者 包红军 王莉莉 +2 位作者 李致家 姚成 张珂 《水电能源科学》 北大核心 2016年第11期1-4,21,共5页

为了提高半湿润半干旱流域的洪水模拟与预报精度,基于GIS、RS和DEM技术,以DEM栅格为流域计算单元,构建了基于混合产流和二维栅格汇流的栅格型分布式水文模型(Grid-MK-2D模型),即混合产流模型是在蓄满产流基础上增加基于Green-Ampt下渗... 为了提高半湿润半干旱流域的洪水模拟与预报精度,基于GIS、RS和DEM技术,以DEM栅格为流域计算单元,构建了基于混合产流和二维栅格汇流的栅格型分布式水文模型(Grid-MK-2D模型),即混合产流模型是在蓄满产流基础上增加基于Green-Ampt下渗方法的超渗产流模型,坡面二维汇流计算采用基于栅格单元的分布式运动波模型水流演算,河道汇流应用一维运动波模型演算,运动波方程组由隐式有限差分求解。将Grid-MK-2D模型、Grid-MK-1D模型与新安江模型应用于半干旱的沁河孔家坡流域并对比分析。结果表明,两个基于DEM栅格的分布式水文模型(Grid-MK-2D、Grid-MK-1D)的模拟效果优于新安江模型,但GridMK-2D模型洪峰模拟效果更好。 展开更多

关键词 栅格型分布式水文模型 混合产流 二维运动波模型 沁河流域

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分布式水文模型中河流水深及其与地下水相互作用的耦合模拟 被引量：3

7

作者 邵敏 张奇 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期13-18,共6页

大尺度流域水文模型一般只模拟河道径流,对河流水深和流速并不关注。在进行河流-地下水相互作用模拟时,河流水深(水位)是一个重要因素,其时空变化及其对河流-地下水水量交换的影响应加以考虑。本文就流域分布式水文模型中河流水深的时... 大尺度流域水文模型一般只模拟河道径流,对河流水深和流速并不关注。在进行河流-地下水相互作用模拟时,河流水深(水位)是一个重要因素,其时空变化及其对河流-地下水水量交换的影响应加以考虑。本文就流域分布式水文模型中河流水深的时空变化计算及其与地下水的实时耦合模拟进行了研究,提出了相应的计算方法,改进了大尺度水文模型WATLAC,并通过V-型流域考题进行了检验。模拟结果显示,模型有效地模拟了V-型流域的河流水深、地下水水位沿河道的时空变化以及河流与地下水的水交换量,揭示了河流-地下水相互作用关系在降雨过程中的变化规律及主控因子。此外就河床糙率对河流水深及河流与地下水间水交换量的影响做了模拟分析,发现河床糙率的改变将影响河流水深,从而进一步影响河流与地下水的水交换量。本文提出的算法较为真实地模拟了河流洪水演进过程及其对河流-地下水相互作用的影响,模型适用于河流-地下水相互作用明显的区域,可作为评估地表-地下水相互影响的有效计算工具。 展开更多

关键词 分布式水文模型 河道水深 河流与地下水相互作用 V-型流域考题 WATLAC

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一个网格型松散结构分布式水文模型的构建 被引量：13

8

作者 石朋 芮孝芳 +1 位作者 瞿思敏 陈喜 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期662-670,共9页

根据流域降雨径流的基本过程,以蓄满产流理论为基础,建立了一个网格型松散结构的分布式流域水文模型。模型将流域离散为包含河道与不包含河道两种类型的单元格,以协克里金方法插值得到空间离散的降雨输入,考虑的产汇流物理过程包括降雨... 根据流域降雨径流的基本过程,以蓄满产流理论为基础,建立了一个网格型松散结构的分布式流域水文模型。模型将流域离散为包含河道与不包含河道两种类型的单元格,以协克里金方法插值得到空间离散的降雨输入,考虑的产汇流物理过程包括降雨、植被截留及蒸散发、单元格产流、单元格汇流及河网汇流。模型结构简单,参数较少,在充分利用植被覆盖类型图及土地利用类型图的基础上,能够获得大部分参数的选用值。通过在长江三峡区间沿渡河流域的实际应用,模型计算成果令人满意。 展开更多

关键词 分布式流域水文模型 空间离散 产汇流物理过程 网格型 数字高程模型

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分布式降雨径流物理模型的建立和应用 被引量：20

9

作者 都金康 谢顺平 +1 位作者 许有鹏 许崇育 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期637-644,共8页

根据流域降雨径流的主要过程,考虑流域气象及下垫面要素的空间异质性,建立了具有物理基础的分布式降雨径流模型。模型将流域离散为栅格计算单元,并按水流特性分栅格单元为坡面单元和河网单元。在坡面单元上主要计算降雨、下渗、坡面流... 根据流域降雨径流的主要过程,考虑流域气象及下垫面要素的空间异质性,建立了具有物理基础的分布式降雨径流模型。模型将流域离散为栅格计算单元,并按水流特性分栅格单元为坡面单元和河网单元。在坡面单元上主要计算降雨、下渗、坡面流、壤中流等水文过程,而河网单元则主要计算河道汇流过程。模型利用空间权重插值方法将雨量站点的降雨量插值到各个计算单元,采用运动波方程来计算坡面流,将壤中流概化为垂向流和侧向流,分别用Green-Ampt公式和运动波方程来模拟,河道汇流也采用运动波方程。模型结构简单、参数的物理意义明确,大多数参数可利用DEM、土壤类型图、植被类型图直接获取,少数敏感参数通过率定确定。模型在浙江省甬江上游黄土岭流域和皎口流域进行了应用和检验,其结果令人满意。 展开更多

