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基于前期降雨指数的SCS-CN模型在三峡库区改进与应用 被引量:2
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作者 冉玲玲 龙翼 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第8期128-135,共8页
径流是土壤流失的主要载体,准确预测径流量对于三峡库区土壤侵蚀预报和水库安全管理至关重要。为优化径流曲线数模型(SCS-CN)中土壤前期含水量核算方法,提高径流模拟准确性,研究通过引入前期降雨指数来表征土壤含水量,并基于实测的土壤... 径流是土壤流失的主要载体,准确预测径流量对于三峡库区土壤侵蚀预报和水库安全管理至关重要。为优化径流曲线数模型(SCS-CN)中土壤前期含水量核算方法,提高径流模拟准确性,研究通过引入前期降雨指数来表征土壤含水量,并基于实测的土壤饱和含水量设定上限阈值,对SCS-CN模型进行了改进,利用忠县水土保持监测站2019-2022年的场次降雨径流监测数据评估了模型准确性,并对改进前后模型在不同降雨类型和土地利用条件的适用性进行评价。结果表明,在两种初始模型和两种改进模型中,基于MSCS-CN改进的模型(M4)对于径流深的模拟精度更高,纳什效率系数(NSE)较原始SCS-CN模型(M1)提高了134%,尤其是在前期土壤含水量达饱和状态的情况下NSE提升至0.74,引入最大前期降雨指数(APImax)作为前期降雨指数上限值能减弱以往模型对高径流事件预测值的高估。此外,改进模型M4对三峡库区主要的产流性降雨类型(高雨强)以及主要的土地利用(耕地、果园)适用性良好,有效提高了小雨量产流事件和高侵蚀风险土地利用类型的径流模拟精度(雨型Ⅱ的NSE为0.66,耕地、果园NSE分别为0.69和0.75)。总体而言,改进模型M4提高了径流模拟精度,更适合三峡库区的产流机制、土地利用类型,能为三峡库区径流预测及水土流失防治工作提供参考。 展开更多
关键词 径流 前期降雨指数 scs-cn模型
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SCS-CN模型在巢湖流域地表产流估算中的应用 被引量:22
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作者 董文涛 程先富 +2 位作者 张群 赵阳 韩平 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2012年第3期174-177,187,共5页
降雨径流是引起土壤侵蚀的主要动力,因此预测不同降雨及下垫面条件下的径流量是土壤侵蚀预报和水土流失治理的关键。应用美国原水土保持局开发的流域水文模型SCS-CN模型对巢湖流域降雨—径流过程进行模拟。在ArcGIS 9.2软件支持下,估算2... 降雨径流是引起土壤侵蚀的主要动力,因此预测不同降雨及下垫面条件下的径流量是土壤侵蚀预报和水土流失治理的关键。应用美国原水土保持局开发的流域水文模型SCS-CN模型对巢湖流域降雨—径流过程进行模拟。在ArcGIS 9.2软件支持下,估算2002—2006年巢湖流域地表年径流量并分析了不同土地覆被类型的产流状况。结果表明,巢湖流域地表降雨径流年际变化较大,径流量变化范围为591.323~1 557.136mm。不同土地覆被类型产流能力依次为:城镇用地>水田>未利用地>旱地>农村居民点>草地>林地>灌木林。 展开更多
关键词 地表径流估算 scs-cn模型 巢湖流域 产流能力
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奎屯河流域春季融雪期SCS-CN模型参数取值方法 被引量:8
3
作者 王瑾杰 丁建丽 +3 位作者 张喆 邓凯 陈文倩 张成 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第13期4456-4465,共10页
