检索结果-内蒙古大学图书馆

水文 2012年第1期32卷 55-59页

作者：王光生程琳刘汉臣水利部水文局北京100053 黑龙江省牡丹江水文局黑龙江牡丹江157000

分布式流域水文模型从DEM数据中提取河流,由于地图数据的比例尺、DEM网格的分辨率等原因,生成的河流可能与真实的河流不重合,流域内的径流可能汇集不到出口断面,必须对DEM数据进行处理。目前GIS软件中常用的处理方式是将河流经过的网格... 详细信息

分布式流域水文模型从DEM数据中提取河流,由于地图数据的比例尺、DEM网格的分辨率等原因,生成的河流可能与真实的河流不重合,流域内的径流可能汇集不到出口断面,必须对DEM数据进行处理。目前GIS软件中常用的处理方式是将河流经过的网格高程普遍降低,这种方法还不够理想。理想的DEM数据处理方法应满足以下原则:修改后生成的河流与真实的河流重合,流域内的径流能够汇入河道到达流域出口断面;DEM数据中网格的高程来自实测地图,最能代表网格的高程,只是由于对网格高程的插值滤掉了一些地形细节,因此高程修改的网格数目应达到最小。基于这个原则,提出DEM数据修改方法,平滑掉河流经过的凸起网格并且填充流域内的洼地,修改最少的网格高程,使由DEM数据生成的河流能够与真实的河流重合,达到模拟真实的径流流动路径的目的。

关键词：水文预报分布式流域水文模型 DEM数据处理

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计算单元边长对分布式流域水文模型模拟结果的影响

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河海大学学报（自然科学版） 2021年第4期49卷 309-315,357页

作者：孔祥意刘志雨周国良李致家水利部信息中心(水利部水文水资源监测预报中心) 北京100053 河海大学水文水资源学院江苏南京210098

具有物理基础的分布式流域水文模型通常采用DEM栅格作为计算单元,对地形信息具有均化作用,使得提取的坡度为非真值,且不同尺度栅格对应的该非真值差别明显,导致基于不同计算单元边长分布式流域水文模型的模拟结果具有显著差异。为了解... 详细信息

具有物理基础的分布式流域水文模型通常采用DEM栅格作为计算单元,对地形信息具有均化作用,使得提取的坡度为非真值,且不同尺度栅格对应的该非真值差别明显,导致基于不同计算单元边长分布式流域水文模型的模拟结果具有显著差异。为了解决不同分辨率DEM模型对于模拟结果的影响,提出了一种栅格尺度与提取的流域坡度之间关系的归一化表示方法及对应的坡度矫正方法,该矫正方法中引入了可用于模型流速计算公式的坡度矫正系数。研究结果表明,计算单元边长对模拟结果的影响规律与对提取的流域坡度的影响规律完全一致,且提出的方法可以有效消除栅格均化作用对分布式流域水文模型模拟结果的影响。

关键词：分布式流域水文模型计算单元 DEM 坡度流域水文模拟

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分布式流域水文模型在粤北地区北江流域的应用研究

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中国水运（下半月） 2018年第1期18卷 176-178页

作者：邓青军陈玉茹武汉市政工程设计研究院有限责任公司湖北武汉430023 湖北省地质调查院湖北武汉430034

将Arc GIS与SWAT分布式流域水文模型相结合,构建了粤北岩溶石山地区北江流域的分布式流域水文模型,该模型综合考虑了粤北地区北江流域地表水-地下水之间的相互作用,更真实地模拟了水文循环系统。本文应用SWAT模拟了北江流域的水文过程,... 详细信息

将Arc GIS与SWAT分布式流域水文模型相结合,构建了粤北岩溶石山地区北江流域的分布式流域水文模型,该模型综合考虑了粤北地区北江流域地表水-地下水之间的相互作用,更真实地模拟了水文循环系统。本文应用SWAT模拟了北江流域的水文过程,对滃江、连江等水文站逐日、月实测径流资料进行径流模拟,确定了模型的基本参数,以子流域主河道出口流量2004~2007年实测数据作为参考通过SWAT中的自动率定模块实现模型率定,模拟效果比较理想。从模拟精度、参数需求、模型稳定性、水资源评价等方面分析模型的特点,研究表明:该模型参数相对简单,模拟精度较高,运行稳定、快速,水量平衡分析详尽。模型可用作地表-地下水流相互作用、流域水量平衡分析和水资源管理的有效计算工具。

