基于分布式水文模型的三峡库区污染负荷对气候变化的响应研究_丁相毅
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基于分布式水文模型的“尼伯特”台风暴雨洪水反演近年来,我国频繁发生台风暴雨洪水灾害,给人民生命财产和社会经济带来了严重影响。
为了准确预测和有效应对台风暴雨洪水,科研人员开展了大量的研究工作。
在这些工作中,基于分布式水文模型的“尼伯特”台风暴雨洪水反演成为了一个热门研究课题。
本文将围绕这一课题展开讨论,探讨分布式水文模型在台风暴雨洪水反演中的应用和研究进展。
我们需要了解什么是分布式水文模型。
分布式水文模型是一种基于流域内部蓄水-径流过程及水文循环规律的数学模型,通过对流域内雨量、地形、土壤等信息的分布式表示,模拟该区域的水文过程,如降雨产流、地表径流、地下径流、蒸散发等。
分布式水文模型的主要优点在于能够更准确地描述流域内的地形、土壤、植被等特征,模拟水文过程更加真实和可靠。
然后我们来了解一下“尼伯特”台风。
在过去的一段时间里,我国多次遭受到了“尼伯特”台风带来的暴雨洪水灾害,给人民的生命和财产带来了极大的损失。
尼伯特台风是一种极端天气系统,其强度和路径都是不确定的,因此对其暴雨洪水的反演成为了一个急需解决的问题。
基于分布式水文模型的“尼伯特”台风暴雨洪水反演的研究工作涉及到多个方面。
首先是基于遥感数据的地表特征提取和数字高程模型构建。
地表特征包括植被覆盖、土壤类型、地形起伏等信息,这些信息对水文过程具有重要影响。
基于遥感数据的地表特征提取和数字高程模型构建能够为水文模型提供必要的输入数据。
其次是降雨情景的模拟和预测。
通过气象预报数据和降雨雷达资料,可以模拟和预测台风暴雨的降水情景,包括降雨时空分布、强度等信息。
这些信息对水文模型的输入具有至关重要的作用,能够更加真实地模拟台风暴雨对流域内水文过程的影响。
接着是分布式水文模型的应用和参数优化。
分布式水文模型需要大量的参数来描述流域的特性,包括土壤参数、植被参数、地形参数等。
研究人员需要通过实地观测和数据拟合等方法来获取这些参数,以使模型能够准确地模拟实际水文过程。
《气候变化下基于SWAT模型的钱塘江流域水文过程研究》篇一摘要:本文以钱塘江流域为研究对象,利用SWAT(土壤水评估工具)模型,对气候变化背景下该流域的水文过程进行了深入研究。
通过模型模拟和实地观测数据的对比分析,探讨了气候变化对钱塘江流域水文循环的影响,并提出了相应的适应性管理措施。
一、引言钱塘江流域作为我国重要的水系之一,其水文过程受到气候变化的影响日益显著。
随着全球气候变暖,极端气候事件频发,钱塘江流域的水资源管理和利用面临着巨大的挑战。
因此,对钱塘江流域水文过程的研究显得尤为重要。
SWAT模型作为一种有效的水文模拟工具,被广泛应用于流域尺度的水文过程研究。
本文利用SWAT模型,对钱塘江流域的水文过程进行研究,以期为该流域的水资源管理和应对气候变化提供科学依据。
二、研究区域与方法(一)研究区域概况钱塘江流域位于中国东部沿海地区,地理位置独特,气候条件复杂多变。
本研究选择具有代表性的流域段进行详细研究。
(二)SWAT模型介绍SWAT模型是一种基于物理机制的分布式水文模型,可以模拟流域尺度的水文过程。
通过收集流域的气候、地理、土壤和植被等数据,输入SWAT模型,可以对流域的水文循环进行模拟和分析。
(三)数据收集与处理收集钱塘江流域的气候数据(如降雨、温度等)、地理数据(如地形、土壤类型等)、植被数据等,并进行预处理,以满足SWAT模型的数据输入要求。
三、SWAT模型在钱塘江流域的应用(一)模型构建与参数率定根据收集的数据,构建钱塘江流域的SWAT模型,并通过对历史数据的率定和验证,确定模型的参数。
(二)模型模拟与结果分析利用SWAT模型对钱塘江流域的水文过程进行模拟,包括降雨-径流关系、蒸发过程、土壤水分布等。
通过对比模拟结果与实地观测数据,分析气候变化对钱塘江流域水文过程的影响。
四、气候变化对钱塘江流域水文过程的影响(一)降雨-径流关系的变化气候变化导致降雨量和降雨强度的变化,进而影响钱塘江流域的径流量。
专利名称:一种考虑多要素的分布式水文模型子流域划分方法专利类型:发明专利
发明人:刘佳嘉,周祖昊,严子奇,桑学锋,牛存稳,杜军凯,龚家国,刘琳,贾仰文,王浩
申请号:CN201910888956.2
申请日:20190919
公开号:CN110717251A
公开日:
20200121