水资源是保障我国西北干旱半干旱地区生态环境安全的关键因素。以新疆奎屯河流域为例,通过修正SCS模型土壤持水量及初损率参数计算方法,寻找适用于干旱半干旱地区山区典型流域春季融雪期径流模拟模型,为流域掌握水资源量及生态用水提供... 水资源是保障我国西北干旱半干旱地区生态环境安全的关键因素。以新疆奎屯河流域为例,通过修正SCS模型土壤持水量及初损率参数计算方法,寻找适用于干旱半干旱地区山区典型流域春季融雪期径流模拟模型,为流域掌握水资源量及生态用水提供决策依据。与以往研究不同之处在于:首先,引入度-日模型修正降水量参数,以满足流域降雨-融雪混合补给径流特征。其次,利用多期MODIS数据驱动的TS/VI特征空间理论结合土壤水分吸收平衡原理计算土壤持水量参数(S);再运用聚类分析法对初损率(λ)取值方法进行改进。通过参数算法改进后的SCS模型,参数率定期和验证期纳什效率系数和相对误差系数分别为0.92和0.64,0.7%和-1.5%。结果表明:1)参数算法改进后SCS模型能实现奎屯河流域春季融雪期日径流模拟。2)利用遥感大尺度地表信息参数化技术反演SCS模型参数,实现了遥感数据为SCS模型提供大尺度空间数据的同时,间接实现了模型参数由点状数据向面状数据转化的可能;3)初损率(λ)多组取值法可有效提高干旱半干旱地区大尺度流域径流模拟精度。 展开更多
关键词 奎屯河流域 融雪期 scscn模型 参数算法改进 遥感
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SCS-CN模型中CN值的空间移用效果研究 被引量:6
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作者 余娇娇 王加虎 +2 位作者 王冬 梁菊平 赵永超 《人民长江》 北大核心 2017年第19期53-56,71,共5页
SCS-CN模型因其曲线数CN值可以根据下垫面(土壤和植被)确定,近年来在分布式水文模拟和无/缺资料地区得到较为广泛的应用。美国土壤保持局提供的CN查算表在中国地区并不完全适用,如果直接采用,可能会带来较大的径流计算误差。选择资料数... SCS-CN模型因其曲线数CN值可以根据下垫面(土壤和植被)确定,近年来在分布式水文模拟和无/缺资料地区得到较为广泛的应用。美国土壤保持局提供的CN查算表在中国地区并不完全适用,如果直接采用,可能会带来较大的径流计算误差。选择资料数据较好的北京柏崖厂站作为假定的无实测径流资料的目标站,通过相似流域特性分析确定北山下站为参证站,利用参证站资料计算出CN值校正系数,并将该系数引用到目标站,利用校正前后的CN值分别模拟多场次洪水。结果表明,SCS-CN模型的参数CN值修正后,在空间上具备一定的外推能力;无论在确定性系数、径流总量精度和洪峰流量精度上,CN值修正后的洪水预报精度都要比修正前要高。 展开更多
关键词 scs-cn模型 曲线数cn 无资料地区 校正系数
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普适降雨-径流模型SCS-CN的研究进展 被引量:17
5
作者 王瑾杰 丁建丽 张成 《中国农村水利水电》 北大核心 2015年第11期43-47,53,共6页
如何提高径流预报能力对洪水灾害和水资源有效开发利用具有极其重要的意义。然而,地表径流模拟受自然和人为因素影响,决定了径流模拟的变化性和复杂性。SCS-CN模型作为现行普适性降雨-径流模拟的重要工具,在结构和参数方面具有明显优势... 如何提高径流预报能力对洪水灾害和水资源有效开发利用具有极其重要的意义。然而,地表径流模拟受自然和人为因素影响,决定了径流模拟的变化性和复杂性。SCS-CN模型作为现行普适性降雨-径流模拟的重要工具,在结构和参数方面具有明显优势,但由于模型所需参数的不确定性使模型存在一定容错能力,从而影响模型预报精度。因此,从介绍模型原理及改进方法入手,以参数率定的新视角对全球不同流域尺度的SCS-CN模型应用研究进行总结和回顾,分析对比参数优化算法的优缺点,剖析模型内部结构和外部机理存在的不足,从而预估模型未来发展趋势向简单实用化和复杂化机理化两个方面发展。 展开更多
关键词 scs-cn模型 参数率定 地表径流模拟
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采用SCS-CN水文模型和GIS确定雨水集蓄工程的位置 被引量:11
6
作者 王红雷 王秀茹 +1 位作者 王希 姜丽娟 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第22期108-114,F0004,共8页
