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微分形式垂向混合产流模型及应用研究
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作者 陈媛 王甫志 +4 位作者 马梦园 黄嘉璐 王军 赵建飞 梁忠民 《水力发电》 2025年第4期1-5,共5页
垂向混合产流模型(VMR)是我国半湿润和半干旱地区的常用水文模型,但其数学形式为一阶差分代数方程,求解时不可避免引入数值误差,影响模型精度。为了有效控制数值求解误差,推导了垂向混合产流模型的微分方程,建立了微分形式的垂向混合产... 垂向混合产流模型(VMR)是我国半湿润和半干旱地区的常用水文模型,但其数学形式为一阶差分代数方程,求解时不可避免引入数值误差,影响模型精度。为了有效控制数值求解误差,推导了垂向混合产流模型的微分方程,建立了微分形式的垂向混合产流模型(ODE-VMR),通过数值试验验证了ODE-VMR的理论正确性。蒙阴流域应用示例表明,ODE-VMR可有效降低数值误差,提升模拟精度,成果可为半湿润和半干旱地区水文模型研究提供新的途径。 展开更多
关键词 垂向混合产流模型 数值求解误差 差分/微分形式水文模型 蒙阴流域
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蓄满-超渗产流模型在河南省典型流域适应性分析
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作者 史子群 刘妍昕 +1 位作者 杨倩倩 包爱美 《治淮》 2024年第9期17-19,共3页
半湿润半干旱地区的下垫面条件复杂、差异性大,其产流模式往往具有较强的随机性,并非简单的超渗产流或蓄满产流,产流计算难度大。本文选取蓄满-超渗兼容产流模型和垂向混合产流模型,以河南省鲁山县中汤流域及新县裴河流域为例,模拟分析... 半湿润半干旱地区的下垫面条件复杂、差异性大,其产流模式往往具有较强的随机性,并非简单的超渗产流或蓄满产流,产流计算难度大。本文选取蓄满-超渗兼容产流模型和垂向混合产流模型,以河南省鲁山县中汤流域及新县裴河流域为例,模拟分析流域产流情况及其适用性。结果表明:相较于单一蓄满产流模型仅60%的合格率,综合考虑蓄满和超渗产流的融合模型模拟效果更佳,其中蓄满-超渗兼容产流模型在两个流域均为100%,垂向混合产流模型则分别达到80%和100%的合格率,模拟合格率均较高。 展开更多
关键词 蓄满-超渗兼容产流模型 垂向混合产流模型 半湿润半干旱地区 产流计算
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垂向混合产流模型在三峡水库洪水预报中的应用
3
作者 赵丽平 刘晓阳 +2 位作者 任明磊 郭率 陈先俊 《南水北调与水利科技(中英文)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期1-9,共9页
选取寸滩武隆至三峡大坝之间的流域为研究对象,构建三峡水库垂向混合产流入库洪水预报模型,模拟研究区域内近几年汛期的降雨径流,从日模和次洪模拟效果分别进行分析,并与新安江模型模拟效果进行对比。结果表明:垂向混合产流模型和新安... 选取寸滩武隆至三峡大坝之间的流域为研究对象,构建三峡水库垂向混合产流入库洪水预报模型,模拟研究区域内近几年汛期的降雨径流,从日模和次洪模拟效果分别进行分析,并与新安江模型模拟效果进行对比。结果表明:垂向混合产流模型和新安江模型模拟精度均较高,年径流深、年最大洪峰、年最大3d洪量、年最大7d洪量、场次洪水洪峰、径流深及确定性系数均满足许可误差要求,模拟场次洪水的合格率均达到100%,且垂向混合产流模型模拟精度略高于新安江模型。因此,建立的垂向混合产流模型对洪峰、洪量、过程均模拟较为准确,可为三峡水库入库洪水预报提供重要参考依据。 展开更多
关键词 洪水预报 垂向混合产流模型 蓄满产流 超渗产流 三峡水库
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蓄满产流模型在辽东山区的应用研究
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作者 郭芳琴 《水土保持应用技术》 2024年第3期7-9,共3页
降雨产流预报的研究对区域的防洪减灾和水资源科学利用具有重要作用。以辽东山区桓仁流域为研究对象,基于蓄满产流模型,对流域产流、蒸散发及流域蓄水容量等参数进行计算及率定,并计算流域产流量和汇流量,得到较高的模拟精度。说明蓄满... 降雨产流预报的研究对区域的防洪减灾和水资源科学利用具有重要作用。以辽东山区桓仁流域为研究对象,基于蓄满产流模型,对流域产流、蒸散发及流域蓄水容量等参数进行计算及率定,并计算流域产流量和汇流量,得到较高的模拟精度。说明蓄满产流模型适用于辽东山区降雨产流预测,研究结果为辽东山区的防洪减灾、水利工程规划设计以及水资源的科学利用提供科学依据。 展开更多