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种考虑多要素的分布式水文模型子流域划分方法,涉及分布式水文模型计算单元划分应用技术领域,包括如下步骤:计算待划分流域各栅格流向和汇流累积数;设定伪河段长度阈值并删除;设定子流域划分的单点分割位置;对大面积水体进行编码并进行边界修改;对所述模拟河网栅格进行溯源检索,同时进行编码;以每一个模拟河网栅格作为起点,根据栅格流向对非模拟河网栅格进行溯源遍历,将所有汇入当前模拟河网栅格的非河网栅格的陆面编码设置为该模拟河网栅格的河网编码;生成子流域上下游拓扑关系表。
本方法能够综合考虑子流域划分过程中的单点分割需求、将水库湖泊水面自动化处理划分到同一个子流域内。
申请人:中国水利水电科学研究院,中建水务环保有限公司
地址:100038 北京市海淀区车公庄西路20号
国籍:CN
代理机构:北京市盛峰律师事务所
代理人:于国强
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第45卷第3期人民珠江 2024年3月 PEARLRIVERhttp://www.renminzhujiang.cnDOI:10 3969/j issn 1001 9235 2024 03 003基金项目:国家自然科学基金资助项目(42371021、52109036);河海大学水灾害防御全国重点实验室“一带一路”水与可持续发展科技基金面上项目(2022491111、2021490611);水利部水文气象灾害机理与预警重点实验室开放基金(HYMED202203、HYMED202210)收稿日期:2023-07-08作者简介:钟奇(1999—),男,硕士研究生,主要从事水文水资源研究。
E-mail:zhongqi_zzq@163.com通信作者:付晓雷(1986—),男,教授,主要从事土壤水热数据同化、水文预报研究。
E-mail:fuxiaolei518@yzu.edu.cn钟奇,付晓雷,蒋晓蕾,等.基于分布式时变增益水文模型和CN05.1降水数据的赣江流域径流模拟研究[J].人民珠江,2024,45(3):18-29,108.基于分布式时变增益水文模型和CN05.1降水数据的赣江流域径流模拟研究钟 奇1,付晓雷1,2,3,蒋晓蕾1,2,章雨晨1,胡乐怡1,章丽萍1(1.扬州大学水利科学与工程学院,江苏 扬州 225009;2.水利部水文气象灾害机理与预警重点实验室,南京信息工程大学,江苏 南京 210044;3.河海大学水灾害防御全国重点实验室,江苏 南京 210098)摘要:水文模型是径流模拟的重要手段,降水是水文循环的重要组成部分,模型的选择和降水数据的质量对流域径流模拟都具有重要意义。
以赣江流域为研究区域,通过对比CN05.1降水数据与站点线性插值降水数据,分析CN05.1降水数据的可靠性,评估基于分布式时变增益水文模型(DTVGM)和CN05.1降水数据在赣江流域径流模拟的适用性。
研究表明:①CN05.1降水和站点插值降水多年月平均降水年内变化过程类似,空间分布相关性很高,R均值为0.90,CN05.1日降水与站点插值日降水相关性较高,RMSE均小于等于7.52mm,R均大于等于0.81;②基于CN05.1降水和站点插值降水数据模拟了赣江流域新田等6个水文站1961—2009年的流量,模拟流量在多数大流量处大于实测流量,表明模型对于大流量的模拟存在高估现象;③无论是日径流还是月径流,基于CN05.1降水数据的径流模拟精度均较高,且月径流模拟要优于日径流。
基于分布式水文模拟的干旱评估预报模型研究许继军1杨大文2(1 长江委长江科学院,武汉,430010;2 清华大学水利系水沙科学国家重点实验室,北京,100084)摘要:考虑到干旱成因众多、影响广泛,且是一个复杂的气象水文过程,本论文从流域水文循环角度,以长江上游为例,利用数字高程、气象水文、土壤植被和土地利用等地理信息数据,采用机理性分布式水文模型来模拟水文过程各环节,获取各项气象水文要素。
继而依循PDSI干旱模式原理,建立相对机理性的干旱评估预报模型GBHM-PDSI。
通过对2006年重庆地区严重干旱事件的模拟应用,结果表明:该模型不仅能综合地评估旱情等级,而且可以定量地描述干旱的发生、发展直至结束过程,在表现旱情的地区差异和随时间的演变过程等方面具有优势,且能够结合气象信息对旱情发展进行推演预报。
关键词:干旱评估预报模型,分布式水文模型, PDSI,长江上游, 2006年重庆旱灾1研究背景干旱缺水已经成为制约我国经济社会可持续发展的重要因素之一。
我国历史上旱灾频繁,然而目前出现的新趋势却更加令人忧虑:以往旱灾多以华北、西北为主,而近年来江南、华南、东北等传统多雨湿润地区也频繁发生季节性的严重干旱。
全国几乎所有省份,这几年来几乎没有不发生过干旱的,且旱灾损失呈增加趋势。
即使是一些南方湿润地区,局部旱灾损失甚至大于洪灾。