针对北京西部清水河上游山区生产生活用水日趋紧张的问题,该文应用遥感与地理信息系统软件处理TM影像、土壤和质地图及数字高程模型等基础数据,结合soil conservation service(SCS)曲线数法计算径流量,根据雨水集蓄工程技术规范构建了... 针对北京西部清水河上游山区生产生活用水日趋紧张的问题,该文应用遥感与地理信息系统软件处理TM影像、土壤和质地图及数字高程模型等基础数据,结合soil conservation service(SCS)曲线数法计算径流量,根据雨水集蓄工程技术规范构建了雨水集蓄工程位置选择约束集。在此基础上,运用地理信息系统软件对坡度、径流潜力及集水路径的空间及属性数据进行叠加和邻域分析,得到适宜的雨水集蓄工程位置。主要结果如下:适宜修建蓄水坑塘的面积4.24km2、蓄水池位置46处、拦水坝位置50处、大口井位置53处、适宜庭院集雨区的面积4.95km2。结果可为合理开发利用雨水资源及工程建设提供理论支撑和科学指导。 展开更多
关键词 地理信息系统 模型 水文学 水资源 雨水集蓄工程 scs-cn模型 约束集 适宜位置
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基于SCS-CN模型在山地海绵城市不同下垫面径流预测的优化及应用 被引量:8
7
作者 雷晓玲 邱丽娜 +1 位作者 魏泽军 罗棉心 《中国农村水利水电》 北大核心 2021年第11期49-52,57,共5页
山地区域因其独特的地形地貌,降雨产汇流过程较复杂,潜在水环境问题不可小觑。以针对此区域进行降雨产流预测模型的选取、建立,可以为以后海绵城市建设与改造提供水文方面的支持与借鉴。由美国农业部土壤保持局提出的SCS-CN模型,该模型... 山地区域因其独特的地形地貌,降雨产汇流过程较复杂,潜在水环境问题不可小觑。以针对此区域进行降雨产流预测模型的选取、建立,可以为以后海绵城市建设与改造提供水文方面的支持与借鉴。由美国农业部土壤保持局提出的SCS-CN模型,该模型区域适用性欠佳,因此需要对模型中参数进行优化以提高预测精度。以典型山地城市——重庆为例,选取巴南区未开发区域为研究对象,采用人工模拟降雨实验得到不同下垫面条件下的降雨径流系列数据,结合海绵城市建设措施,设置裸地、透水铺砖和草地3种土地利用方式,3种下垫面优化初损系数λ均为0.01,考虑前期土壤含水量情况下,裸地、透水铺装和草地的CN分别为97.76、94.64、89.60,在此基础上采用Huang坡度修正公式修正CN值,进一步提高模型预测精度。裸地、透水铺砖和草地优化参数模型后率定期与验证期相比标准模型NSE系数提高了9.41%、16.36%、5.62%与2.72%、5.37%、4.08%。 展开更多
关键词 山地区域 scs-cn模型 参数优化 海绵城市建设
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黄土区SCS-CN模型径流曲线数计算方法研究 被引量:17
8
作者 邓景成 高鹏 +4 位作者 穆兴民 赵广举 孙文义 田鹏 宋小燕 《人民黄河》 CAS 北大核心 2018年第4期9-14,18,共7页
美国农业部开发的SCS-CN模型是较为常用的一种径流计算方法。模型中的CN值是模型中反映土地利用、土壤类型和土壤前期含水量的一个综合参数,其值的选择对于准确计算地表径流具有重要意义。利用黄土高原地区杨青川流域、燕沟流域和西川... 美国农业部开发的SCS-CN模型是较为常用的一种径流计算方法。模型中的CN值是模型中反映土地利用、土壤类型和土壤前期含水量的一个综合参数,其值的选择对于准确计算地表径流具有重要意义。利用黄土高原地区杨青川流域、燕沟流域和西川流域不同土地利用类型42场模拟降雨的径流资料,应用平均值法、中值法、算术平均值法、S对数频率分布法和渐近线法5种方法计算CN值,并利用CN值反推径流深。采用均值比较、模型评价指标的方法比较了5种方法计算的径流深与实测值的差异,根据相对隶属度最大最优原则确定最优计算方法。结果表明:在杨青川流域,最优的计算方法是平均值法,燕沟流域和西川流域的最优计算方法则是中值法,不同流域同一计算方法确定的同一土地利用类型CN值差异较大;单独进行草地和裸地的评价分析时,草地的最优计算方法是平均值法,裸地的最优计算方法是算术平均值法,不同土地利用类型CN值的最优计算方法不同。 展开更多
关键词 相对隶属度 径流深 径流曲线数 scs-cn模型 黄土区
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基于前期雨量和降雨历时的SCS-CN模型改进 被引量:17
9
作者 吴艾璞 王晓燕 +3 位作者 黄洁钰 黄静宇 王俊 李泽琪 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第22期85-94,共10页