关键词 蓄满产流模型 产流 汇流量 洪涝灾害 辽东山区
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垂向混合产流模型及应用 被引量:69
5
作者 包为民 王从良 《水文》 CSCD 北大核心 1997年第3期18-21,共4页
半干旱地区的产流理论和计算方法研究,在我国尚是一个薄弱环节。据蓄满和超渗两种概化的产流机制,提出了垂向混合产流模型,经应用检验,表明模型结构较合理。
关键词 产流计算 产流模型 混合产流模型 流域
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基于人类活动的流域产流模型构建 被引量:25
6
作者 王浩 雷晓辉 +2 位作者 秦大庸 王建华 周祖昊 《资源科学》 CSSCI CSCD 北大核心 2003年第6期14-18,共5页
不断加剧的人类活动强烈地改变着流域下垫面水文特性,从而影响流域产流过程。该文在流域水文统计相似性理论和降水径流相关的基础上,从流域下垫面的统计特征入手,以GIS技术为统计手段,构建了流域的径流与降水、前期雨量的分布式统计模型... 不断加剧的人类活动强烈地改变着流域下垫面水文特性,从而影响流域产流过程。该文在流域水文统计相似性理论和降水径流相关的基础上,从流域下垫面的统计特征入手,以GIS技术为统计手段,构建了流域的径流与降水、前期雨量的分布式统计模型,并应用降水径流资料进行来相关参数率定。从在大阁流域五场降水检验结果来看,本模型整体模拟精度较高,从而为人类活动影响下流域产流模拟提供了一种有效研究途径。 展开更多
关键词 人类活动 流域产流模型 下垫面 降水 检验 统计 GIS技术 水文特性
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新安江模型与垂向混合产流模型的比较 被引量:33
7
作者 瞿思敏 包为民 +2 位作者 张明 嵇海祥 胡其美 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期374-377,共4页
从实时洪水预报模型通用性角度出发,对新安江模型与垂向混合产流模型进行比较研究.选用青峰岭水库流域、危水水库流域资料分别采用这两个模型进行模拟计算.计算结果表明,在湿润地区,新安江模型和垂向混合产流模型都能取得好的成果;在半... 从实时洪水预报模型通用性角度出发,对新安江模型与垂向混合产流模型进行比较研究.选用青峰岭水库流域、危水水库流域资料分别采用这两个模型进行模拟计算.计算结果表明,在湿润地区,新安江模型和垂向混合产流模型都能取得好的成果;在半干旱地区,新安江模型应用效果不太理想,垂向混合产流模型能取得比较令人满意的结果. 展开更多
关键词 新安江模型 垂向混合产流模型 水库流域 流域水文模型
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中小流域时空变源混合产流模型及参数区域化方法研究 被引量:28
8
作者 刘昌军 周剑 +4 位作者 文磊 马强 郭良 丁留谦 孙东亚 《中国水利水电科学研究院学报》 北大核心 2021年第1期99-114,共16页
针对山丘区中小流域洪水预报面临的产流机制混合多变和模型参数难以获取的问题,提出了适用于缺资料地区的中小流域时空变源混合产流模型和基于机器学习CART的参数区域化方法。在小流域地貌水文响应单元划分基础上,利用GARTO非饱和下渗... 针对山丘区中小流域洪水预报面临的产流机制混合多变和模型参数难以获取的问题,提出了适用于缺资料地区的中小流域时空变源混合产流模型和基于机器学习CART的参数区域化方法。在小流域地貌水文响应单元划分基础上,利用GARTO非饱和下渗计算模型,从超渗/蓄满机制的平面混合、垂向混合和时段混合三个方面构建时空变源混合产流模型,并采用机器学习CART方法进行模型参数区域化研究。选取不同地貌类型区的15个流域和河南省19个小流域实测降雨径流资料分别对模型适用性和参数区域化方法进行了验证。结果表明,通过与国内外8个水文模型的对比验证,时空变源混合产流模型模拟平均纳什系数为0.78,比其他模型提高约20%;利用本模型和CART参数区域化方法在河南省19个流域计算的平均纳什系数为0.70,比参数随机移植结果提高了35%,本模型和参数区域化方法在山丘区中小流域洪水模拟中应用效果较好。 展开更多