关键词 栅格单元 分布式水文模型 降雨径流

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DEM分辨率对分布式水文模拟的影响 被引量：13

10

作者 姚成 李致家 章玉霞 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2013年第5期11-14,88,共5页

以数字高程模型为基础,采用栅格型新安江模型进行不同分辨率情况下的洪水模拟,分析了分辨率对分布式水文模拟的影响。研究结果表明:数字高程模型分辨率越高,流域数字化的精度相对越高,但模型的模拟结果并不一定越好;针对不同分辨率的数... 以数字高程模型为基础,采用栅格型新安江模型进行不同分辨率情况下的洪水模拟,分析了分辨率对分布式水文模拟的影响。研究结果表明:数字高程模型分辨率越高,流域数字化的精度相对越高,但模型的模拟结果并不一定越好;针对不同分辨率的数字高程模型,在重新率定汇流参数的情况下,栅格型新安江模型的模拟精度相当,均能取得较好的应用效果;对于中尺度流域而言,采用30″分辨率的数字高程模型不仅能够提高模型的运行时效,也能取得较高的模拟精度。 展开更多

关键词 数字高程模型 栅格型新安江模型 水文模拟 分辨率 参数估计

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基于栅格型新安江模型的中小河流精细化洪水预报 被引量：29

11

作者 姚成 李致家 +6 位作者 张珂 朱跃龙 刘志雨 黄迎春 龚珺夫 张锦堂 童冰星 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期19-25,共7页

为提高中小河流洪水预报的精细化水平,以栅格型新安江模型(GXM)为基础,考虑沿程水流再分配、库塘坝蓄泄及河道特征对产汇流过程的影响,采用针对性的定量化模拟方法,并基于模型参数与下垫面特征的定量关系,对模型参数空间分布进行推衍。... 为提高中小河流洪水预报的精细化水平,以栅格型新安江模型(GXM)为基础,考虑沿程水流再分配、库塘坝蓄泄及河道特征对产汇流过程的影响,采用针对性的定量化模拟方法,并基于模型参数与下垫面特征的定量关系,对模型参数空间分布进行推衍。以安徽横江为例,对GXM的精细预报能力进行验证。结果表明:GXM不仅可以实现对屯溪出口断面洪水过程的高精度预报,也可以不经重新率定,实现对流域内部嵌套断面洪水过程的高精度预报;GXM能够预报流量、土壤含水量、流速等不同水文要素的时空分布,可为中小河流洪水防控提供丰富的预报产品。 展开更多

关键词 栅格型新安江模型 精细化洪水预报 定量化模拟 参数空间分布 水文要素 中小河流

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基于DEM的岷江上游数字流域的离散化 被引量：16

12

作者 舒栋才 程根伟 林三益 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 2004年第6期6-11,共6页

流域地形与土地覆被类型离散化是构建分布式水文模型的关键问题之一,文中通过地形坡向分析技术在栅格DEM基础上生成数字化的流域水系和流域边界,按照流域地形特征将整个流域从空间上划分成多个自然子流域;在每个子流域内部,通过土地利... 流域地形与土地覆被类型离散化是构建分布式水文模型的关键问题之一,文中通过地形坡向分析技术在栅格DEM基础上生成数字化的流域水系和流域边界,按照流域地形特征将整个流域从空间上划分成多个自然子流域;在每个子流域内部,通过土地利用和土壤分布数字地图的叠加,生成体现单一土地利用类型和土壤类型组合的水文响应单元,并将研究区岷江上游流域离散为31个子流域,136个水文响应单元(HRU),实现了数字流域的空间离散化,为构建分布式水文模型奠定了基础。研究表明:河道面积阈值的大小决定了离散子流域数目,也决定着水文响应单元的数量,具体流域的阈值需要进行比较分析来确定。 展开更多

关键词 子流域 DEM 分布式水文模型 地形特征 数字流域 数字地图 栅格 土壤类型 岷江上游 成体

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TRMM数据驱动下雅砻江流域径流预报研究 被引量：3

13

作者 张顾 王加虎 +3 位作者 罗晓春 鲍婧 张敏 杨茜茜 《中国农村水利水电》 北大核心 2020年第11期8-13,共6页

雅砻江流域水量丰沛,水能资源丰富,流域水利工程规划建设、水库调度及防汛抗旱均需要径流预报的支撑。建立基于DEM栅格的分布式水文模型,产流计算选取改进的SCS模型,汇流计算选取概念性源汇模型;提出基于空间分布的T-G融合方法修正TRMM... 雅砻江流域水量丰沛,水能资源丰富,流域水利工程规划建设、水库调度及防汛抗旱均需要径流预报的支撑。建立基于DEM栅格的分布式水文模型,产流计算选取改进的SCS模型,汇流计算选取概念性源汇模型;提出基于空间分布的T-G融合方法修正TRMM数据;TRMM修正数据驱动水文模型进行径流模拟。结果表明修正后TRMM数据误差减小,误差分布更为稳定;TRMM修正数据驱动分布式水文模型,模拟径流峰形相似,RT和V7模拟精度等级为丙级和乙级,次洪误差控制在合格率内,符合预报要求;考虑TRMM数据适用性评价、驱动水文模型径流模拟结果,TRMM数据可作为雅砻江流域实测降水数据的补充。研究方法可为雅砻江流域径流预报提供参考,同时可为无资料或缺资料区域提供TRMM数据能否作为实测资料替代或补充的参考。 展开更多

关键词 雅砻江 径流预报 TRMM 分布式水文模型 修正 栅格

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