径流曲线法(Soil Conservation Service Curve Number,SCS-CN)对前期产流条件(Antecedent Moisture Condition,AMC)的概化,导致径流预测出现相应的突然跳跃,同时还忽略了降雨历时作为重要组成部分对地表径流的影响,影响了模型径流预测... 径流曲线法(Soil Conservation Service Curve Number,SCS-CN)对前期产流条件(Antecedent Moisture Condition,AMC)的概化,导致径流预测出现相应的突然跳跃,同时还忽略了降雨历时作为重要组成部分对地表径流的影响,影响了模型径流预测的精度。密云水库是北京市地表饮用水的重要来源,对其上游流域进行降雨径流预测有着重要的生态意义和经济意义。该研究将SCS-CN模型与前期雨量和降雨历时结合,采用API(Antecedent-Precipitation Index,前期降雨指数)模拟土壤前期水分条件,并且提出了一种考虑次降雨事件中土壤前期雨量和土壤入渗量的静态渗透方程,对SCS-CN模型进行了改进。其中,潜在最大蓄水等于前期土壤水分和土壤潜在蓄水量的和,最大静态渗透速度是流域土壤水分达到蓄满时的静态渗透速度,静态渗透系数是与土壤结构、土地利用等相关的无量纲。利用2006—2010年及2014—2020年石匣流域径流小区的200次降雨径流事件监测结果,对该研究改进的模型与原SCS-CN模型以及两种前人改进的SCS-CN模型进行了校准、验证和性能比较。结果表明,4种径流模型中,该研究改进的模型表现最好,纳什效率系数为0.77,决定系数为0.79,均方根误差为3.21 mm,相比于SCS-CN模型纳什效率系数、决定系数分别提高了319%、97.5%,均方根误差降低了107.5%。参数敏感性分析表明,潜在最大蓄水和静态渗透系数是最敏感的两个参数,最大静态渗透速度的参数敏感性一般,初损率的参数敏感性最差。该研究改进模型在密云水库上游潮白河流域降雨径流模拟中具有一定的适用性,可为其他地区产流计算提供参考依据。 展开更多
关键词 径流 模型 降雨 scs-cn模型 前期降雨指数 降雨历时
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南京毛竹林小流域SCS-CN方法初损率λ取值研究 被引量:7
10
作者 岳健敏 张金池 +2 位作者 庄家尧 夏业茂 刘鑫 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2015年第5期9-15,共7页
我国是一个水土流失问题相对严重的国家,降雨径流是土壤侵蚀发生的动力,较准确的计算径流量是估算水土流失和水土保持效益评价的关键。SCS-CN模型是美国农业部开发的,用来计算降雨形成的地表径流量的经验模型,由于其简单、高效的优点被... 我国是一个水土流失问题相对严重的国家,降雨径流是土壤侵蚀发生的动力,较准确的计算径流量是估算水土流失和水土保持效益评价的关键。SCS-CN模型是美国农业部开发的,用来计算降雨形成的地表径流量的经验模型,由于其简单、高效的优点被广泛运用于不同地区不同立地径流量的计算中。初损率是SCS-CN方法进行流域地表径流预报的基础输入参数之一,影响着径流模拟精度。本文研究确定南京毛竹林小流域初损率取值,为SCS-CN模型在该地区的适用性提供参考。根据毛竹林小流域径流场实测降雨径流资料,采用渐近线法确定CN值,得出λ变化区间,并选取10场降雨资料对参数λ进行率定,使用相关系数R,模型效率系数E,合格率对参数λ进行评价,得出λ=0.25,0.3,0.35相对较好,三者相关系数分别为0.58,0.54,0.49,模型效率系数分别为-9.42,-5.86,-3.14,合格率分别为77.80%,88.90%,77.80%。综合分析,得出λ取0.3在本流域相对较适合,又选取该流域10场降雨资料做模拟径流比对。结果显示:相对于模型理论值λ=0.2时的模拟效果,在该流域λ=0.3时模拟值更加接近实测值,数模型效率系数E由-16.77提升到-1.03,精度大大提高,所以率定λ=0.3为该流域最适初损率。 展开更多
关键词 scs-cn模型 初损率 率定 毛竹林小流域
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SCS-CN模型改进及其径流预测 被引量:15
11
作者 徐赞 吴磊 +1 位作者 吴永祥 徐荣嵘 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期32-39,共8页