关键词 缺资料小流域 时空变源混合产流模型 参数区域化 机器学习方法
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考虑降雨空间变化的流域产流模型 被引量:9
9
作者 范荣生 李长兴 李占斌 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 1994年第3期33-39,共7页
本文从确定性与随机性相结合的途径出发,将超渗产流模型与降雨空间变化的频率特性有机结合,引入流域降雨产流计算中.经在黄土地区四个流域的初步应用,表明模型具有物理概念明确,弹性大的特点,对不同面积大小的流域均具有良好的适... 本文从确定性与随机性相结合的途径出发,将超渗产流模型与降雨空间变化的频率特性有机结合,引入流域降雨产流计算中.经在黄土地区四个流域的初步应用,表明模型具有物理概念明确,弹性大的特点,对不同面积大小的流域均具有良好的适用性. 展开更多
关键词 降雨 空间 流域 产流模型
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遥感和GIS支持下的平原河网区暴雨产流模型研究 被引量:7
10
作者 邓孺孺 陈晓翔 +1 位作者 胡细凤 何执兼 《水文》 CSCD 北大核心 1999年第3期19-24,共6页
分析了产流模型研究和应用现状及平原河网区产、汇流特点,提出了遥感、GIS支持下的平原河网区暴雨产流模型。模型将下垫面因素和暴雨因素列为随时空变化而变化的因子,并用遥感技术实时获取雨前土壤含水量等可变的区域下垫面数据;... 分析了产流模型研究和应用现状及平原河网区产、汇流特点,提出了遥感、GIS支持下的平原河网区暴雨产流模型。模型将下垫面因素和暴雨因素列为随时空变化而变化的因子,并用遥感技术实时获取雨前土壤含水量等可变的区域下垫面数据;从物理成因出发,建立了反映暴雨产流内在机理、适合实际应用的数学模型,使模型具有高度的适应性,并对全区各时空单元的产、汇流情况分别进行计算模拟,模型计算结果与实际情况较为相符。 展开更多
关键词 产流模型 遥感 GIS 平原河网区 下垫面因子
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城市地表暴雨产流模型及应用 被引量:8
11
作者 邹霞 宋星原 +2 位作者 张艳军 袁迪 刘佳明 《水电能源科学》 北大核心 2014年第3期10-14,共5页
为适应城市暴雨过程及地表特性,结合城市水文学及水力学原理,采用芝加哥雨型对暴雨进行时程分配,建立了不透水区、透水区及混合区的产流模型。对不透水区,在Linsley产流模型的基础上,结合径流系数对原模型做出了适当改进,建立了适合城... 为适应城市暴雨过程及地表特性,结合城市水文学及水力学原理,采用芝加哥雨型对暴雨进行时程分配,建立了不透水区、透水区及混合区的产流模型。对不透水区,在Linsley产流模型的基础上,结合径流系数对原模型做出了适当改进,建立了适合城市不透水区的产流模型;对透水区,将下渗能力分配曲线和蓄水容量分配曲线耦合,按照二者的产流原理,形成了扣除截留、下渗损失的产流模型;对混合区则结合不透水部分和透水部分的占地面积,通过叠加不透水部分的产流与对应时刻透水部分的雨强作为输入,建立了与之相适应的产流模型。并将所得的暴雨时程分配过程线作为输入,对武汉市汉口区的产流过程进行模拟,得到地表净雨过程线,通过对比,发现该模型能较好地反映城市地表的产流过程。 展开更多
关键词 城市暴雨 芝加哥雨型 城市产流模型 暴雨过程线 净雨过程线
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改进SCS产流模型在岩溶地区径流模拟中的应用 被引量:10
12
作者 贾晓青 杜欣 +1 位作者 赵旭峰 陈植华 《人民长江》 北大核心 2008年第11期25-27,30,共4页
我国西南岩溶地区地下河流域由于水文监测资料较少,导致流域的水资源定量评价和预测成为研究的重点和难点。以西南岩溶地区6个典型地下河流域监测资料为数据基础,通过对CN值的修正改进SCS产流模型,并在湖南万华岩地下河流域进行尝试性应... 我国西南岩溶地区地下河流域由于水文监测资料较少,导致流域的水资源定量评价和预测成为研究的重点和难点。以西南岩溶地区6个典型地下河流域监测资料为数据基础,通过对CN值的修正改进SCS产流模型,并在湖南万华岩地下河流域进行尝试性应用,模拟效果较好,为无监测数据的西南岩溶地下河流域的产流计算和水量预测提供一定的科学参考。 展开更多
关键词 SCS产流模型 水量预测 径流模拟 西南岩溶地区
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基于SCE-UA算法的新安江模型与垂向混合产流模型参数优化应用研究 被引量:9