这几年干旱造成的损失之所以严重,气候变化引起的局部降水偏少是起因,但也与水利基础设施配套不全,农业生产技术落后,难以抵御自然灾害的现状有关。
此外,干旱预报和预警的技术工作跟不上,也是一个重要的不利因素。
相对于洪涝灾害研究而言,我国在干旱方面的基础研究还比较薄弱,尚不能为抗旱减灾工作提供有力的科技支撑。
这其中有两点不足:一是对旱灾成因条件和灾变过程机制缺乏认识,没有制定针对性强、科技含量高的干旱防治规划和应急预案;二是在干旱评估模型和预报技术上还不成熟,只能依赖于气象预报,还没有建立专业的干旱预报和灾情预警体系。
基于分布式水文模型GBHM的河流闸坝调控研究作者:吕继强刘俊沈冰孙夏利侯志强慕登春张媛聂启阳来源:《人民黄河》2018年第09期摘要:以秦岭北麓半干旱区城市河流为例,构建分布式水文模型与河段水量平衡模型,分析区域气候变化、河流上游水利工程蓄水运行及下游城市段橡胶坝蓄水调度对河流水量水质的影响,并依据不同水平年的水文模拟计算结果,制定变化环境下河流下游闸坝水量水质调控方案。
研究结果表明:通过构建分布式水文模型,研究流域水文与气象要素、水库建设运行与灌溉取水等人类活动对河流水文过程的综合影响,是降低河流水资源管理风险及不确定性的有效途径之一;以下游河段水量、水质监测等数据为基础,开展变化环境下橡胶坝水量水质随机模拟与调控,制定的水量水质优化调控方案可以有效缓解河流水污染状况。
关键词:水文学;GBHM 模型;城市河流;景观水体;水质与水量调控中图分类号:TV213.4 文献标志码:A Doi :10.3969/ j.issn.1000-1379.2018.09.015受全球气候变化以及人类活动的影响,流域水循环发生了显著变化,许多地区面临洪水、干旱、环境污染等严重问题。
半干旱区水资源不足,长期存在水资源时空分布与流域经济发展布局不协调问题。
城市河流水生态系统受人类活动影响强烈,河流自然水文演化过程逐渐被改变,半干旱区河流下游城市段不合理的闸坝调控模式加剧了水资源紧张与水生态环境恶化问题。
研究闸坝工程对河流环境的影响、减少闸坝蓄水引起的河流生态系统退化或破坏问题,对流域水环境保护具有重要意义。
国内外学者围绕气候变化与人类活动对河流水文情势[1-2]、水环境的影响[2-5],开展了很多有意义的研究。
夏军等[6]探讨了淮河流域人类活动影响下河流生态需水量难以保障问题,定量评估了闸坝工程对河流水生态系统的影响程度;Hayes等[7]、Burke等[8]探讨了闸坝调度运行对河流水质、水量演变所起的作用;左其亭等[9]通过实地闸坝调控试验,确定重污染河流闸坝最优下泄流量,以提高河流水体的自净作用。
《SWAT分布式流域水文物理模型的改进及应用研究》篇一一、引言随着全球气候变化和人类活动的不断加剧,流域水文过程的研究变得日益重要。
分布式流域水文模型作为研究流域水文过程的重要工具,对于理解流域水文循环、水资源管理、洪水预测和生态环境保护等方面具有重要意义。
SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型作为一种分布式流域水文物理模型,因其强大的物理基础和广泛的适用性,受到了广泛关注。
然而,SWAT模型在实际应用中仍存在一些不足和局限性。
因此,本文旨在研究SWAT模型的改进方法及其在流域水文过程中的应用。
二、SWAT模型概述SWAT模型是一种基于物理过程的分布式流域水文模型,可模拟流域内的水文循环过程,包括降雨、径流、蒸发、地下水运动等。
SWAT模型将流域划分为多个子流域,根据子流域的土壤类型、植被覆盖、地形地貌等特征,计算各子流域的水文过程。
SWAT模型具有较高的物理基础和较强的可操作性,已被广泛应用于全球各地的流域水文研究中。
三、SWAT模型的改进方法尽管SWAT模型具有诸多优点,但在实际应用中仍存在一些不足。
为了进一步提高SWAT模型的模拟精度和适用性,本文提出以下改进方法:1. 优化模型参数:通过引入新的参数优化算法,如遗传算法、粒子群优化算法等,优化SWAT模型的参数,提高模型的模拟精度。
2. 引入新的数据源:利用遥感数据、地理信息系统数据等新的数据源,提高SWAT模型的空间分辨率和时间分辨率,更好地反映流域内水文过程的时空变化。
3. 考虑人类活动影响:在模型中引入人类活动因素,如土地利用变化、水利工程等,以更准确地反映人类活动对流域水文过程的影响。
4. 完善模型物理机制:针对SWAT模型中存在的物理机制不足,如地下水运动模拟、溶质运移模拟等,进行深入研究和改进,以提高模型的模拟精度和适用性。
四、SWAT模型的应用研究经过改进的SWAT模型可广泛应用于以下领域:1. 水资源管理:通过模拟流域内的水文循环过程,评估流域内的水资源状况,为水资源管理和保护提供科学依据。