黄土高原的土壤侵蚀与水土流失程度都很严重,对其进行水土流失的预报有着重要的生态意义和经济意义。利用SCS-CN(soil conservation service curve number)模型进行地表产流预测。针对黄土高原特定的气候及下垫面条件,以陕西省榆林市绥... 黄土高原的土壤侵蚀与水土流失程度都很严重,对其进行水土流失的预报有着重要的生态意义和经济意义。利用SCS-CN(soil conservation service curve number)模型进行地表产流预测。针对黄土高原特定的气候及下垫面条件,以陕西省榆林市绥德韭园沟典型小流域为研究区域,借助韭园沟流域次降雨径流资料,优化影响降水产流关系的相应参数(初损率和降雨强度)。结果表明:(1)使用反算法来优化初损率,确定初损率为0.075,模型效率系数为0.208;(2)使用MATLAB结合粒子群算法来进一步优化初损率,确定初损率为0.13,模型效率系数为0.504,相比于反算法提高了142%,模型预报精度得到了很大提高;(3)在黄土丘陵沟壑区引入雨强因子修正降雨量函数,改进后模型效率系数为0.652,确定性系数为0.753,利用雨强修正函数后的SCS模型相比于标准SCS模型,确定性系数和模型效率系数分别提高了101%和534%。通过预测流域径流深与实测流域径流深的比较,模型模拟精度较为理想,可用于黄土高原不同小流域场次降雨的产流预报。 展开更多
关键词 scscn模型 雨强因子 初损率 模型改进
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基于SCS-CN模型的紫色土坡地径流预测 被引量:53
12
作者 陈正维 刘兴年 朱波 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期72-81,共10页
地表径流是引起坡面土壤侵蚀的主要动力,对降雨径流进行有效的预测,是紫色土坡地水土保持的基础。SCS-CN模型中的径流曲线数CN和初损系数λ作为主要输入参数对径流模拟精度有重要影响,但在应用于紫色土坡耕地模拟时,却很少进行坡度... 地表径流是引起坡面土壤侵蚀的主要动力,对降雨径流进行有效的预测,是紫色土坡地水土保持的基础。SCS-CN模型中的径流曲线数CN和初损系数λ作为主要输入参数对径流模拟精度有重要影响,但在应用于紫色土坡耕地模拟时,却很少进行坡度的调整,而坡度是影响降雨产流的重要因子。该文利用紫色土不同坡度的径流小区,选取2013年的5场降雨产流的实测数据,旨在分析紫色土坡耕地降雨产流量与地表坡度的关系,对现有的基于坡度修正的SCS-CN模型进行适用性评价,并在考虑降雨量影响的基础上对初损系数进行修正。结果表明,次降雨下径流量随坡度的增大而增大,并出现径流影响的临界坡度;经坡度修正后的模型在小降雨事件下的模拟精度较好,但强降雨条件下预测值比实测值均偏大,初损系数λ=0.2适用于紫色土坡地小降雨产流模拟,在强降雨条件下,λ值越大,模型模拟效果越好,当λ=0.3时,修正的模型在紫色土坡地径流模拟效果最理想,此时,模拟值与实测值的平均相对误差为7.42%,模型效率系数达到0.99。而基于坡度调整后的CN值对应坡度6.5&#176;~25&#176;依次为78.23、78.45、78.77、79.11、79.47。该研究结果可为紫色土丘陵区降雨径流预测及水土保持提供参考。 展开更多
关键词 径流 优化 降雨 坡度 scs-cn模型 修正 径流曲线数 初损系数
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基于SCS-CN与GIS耦合模型的闽三角城市群承灾空间淹没风险研究 被引量:9
13
作者 丁锶湲 王宁 +1 位作者 倪丽丽 曾坚 《灾害学》 CSCD 北大核心 2022年第1期171-177,共7页
以闽三角城市群为研究对象,创新水文SCS-CN算法与GIS耦合技术,计算出不同暴雨重现期(5 a,10 a,50 a一遇)下的淹没范围,构建闽三角城市群内涝淹没风险评估体系。通过地理探测器进一步探究淹没风险与社会生态系统空间分布规律,为闽三角城... 以闽三角城市群为研究对象,创新水文SCS-CN算法与GIS耦合技术,计算出不同暴雨重现期(5 a,10 a,50 a一遇)下的淹没范围,构建闽三角城市群内涝淹没风险评估体系。通过地理探测器进一步探究淹没风险与社会生态系统空间分布规律,为闽三角城镇群的生态安全保障与可持续发展提供技术支撑。研究表明:闽三角城市群内涝淹没区空间上呈现沿河道向入海口与海岸线聚集的状态,其风险性由海岸向内陆逐步递减。淹没区等级一类,二类,三类风险区占研究区面积的10.2%,14.6%,27.4%。厦、漳、泉市的淹没面积分别为135.67 km^(2)、304.10 km^(2)、572.09 km^(2)。其中一类风险区占比分别为84%,78%,62%,进一步确定研究范围内高频发淹没地段的具体位置。最终通过分析八类主要的社会生态因子与淹没区的空间异质关系,在区域层面提出兼顾城市开发强度的内涝防控分区。 展开更多