13
作者 王维 冯忠伦 +3 位作者 杨伟 林洪孝 王刚 刁艳芳 《中国农村水利水电》 北大核心 2017年第3期26-30,共5页
为解决流域水文模型人工试错率定参数呈现的经验性与不确定性问题,探寻模型参数率定的全局最优解,本文对三水源新安江模型与垂向混合产流模型采用复合形交叉进化算法(SCE-UA)优选率定模型参数。优化过程中拟定了两种模型参数优选边界,... 为解决流域水文模型人工试错率定参数呈现的经验性与不确定性问题,探寻模型参数率定的全局最优解,本文对三水源新安江模型与垂向混合产流模型采用复合形交叉进化算法(SCE-UA)优选率定模型参数。优化过程中拟定了两种模型参数优选边界,选定包含复合形个数p在内的SCE-UA算法参数,建立了基于洪峰、洪量、流量过程三要素的目标函数。经案例分析得出SCE-UA算法适用于上述两种水文模型调参应用,且垂向混合产流模型模拟结果优于三水源新安江模型。 展开更多
关键词 SCE-UA 新安江模型 垂向混合产流模型 参数 优选
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消退曲线超渗产流模型 被引量:8
14
作者 颜开 陈树娥 陈信华 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第1期90-93,共4页
考虑土壤蒸发与土壤含水量的非线性关系,建立了土壤蒸发与时间呈反比关系的消退曲线;给合简化的土壤入渗曲线,建立了超渗产流数学模型,并用滁县径流实验站资料对模型进行了验证。
关键词 土壤 蒸发 土壤含水量 超渗产流 产流模型
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土石山区山坡降雨入渗产流模型 被引量:6
15
作者 甘永德 刘欢 +3 位作者 贾仰文 顾金普 仇亚琴 司曼菲 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2018年第2期8-13,共6页
在分析土石山区下垫面特性的基础上,引入碎石体积比例系数量化土壤中碎石对入渗的影响,并考虑山坡基岩凹凸面及封闭裂隙储留,构建了一种包括植被截留、洼地储留、土壤入渗、壤中流、基岩凹凸面及封闭裂隙储留等计算模块的土石山区山坡... 在分析土石山区下垫面特性的基础上,引入碎石体积比例系数量化土壤中碎石对入渗的影响,并考虑山坡基岩凹凸面及封闭裂隙储留,构建了一种包括植被截留、洼地储留、土壤入渗、壤中流、基岩凹凸面及封闭裂隙储留等计算模块的土石山区山坡降雨入渗产流模型;采用径流小区天然降雨产汇流试验对模型进行验证,并与现有山坡降雨入渗产流模型的模拟结果进行了对比分析。结果表明:与现有模型相比,构建的入渗产流模型可以较好地模拟地表径流强度和土壤入渗率,实测值与模型模拟值较为吻合;暴雨期土壤入渗率的模拟值远小于实测值,可能原因在于该模型忽略了碎石与土壤的直接接触面间可能形成的水流快速通道,未考虑土石山区山坡土壤层和基岩层中可能存在的优先流,模型尚需进一步完善和改进。 展开更多
关键词 降雨入渗产流模型 土石山区 土石介质 土壤入渗率 径流强度
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基于统计理论的产流模型 被引量:4
16
作者 梁忠民 施晔 +1 位作者 李彬权 余钟波 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期789-793,共5页
提出了一个基于统计理论的产流模型,该模型考虑了降雨、土壤下渗能力及土壤蓄水容量的空间变异性。假定每个时段的降雨量在空间上可以用概率密度函数或分布函数描述,根据实测降雨资料通过统计拟合优度途径估计各时段降雨的空间概率分布... 提出了一个基于统计理论的产流模型,该模型考虑了降雨、土壤下渗能力及土壤蓄水容量的空间变异性。假定每个时段的降雨量在空间上可以用概率密度函数或分布函数描述,根据实测降雨资料通过统计拟合优度途径估计各时段降雨的空间概率分布;采用抛物线型函数分别描述土壤下渗能力和土壤蓄水容量的空间分布。按照超渗产流机制计算地表产流量,通过降雨量和土壤下渗能力的联合分布推导得到地表径流量的统计分布,进而得到平均产流量的解析表达式。下渗水量补充土壤含水量,假定满足田间持水量后形成地下径流,其产流量根据下渗量和土壤蓄水容量的空间分配曲线进行计算。以半湿润的黄河支流伊河东湾流域为例,对模型进行了验证和应用,并与新安江模型的结果进行了对比。结果表明,模型对所研究的半湿润区的洪水模拟预报有较好的模拟效果。 展开更多
关键词 概率密度函数 空间变异性 产流模型 地表径流 地下径流