关键词：分布式流域水文模型水文过程 swat模型北江流域

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分布式流域水文模型在武烈河流域的应用

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水利科技与经济 2017年第8期23卷 39-43页

作者：袁杰河北省承德水文水资源勘测局河北承德067000

以河北省北部滦河流域承德水文站控制断面以上的武烈河流域为研究对象,基于中国洪水预报系统,利用分布式流域水文模型,构建承德水文站的洪水预报方案。通过方案的应用分析表明,分布式流域水文模型可以较好地体现流域特性的空间分布不均... 详细信息

以河北省北部滦河流域承德水文站控制断面以上的武烈河流域为研究对象,基于中国洪水预报系统,利用分布式流域水文模型,构建承德水文站的洪水预报方案。通过方案的应用分析表明,分布式流域水文模型可以较好地体现流域特性的空间分布不均匀性,并尽可能真实地模拟流域产流过程,从而提高预报方案的精度。

关键词：分布式流域水文模型应用分析武烈河流域

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分布式流域水文模型的一般结构

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水文水资源 2001年第1期22卷 12-15页

作者：王中根穆宏强等武汉水利电力大学，武汉430072

本文论述了分布式流域水文模型的一般结构和研制思路，并提出了相应的数学物理方程，对于分布式流域水文模型的应用研制具有一定指导意义。

关键词：分布式流域水文模型径流模型模型结构

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分布式流域水文模型研究中的几个问题

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水利水电科技进展 2002年第3期22卷 56-58页

作者：芮孝芳朱庆平河海大学水文水资源及环境学院江苏南京210098

指出数值计算、GIS、雷达测雨和卫星云图等技术的进步为分布式流域水文模型的发展及实际应用提供了条件 .论述分布式流域水文模型的结构有概念性和具有物理基础之分 ,也有耦合式和非耦合式之分 .为了确定分布式流域水文模型的参数 ,对... 详细信息

指出数值计算、GIS、雷达测雨和卫星云图等技术的进步为分布式流域水文模型的发展及实际应用提供了条件 .论述分布式流域水文模型的结构有概念性和具有物理基础之分 ,也有耦合式和非耦合式之分 .为了确定分布式流域水文模型的参数 ,对现有几种建立产汇流参数与自然地理因子之间的理论关系的途径进行了初步分析 .

关键词：分布式流域水文模型 GIS 雷达气象学地貌水文学

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应用分布式流域水文模型MIKESHE研究华北土石山区小流域水文响应

应用分布式流域水文模型MIKESHE研究华北土石山区小流域水文响应

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作者：肖金强北京林业大学

学位级别：硕士

分布式水文模型是流域水文学的发展到一定阶段的产物,它能够帮助人们更加深入的理解水文循环在不同时间和空间尺度上的演变规律和过程。本文回顾了水文模型的产生、发展的过程,特别是分布式水文模型的发展历史、及其研究、应用现状。从... 详细信息