关键词 内涝灾害 淹没风险 scs-cn模型 GIS模型 闽三角城市群
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滇池西岸山地区域SCS-CN模型优化 被引量:4
14
作者 李金梅 周京春 王金亮 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2023年第3期139-147,158,共10页
[目的]模拟计算滇池西岸山洪产流量,为该区面山截洪设施的修建,减少山洪灾害和保护滇池水环境提供科学决策的依据。[方法]基于SCS-CN产流模型,选取昆明滇池西岸山地区域2019,2020年的33场实测降雨径流数据,通过坡度结合前期影响雨量对C... [目的]模拟计算滇池西岸山洪产流量,为该区面山截洪设施的修建,减少山洪灾害和保护滇池水环境提供科学决策的依据。[方法]基于SCS-CN产流模型,选取昆明滇池西岸山地区域2019,2020年的33场实测降雨径流数据,通过坡度结合前期影响雨量对CN值进行分级优化设定。采用穷举法对λ进行优化取值。再以2021年的19场实测降雨径流数据验证优化SCS-CN模型的模拟精度及其参数适用性。[结果]①采用坡度及前期影响雨量分级优化得到的CN值仅适用于降雨量<30 mm的中小型降雨;对于降雨量≥30 mm的强降雨,需根据场次降雨前5 d的降雨总量采用线性内插法对标准SCS-CN模型中AMC等级进行修改,再确定对应的坡度CN修正值。②适合滇池西岸山地区域中小型降雨和强降雨的最佳初损系数λ值分别为0.15,0.2。③经验证,中小型降雨和强降雨下的NSE值分别为0.8522,0.7978,模型合格率分别为93.33%和75%。[结论]优化的SCS-CN模型用于滇池西岸山地区域<30 mm的中小型降雨和≥30 mm的强降雨情况下的产流计算是可行的,可为该区地表径流预测及SCS-CN模型的进一步优化提供科学依据和理论参考。 展开更多
关键词 山洪 地表径流 scs-cn模型 径流曲线数cn 初损系数λ
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基于修正SCS-CN模型集雨垄径流预测 被引量:4
15
作者 赵武成 王琦 +5 位作者 王小赟 赵晓乐 张登奎 周旭姣 买小虎 陈瑾 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2021年第2期96-105,共10页
为了探寻半干旱区垄沟集雨种植控制水土流失和增产的机理,利用前2年(2012—2013年)日降雨量、实测径流和修正SCS—CN模型,率定集雨垄的径流模型参数CN、λ和α,然后利用后3年(2014—2016年)日降雨量和实测径流资料检验该模型有效性,预... 为了探寻半干旱区垄沟集雨种植控制水土流失和增产的机理,利用前2年(2012—2013年)日降雨量、实测径流和修正SCS—CN模型,率定集雨垄的径流模型参数CN、λ和α,然后利用后3年(2014—2016年)日降雨量和实测径流资料检验该模型有效性,预测不同覆盖材料(土壤结皮、生物可降解地膜和塑料地膜)和不同垄宽(30,45,60 cm)集雨垄的径流量。结果表明,土壤结皮覆盖集雨垄、生物可降解膜覆盖集雨垄和塑料地膜覆盖集雨垄的CN取值范围分别为82.0~82.9,97.9~98.8,98.3~99.9,λ取值范围分别为0.045~0.071,0.251~0.327,0.189~0.213,α取值范围分别为2.35~2.89,4.21~4.82,3.32~3.99。通过对模型有效性进行评价,土壤结皮覆盖集雨垄、生物可降解膜覆盖集雨垄和塑料地膜覆盖集雨垄的平均相对误差取值范围分别为1.36%~3.41%,1.21%~3.42%,2.48%~5.42%,纳什效率取值范围分别为0.97~0.98,0.97~0.98,0.96~0.98。日降雨量等级对修正SCS—CN模型参数CN、λ和α的影响不明显,不同覆盖材料之间的CN、λ和α差异远大于不同垄宽之间的CN、λ和α差异。修正SCS—CN模型集雨垄径流预测的相对误差满足要求(≤20%),可信度较高(纳什效率≥0.95),可以用于半干旱区集雨垄的径流预测,为控制水土流失和提高降水利用效率提供科学方法。 展开更多
关键词 修正scs-cn模型 集雨垄 径流预测
