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首页新安江模型参数移植:无资料流域水文模拟与相似性研究
本文主要探讨了无资料地区水文模拟的研究方法,特别是在嵌套式流域中的应用。以新安江模型为基础,论文着重研究了如何通过参数移植技术处理在缺乏实测数据的流域中进行水文模拟的问题。作者发现,对于产流参数的移植,其精度相对较高,这是因为这些参数更多地依赖于气候和土壤条件,这些条件在相似的地理区域中可能较为稳定。然而,汇流参数的移植精度相对较低,因为它们受到地貌特征的影响更大,如坡度、土地覆盖类型等。 在实际的新安江次洪模型应用中,地形地貌特征的精确描述和考虑显得尤为重要。研究者指出,如果两个流域的地形指数分布曲线相似,那么可以移植模型的产流参数,这表明流域的气候和土壤条件对产流过程有较强的相似性。而在进行流域汇流计算时,特别是在采用地貌单位线法时,参数移植的效果较好,这可能是由于这种方法更直接地考虑了地貌对径流汇集的影响。 论文还强调了在无资料地区的水文模拟中,通过水文相似性分析可以为参数移植提供指导,即在理论上,如果两个流域在某些关键的水文学特征上表现出相似性,那么可以尝试借用已有的模型参数进行模拟,但这需要谨慎评估并根据实际情况进行调整。 此外,本文的研究得到了国家自然科学基金的支持,包括多个项目编号,显示出该领域的研究得到了学术界的关注。作者姚成是该领域的专家,他的工作集中在水文预报研究上,这也反映了水文模拟在实际工程中的重要地位。 这篇论文为在缺少直接数据的流域中运用现有模型进行水文模拟提供了实用的策略,特别是在地形地貌特征和参数选择方面的指导,这对于水资源管理和防洪减灾具有重要的实践意义。
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第 41 卷第 2 期
2013 年 3 月
河 海 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 )
Journal of Hohai University(Natural Sciences)
Vol. 41 No. 2
Mar. 2013
DOI:10. 3876 / j. issn. 1000 1980. 2013. 02. 003
摇 摇 收稿日期: 2012 11 08
基金项目: 国家自然科学基金(41101017,41130639,51179045) ;公益性行业(气象)科研专项( GYHY201006037)
作者简介: 姚成(1982—),男,江苏扬州人,讲师,博士,主要从事水文预报研究。 E鄄mail:yaocheng@ hhu. edu. cn
无资料地区水文模拟及相似性分析
姚摇 成
1
,章玉霞
1
,李致家
1
,孙摇 龙
2
(1. 河海大学水文水资源学院,江苏 南京摇 210098; 2. 水利部水文局,北京摇 100053)
摘要: 基于新安江模型,利用参数移植方法开展嵌套式流域无资料情况下的水文模拟研究。 结果
表明,产流参数的移植精度较高,汇流参数的移植精度相对较低,流域坡度对其影响较大。 在新安
江次洪模型的实际应用中,需要对地貌特征加强考虑。 通过对流域水文相似性分析,发现在地形指
数分布曲线相似的情况下可以移植模型的产流参数;当采用地貌单位线进行流域汇流计算时,参数
移植的应用效果较好。
关键词: 新安江模型;水文模拟;水文相似性;参数移植;无资料地区;屯溪流域;嵌套流域
中图分类号:P338摇 摇 摇 文献标志码:A摇 摇 摇 文章编号:1000 1980(2013)02 0108 06
Hydrological simulations and similarities in ungauged basins
YAO Cheng
1
, ZHANG Yuxia
1
, LI Zhijia
1
, SUN Long
2
(1. College of Hydrology and Water Resources, Hohai University, Nanjing 210098, China;
2. Bureau of Hydrology, Ministry of Water Resources, Beijing 100053, China)
Abstract: Based on the Xin爷 anjiang model, the parameter transformation method was used for hydrological
simulations in a nested ungauged basin. The results show that the accuracy of runoff simulations is better than that
of flood peak simulations due to the effect of the basin slope. Hence, the effect of topographic attributes should be
considered in operational application of the Xin爷 anjiang model to ungauged basins on an hourly time scale. The
analysis of hydrological similarities indicates that the runoff parameters can be transformed when the distribution
functions of the topographic index are similar for gauged and ungauged basins. Better results can be achieved using
the geomorphologic unit hydrograph in ungauged basins.
Key words: Xin 爷 anjiang model; hydrological simulation; hydrological similarity; parameter transformation;
ungauged basin; Tunxi Basin; nested basin
无资料地区水文预报研究涉及水文科学的基础理论和方法,是水文科学研究中方兴未艾的研究热点和
难点。 为了推进无资料地区水文科学理论的发展,国际水文科学协会于 2003 年启动了 PUB( predictions in
ungauged basins)国际水文计划,意在用 10 a 时间集中研究无资料地区的水文预报问题,探索解决该问题的
新途径和新方法,实现水文理论的重大突破,促进水文科学在解决实际问题中的应用
[1鄄2]
。 PUB 计划的启动
极大地激发了学者们开展无资料地区水文预报研究的热情
[3鄄7]
。
水文模型作为一种研究流域内复杂水文现象的有效工具,一直在 PUB 研究领域中发挥着重要作用。 由
于在无资料地区没有或缺乏历史观测资料,不能进行模型参数的率定与检验,因此,解决参数的确定问题是
水文模型在无资料地区应用的关键所在。 目前,常用的模型参数确定方法包括参数移植、参数估计以及参数
的区域回归方法等。 随着对 PUB 问题研究的深入,参数移植法在实际预报工作中的应用日趋广泛
[8]
。
笔者基于新安江模型,以位于皖南山区的嵌套式屯溪流域为例,采用 SCE鄄UA 算法率定屯溪流域的模型
参数,并假设其内部子流域为无资料流域,对模型参数进行移植,在不经重新率定参数的情况下客观评价新
安江模型模拟嵌套站点出流过程的能力,并对影响参数移植精度的主要因素以及流域间的水文相似性进行
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weixin_38524139
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