分布式水文模型是流域水文学的发展到一定阶段的产物,它能够帮助人们更加深入的理解水文循环在不同时间和空间尺度上的演变规律和过程。本文回顾了水文模型的产生、发展的过程,特别是分布式水文模型的发展历史、及其研究、应用现状。从其应用领域、尺度问题、计算域的离散、与地理信息系统(GIS)遥感(RS)关系、参数率定、模型的验证等方面阐述分布式水文模型的特点。以MIKESHE模型为例,介绍基于物理过程的分布式流域水文模型的用于模拟不同水文过程的各种组成模块及其原理和计算方法。将分布式水文模型MIKESHE应用于北京市密云县土门试验流域、帽石沟小流域,用2004、2005年场降雨的时间序列数据、各种经处理的图形数据,模拟径流。首先,用2004年7月21日降雨径流模拟做模型参数率定,然后将确定的参数用于其余场降雨径流、全年雨季的径流过程模拟,用实测径流数据验证模型,对模拟结果进行综合分析,找出误差原因。在完成对MIKESHE模型校准、验证的基础上,应用模型做以下几个方面的研究:时间、空间分辨率对水文模拟结果的影响效应;不同参数对模型模拟的影响;以土门流域为例,预测流域尺度上径流过程对几个假设场景的水文响应:径流过程对土地利用类型变化、气候变化(潜在蒸发散提高10mm/d,降雨强度减少10%)、植被变化(流域皆伐)的影响;模拟无实际观测数据验证的土壤水分动态变化。研究结果显示: 1)当其他条件一定,时间分辨率越高,模拟结果越精确,但模型运行时间也最长。时间分辨率高的径流模拟结果涨水、退水迅速、洪峰提前、流量大,模拟精度略高于分辨率低的模拟。同样,空间分辨率越大,模拟结果越精确,但平均流量偏小。不同空间分辨率下模拟的径流洪峰出现时间相近,但洪峰值差别很大:洪峰流量、平均流量随空间分辨率变小而增大;而随着空间分辨率变大,模型运行时间增加,但不显著。 2)在径流模拟中,坡面产流的临界水深变化明显影响径流洪峰的出现早晚,临界水深值大,径流及其洪峰出现明显滞后,反之提前;坡面漫流平均有效糙率倒数具有决定河道汇流时间的作用,地表糙率、土壤的导水率对洪峰的大小以及径流过程线的形状影响显著。地表糙率倒数大,河道汇流速度快,洪峰流量大,且退水过程线较平缓,反之,洪峰流量小,径流过程迅急;土壤饱和导水率高,土壤入渗强度大,坡

关键词：分布式流域水文模型 MIKESHE 土门试验流域帽石沟流域参数率定模型验证华北土石山区水文响应

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基于GIS的分布式流域水文模型

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水资源与水工程学报 2006年第1期17卷 39-43页

作者：赵晨辉吴耀国孙庆义西北工业大学应用化学系陕西西安710072 山东济宁市水利局山东济宁272100

分布式流域水文模型比较客观地描述实际水文过程,但需要强大的数据库支持。这一特点为地理信息系统(G IS)在分布式流域水文模型的研究与应用提供了可能,反过来又推动水文模型的发展。目前,基于G IS的分布式流域水文模型的研究已成为水... 详细信息

分布式流域水文模型比较客观地描述实际水文过程,但需要强大的数据库支持。这一特点为地理信息系统(G IS)在分布式流域水文模型的研究与应用提供了可能,反过来又推动水文模型的发展。目前,基于G IS的分布式流域水文模型的研究已成为水文学研究的热点。本文总结了分布式流域水文模型的优越性,综述了G IS在分布式流域水文模型中的应用及二者集成方式研究与应用的进展,讨论了当前研究中存在的问题,指出了今后的研究方向。

关键词： GIS 分布式流域水文模型集成

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一个网格型松散结构分布式水文模型的构建

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水科学进展 2008年第5期19卷 662-670页

作者：石朋芮孝芳瞿思敏陈喜水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210098 河海大学水文水资源学院江苏南京210098

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... 详细信息

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。

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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BTOPMC/SCAU分布式水文模型系统关键技术研究