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SCS-CN模型的改进及其空间尺度效应 被引量:10
16
作者 李鑫川 贺巧宁 张友静 《南水北调与水利科技》 CAS 北大核心 2019年第5期64-70,130,共8页
SCS-CN(Soil Conservation Service Curve Number)模型是广泛应用经验性水文模型,其模型参数的确定与空间尺度效应对径流模拟结果有着重要的影响。选取淮河上游为研究区,分析SCS-CN模型参数的敏感性并对模型进行改进,探讨了9种栅格尺度(... SCS-CN(Soil Conservation Service Curve Number)模型是广泛应用经验性水文模型,其模型参数的确定与空间尺度效应对径流模拟结果有着重要的影响。选取淮河上游为研究区,分析SCS-CN模型参数的敏感性并对模型进行改进,探讨了9种栅格尺度(100~2000m)下径流模拟结果的空间尺度效应。研究结果表明:SCS-CN模型输入参数中,系数b的敏感性高于初损系数(λ),将参数b值作为模型需要修正的参数;随着空间尺度增加,下垫面各要素的尺度变化使得参数b呈指数递减趋势;模型模拟精度的最佳空间尺度范围是250~500m尺度。 展开更多
关键词 scs-cn模型 参数敏感性分析 空间尺度效应 淮河上游
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不同坡度黄土微地形条件下SCS-CN模型参数研究 被引量:12
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作者 张鑫 张青峰 +1 位作者 周阳阳 刘金龙 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2019年第2期74-77,共4页
基于自然降雨数据研究径流曲线数(SCS-CN)模型参数难以排除坡度的干扰,从而影响模型计算径流量的精度。为了准确探究黄土微地形条件下不同坡度(5°,15°,25°)对模型的初损率(λ)和径流曲线系数(CN)的影响及其变化规律,从... 基于自然降雨数据研究径流曲线数(SCS-CN)模型参数难以排除坡度的干扰,从而影响模型计算径流量的精度。为了准确探究黄土微地形条件下不同坡度(5°,15°,25°)对模型的初损率(λ)和径流曲线系数(CN)的影响及其变化规律,从而为后续SCS-CN模型参数研究提供科学依据和优化径流预测模型。通过开展人工降雨试验(90 mm/h雨强、人工掏挖耕作),探究黄土微地形不同坡度下SCS-CN模型的λ值和CN值。结果表明5°坡度下,λ=0.2,CN=75.58时模拟效果最佳;15°坡度下,λ=0.15,CN=77.28时模拟效果最佳;25°坡度下,λ=0.1,CN=72.91时模型的模拟效果最佳。λ=0.2这一标准参数值不能满足不同坡度条件下的径流模拟,且随着坡度增加呈现显著的递减趋势。 展开更多
关键词 黄土微地形 scs-cn模型 λ值 cn
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基于SCS-CN模型的半干旱黄土高原区秸秆炭覆盖集雨垄径流预测 被引量:4
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作者 周旭姣 王琦 +4 位作者 张登奎 王小赟 赵武成 赵晓乐 雷俊 《干旱区地理》 CSCD 北大核心 2021年第1期99-108,共10页
垄沟集雨种植是缓解我国半干旱黄土高原区干旱、水土流失和土壤侵蚀的主要雨养农业技术。小流域水文模拟通常采用径流曲线数(Soil conservation service curve number,SCS-CN)模型。在标准SCS-CN模型中,由于径流曲线数CN值取值未考虑土... 垄沟集雨种植是缓解我国半干旱黄土高原区干旱、水土流失和土壤侵蚀的主要雨养农业技术。小流域水文模拟通常采用径流曲线数(Soil conservation service curve number,SCS-CN)模型。在标准SCS-CN模型中,由于径流曲线数CN值取值未考虑土壤水分动态变化,导致径流预测产生不合理的突变。以甘肃省定西市垄沟微型生物炭集雨垄为研究对象,根据实测降雨-径流数据,采用修正曲线数(Modified curve number,MoCN)法改进标准SCS-CN模型。结果表明:(1)随集雨垄垄宽增加(垄坡减小),标准SCS-CN模型和MoCN模型的CN值增加,随生物炭覆盖量增加,标准SCS-CN模型和MoCN模型的CN值减小;(2)MoCN模型的CN值高于标准SCS-CN模型;(3)MoCN模型的纳什效率系数(Nash-sutcliffe coefficient)较标准SCS-CN模型提高40%~275%,相关系数(Correlation coefficient)较标准SCS-CN模型提高1%~20%。修正曲线数MoCN模型能有效提高模型模拟精度,可为我国半干旱黄土高原区垄沟集雨种植系统地表径流预测及水土保持提供参考。 展开更多