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水循环综合模拟系统的降雨产流模型研究 被引量:5
17
作者 刘昌明 李军 王中根 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期377-383,共7页
重点阐述国内自主研发的水循环综合模拟系统(HIMS,hydro-infomatic modelling system)降雨产流模型的新发展。HIMS原有产流计算主要是基于降雨动态入渗机制的LCM模型,该产流模型是通过大量野外小流域观测试验提出的经验模型。为进一步... 重点阐述国内自主研发的水循环综合模拟系统(HIMS,hydro-infomatic modelling system)降雨产流模型的新发展。HIMS原有产流计算主要是基于降雨动态入渗机制的LCM模型,该产流模型是通过大量野外小流域观测试验提出的经验模型。为进一步揭示其物理机制,HIMS研究团队基于物理机制清晰的Green-Ampt模型,提出了新的GAF模型。从理论上通过GAF模型可以直接推导出LCM模型,以及SCS-CN模型,并证明了LCM模型是GAF模型的高精度幂指数近似,而SCSCN模型是GAF模型的倒数线性近似解简化;通过对GAF模型解析解的深入分析,提出了两参数SCS-CN修正模型,使之包含了雨强的影响。 展开更多
关键词 水循环模拟 HIMS 降雨产流模型 LCM模型 GAF模型 SCS-CN模型
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考虑土壤特性空间变异的流域产流模型 被引量:10
18
作者 李长兴 沈晋 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 1989年第10期1-8,共8页
为了模拟流域产流的空间变化,本文从土壤物理学与水文学相结合的途径出发,将标定理论引入流域产流计算中,用一个反映土壤特性空间变异程度且符合对数正态分布的标定因子将流域划分单元,通过对单元下渗曲线的标定和应用,建立了一个考虑... 为了模拟流域产流的空间变化,本文从土壤物理学与水文学相结合的途径出发,将标定理论引入流域产流计算中,用一个反映土壤特性空间变异程度且符合对数正态分布的标定因子将流域划分单元,通过对单元下渗曲线的标定和应用,建立了一个考虑土壤特性空间变异的流域产流模型。经在两个实际流域的初步应用证明,本模型具有物理概念明确,弹性大,适应面广,能够直接模拟产流面积的变化等特点,已获得较满意的计算结果。 展开更多
关键词 土壤 空间变异 流域 产流模型
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垂向混合产流模型在不同地区的应用与改进 被引量:11
19
作者 王庆平 沈国华 王红艳 《节水灌溉》 北大核心 2012年第5期11-15,共5页
基于垂向混合产流模型的结构特征,选择不同地区加以应用比较,率定了模型在西北干旱半干旱地区的参数,在此基础之上进行了洪水模拟计算,分析对比了模型在不同地区的应用和洪水模拟结果不合格的原因。通过分时段双源蒸散发计算和改进的格... 基于垂向混合产流模型的结构特征,选择不同地区加以应用比较,率定了模型在西北干旱半干旱地区的参数,在此基础之上进行了洪水模拟计算,分析对比了模型在不同地区的应用和洪水模拟结果不合格的原因。通过分时段双源蒸散发计算和改进的格林-安普特下渗公式的应用计算,使模型在北方干旱地区和南方湿润地区也具有一定的适应性、成熟性和有效性。 展开更多
关键词 垂向混合产流模型 产流计算 洪水模拟
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用遥感资料建立分块产流模型 被引量:9
20
作者 王腊春 熊江波 《地理科学》 CSSCI CSCD 北大核心 1997年第1期76-80,共5页
用遥感资料建立的分块产流模型,充分考虑了降雨的空间分布不均匀性,解决了以往分块产流计算中产流参数难以分块选择的缺陷,提高了产流计算的精度。利用遥感资料提取产流参数,可以从参数与流域自然地理特征关系进行分析,使之更符合... 用遥感资料建立的分块产流模型,充分考虑了降雨的空间分布不均匀性,解决了以往分块产流计算中产流参数难以分块选择的缺陷,提高了产流计算的精度。利用遥感资料提取产流参数,可以从参数与流域自然地理特征关系进行分析,使之更符合水文现象的一般规律,并可用于无资料地区。 展开更多
关键词 流域 产流模型 遥感数据
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