BTOPMC/SCAU分布式水文模型系统关键技术研究

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作者：肖红玉华南农业大学

学位级别：博士

BTOPMC（Block-wise TOPmodel with Muskingum-Cunge method）模型以分块的方式应用TOPMODEL（TOPographic MODEL）进行流域产流计算,采用Muskingum-Cunge方法进行流域汇流计算,模型具有明确的物理基础,利用DEM（Digital Elevation Model）数据推求产、汇流计算所需要的流域地形信息,需要率定的参数较少、结构简单并具有较强的扩展性,在东南亚地区得到了广泛的应用。应用Shuttleworth-Wallace双源模型估算流域潜在蒸散发、改进河宽模型、基于SCE-UA全局最优化方法自动率定模型参数等等,完善了流域产、汇流过程的模拟,形成了一个相对完整的分布式流域水文模型,命名为BTOPMC/SCAU（South China Agricultural University）模型。为了便于进一步开发、扩展、推广和应用,迫切需要对BTOPMC/SCAU模型软件化和系统化。为此,本研究根据软件工程思想,结合计算机技术、网络技术、数据库技术和可视化技术,开发了BTOPMC/SCAU模型系统,并利用韩江流域数据对系统进行检验。系统操作简便、计算高效、模拟直观,具有以下特点:1)向导式导航菜单,简明操作界面,使用简单;2)按子流域集水面积由小到大的顺序,在子流域内基于网格集水面积分级进行的流域汇流并行计算,有效地提高了流域模拟计算效率;3)参数自动率定,省略了人工判读参数的困难和节省了判读时间;4)多层架构体系,层间解耦,便于后期维护和扩展;5)采用网络运行模式,支持多用户高并发访问。主要研究内容和结论如下:（1）根据流域水流拓扑关系,提出了按子流域集水面积由小到大的顺序,基于网格分级的并行计算方法。根据水文站点分布,大流域划分成若干子流域,子流域按其集流面积,由小到大排列,如最小的标识为子流域1,最大的标识为子流域m。在进行参数率定时（由于需要将不同参数代入到模型反复计算,耗时最多）,从最小的子流域开始,逐步进展到大的子流域。子流域之间要么处于并列关系,要么处于套合关系,当模型率定到一个套合了其他子流域的水文站点时,由于这些被套合的子流域集流面积一定小于目标水文站的集流面积,按照以上编码顺序,这些上游子流域都已经完成率定而无需重复,只需输出其率定流量过程到目标水文站的区间入流网点,使得参数率定只专注于区间网格。对于子流域内的网格,根据它的集水面积将其分级,如集水面积为1个网格的单元,一定是该子流域的源头网格,除其本身外不接收其他网格的汇水,划分为1级网格;集水面积为2个网格的单元,除其本身外还接受上游一个网格的汇流,划分为2级网格;依次类推可能有3级网格、4级网格、等等。同级网格因为没有水力联系,无需进行水量交换,可并行计算,如第i个子流域的1级网格数为N1,系统可利用的线程为P1,假如用户使用其中的s1个线程（s1≤N1及s1≤P1）,则每个线程依次分配的网格数为N1/s1,待全部1级网格完成计算后,再根据该子流域2级网格的数目N2和现时系统可利用的线程数P2,决定使用其中的s2个线程（s2≤N2及s2≤P2）,这时每个线程依次分配的网格数为N2/s2,2级网格计算完后推进到3级网格,依次推进完成该子流域的计算,之后再推进到下一个子流域,从而完成全部子流域的模拟计算。采用OpenMP（Open Multiprocessing）并行编程实现了以上并行计算算法并在韩江流域进行了实验验证,以1km的网格尺度对韩江流域9个水文站点进行模拟,在具有2个CPU共封装了8个内核的服务器上,使用其中4个核对流域进行汇流并行计算,效率提升2.8倍,在具有2个CPU共封装了24个内核的服务器上,使用其中20个核对流域进行汇流并行计算,效率提升近12倍。（2）在并行计算的基础上,基于SCE-UA全局最优随机搜索算法,实现了BTOPMC/SCAU模型的参数自动率定。自动率定无需人工干预,减少了系统对使用人员经验和水文专业知识的依赖,但是需要构造收敛速度快、收敛效果和结果理想的模拟结果评价目标函数,BTOPMC/SCAU模型系统提供了7种模型性能评价目标函数供用户选用,分别是简单最小二乘误差、时错最小误差、对数时错最小误差、平衡时错最小误差、异方差最大似然估计、时错异方差最大似然估计以及Nash效率系数与各水文过程水量平衡误差的几何平均。系统提供了SCE-UA算法默认参数值,亦为用户提供了参数的录入和修改界面。选用系统默认的参数值,并选用Nash效率系数与各水文过程水量平衡误差的几何平均评价函数,韩江流域水文模拟验证了参数自动率定功能。（3）BTOPMC/SCAU模型软件化、系统化。系统设计了多层架构体系,由下到上共分为5层:数据层、通信层、模型层、数据表达层和用户操作层

关键词：分布式流域水文模型 BTOPMC/SCAU系统共享内存并行计算高并发信息处理模型

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