关键词 scs-cn模型 修正曲线数模型 径流曲线数 初损系数 生物炭
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分布式SCS-CN有效降雨修正模型建立及应用 被引量:9
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作者 申红彬 徐宗学 +1 位作者 曹兵 王海周 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期553-561,共9页
为解决SCS-CN模型改进后方程结构复杂的问题,基于SCS-CN标准模型,经与SCS-CN改进模型比较,引入有效降雨修正系数建立SCS-CN有效降雨修正模型,并对城市低影响开发复杂区域综合考虑LID设施蓄存容积对降雨径流的影响,构建基于水文响应单元... 为解决SCS-CN模型改进后方程结构复杂的问题,基于SCS-CN标准模型,经与SCS-CN改进模型比较,引入有效降雨修正系数建立SCS-CN有效降雨修正模型,并对城市低影响开发复杂区域综合考虑LID设施蓄存容积对降雨径流的影响,构建基于水文响应单元的分布式SCS-CN有效降雨修正模型,以北京双紫园小区为例开展降雨径流模拟与效果检验。分析SCS-CN有效降雨修正模型,当对修正系数取值等于1.0时其等同于标准模型,当对修正系数取值小于1.0时其等效于改进模型;修正系数表征了径流系数随降水量增大而变化趋向稳定的极限值。模型应用结果表明,分别对渗透地表有效降雨修正系数取值等于1.0与小于1.0,两者对不同场次降雨径流深的计算值与实测值散点均位于45°线附近、符合较好,确定性系数与Nash-Sutcliffe效率系数值分别为0.91与0.83、0.92与0.91,后者效果优于前者,说明对渗透地表有效降雨修正系数取值小于1.0能够有效提高模拟效果。 展开更多
关键词 scs-cn模型 有效降雨 修正系数 分布式 低影响开发
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黄土丘陵区SCS-CN模型径流曲线数的计算与校正 被引量:11
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作者 冯憬 卫伟 冯青郁 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期4170-4181,共12页
由美国农业部土壤保持局开发的SCS-CN模型在其他国家地区使用过程中的适用性仍存在争议,直接采用其给定的初损率λ来计算CN值易出现问题,尤其对于中国黄土高原这样具有复杂自然环境的干旱半干旱生态系统来说,有必要针对CN模型参数做进... 由美国农业部土壤保持局开发的SCS-CN模型在其他国家地区使用过程中的适用性仍存在争议,直接采用其给定的初损率λ来计算CN值易出现问题,尤其对于中国黄土高原这样具有复杂自然环境的干旱半干旱生态系统来说,有必要针对CN模型参数做进一步校正。基于地处黄土丘陵区的定西共计47个径流小区连续五年生长期的观测数据,采用平均值法计算典型植被和整地类型下的CN值,并结合前人在不同坡度下对初损率λ的率定结果进行校正,同时运用经验公式法计算土壤饱和导水率、确定土壤水文组。结果表明:(1)陇中地区土壤质地以壤土、粉砂壤土为主,饱和导水率介于18—180mm/h之间,最小渗透率介于3.81—7.26mm/h之间;(2)土壤前期含水量、植被种类、植被盖度、土地利用、坡度以及整地工程措施等均对CN值存在影响,依照坡度校正后的CN值与之前计算的存在较大差异;(3)典型植被覆盖类型下的CN_1值为:灌木林地(沙棘)<撂荒地(冰草)<人工草地(苜蓿)<坡耕地(小麦)<乔木林地(油松),相同坡度的同类型植被措施下,CN值随植被覆盖度增加而减小;(4)水平沟、水平阶和反坡台等整地措施在不同土壤湿度条件下均降低了CN值,有效提高了土壤饱和导水率。 展开更多
关键词 scs-cn模型 黄土丘陵区 径流曲线数法 坡面径流 降雨 初损率
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